JP2022157320A - Pick-up collet, pick-up device, and mounting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ピックアップコレット、ピックアップ装置及び実装装置に関する。 The present invention relates to a pick-up collet, a pick-up device and a mounting device.
ロジック、メモリ、画像センサなどの半導体素子である電子部品を、基板に実装する際には、半導体素子が形成されたウエーハを、切断することにより個片化したチップとする。そして、このチップを一つずつピックアップし、基板へ移送して実装することが行われている。 When electronic components, which are semiconductor elements such as logic, memory, and image sensors, are mounted on a substrate, the wafer on which the semiconductor elements are formed is cut into individual chips. Then, the chips are picked up one by one, transferred to a substrate, and mounted.
チップの一方の面である表面は、微細な回路が形成された機能面となっている。このチップをウエーハからピックアップする際に、ピックアップする部材が機能面に直接接触すると、回路等が破損する虞があるため、接触を避けたいという要求がある。 The surface, which is one surface of the chip, is a functional surface on which fine circuits are formed. When the chip is picked up from the wafer, if the member to be picked up directly contacts the functional surface, the circuit or the like may be damaged, so there is a demand to avoid contact.
また、チップの表面の接続端子と、基板の接続端子とを対向させて接合することも行われている。この時、接続端子同士の接合性を確保、向上させるため、チップの表面に対して、プラズマ処理や表面活性化処理などの表面処理が行われる場合がある。このような処理をされたチップの表面の状態を維持するためにも、ピックアップする部材がチップの表面に直接接触することを避けたいという要求がある。 Also, the connection terminals on the surface of the chip and the connection terminals on the substrate are made to face each other and joined together. At this time, surface treatments such as plasma treatment and surface activation treatment are sometimes performed on the surface of the chip in order to ensure and improve the bondability between the connection terminals. In order to maintain the state of the surface of the chip that has been treated in this way, there is a demand to avoid direct contact of the pick-up member with the surface of the chip.
チップの表面に、部材を接触させないという要求に対応するため、従来、チップをピックアップする部材であるコレットにおいて、チップを保持する面をテーパー面として、チップの表面ではなく周縁部のみが、コレットのテーパー面に接触した状態で保持されるようにしていた(特許文献1参照)。 In order to meet the requirement that the member should not come into contact with the surface of the chip, conventionally, in the collet, which is a member for picking up the chip, the surface for holding the chip is tapered, and only the peripheral edge of the collet, not the surface of the chip, is formed. It was held in contact with the tapered surface (see Patent Document 1).
しかしながら、上記のような従来技術においても、チップの周辺部において、コレットとの接触が存在する。このため、チップの表面の周縁部に接触することによって、チップの欠け、割れが生じる可能性がある。また、そもそもチップとコレットとの接触が生じることが、パーティクルの発生につながる。このため、チップの表面の周縁部に対しても、非接触で保持できるコレットが求められている。 However, even in the prior art as described above, there is contact with the collet at the periphery of the chip. Therefore, contact with the periphery of the surface of the chip may cause chipping or cracking of the chip. Moreover, the occurrence of contact between the tip and the collet in the first place leads to the generation of particles. Therefore, there is a demand for a collet that can be held without contact with the periphery of the surface of the chip.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電子部品を非接触でピックアップすることができるピックアップコレット、ピックアップ装置及び実装装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems described above, and an object of the present invention is to provide a pickup collet, a pickup device, and a mounting device capable of picking up electronic components in a non-contact manner.
本発明は、電子部品を吸引保持してピックアップするピックアップコレットであって、
通気性を有し、内部に供給された気体を、電子部品に対向する対向面の細孔を介して面状に噴出する多孔質部材を有し、前記多孔質部材には、前記対向面に開口を有し、負圧により前記電子部品を吸引する吸引孔が設けられ、前記吸引孔の開口の周囲には、前記対向面からの気体の噴出により形成される気体の層が、前記電子部品を支持しない不支持領域が設けられている。
The present invention is a pick-up collet for picking up an electronic component by sucking and holding it,
It has a porous member that has air permeability and ejects the gas supplied inside in a planar manner through pores on the surface facing the electronic component, and the porous member includes: A suction hole having an opening for sucking the electronic component by negative pressure is provided, and around the opening of the suction hole, a layer of gas formed by jetting gas from the facing surface is formed on the electronic component. A non-supporting area is provided that does not support the
また、本発明のピックアップ装置は、前記電子部品が貼り付けられたシートから、前記電子部品をピックアップするピックアップ装置であって、前記ピックアップコレットと、前記ピックアップコレットを、前記シートにおける前記電子部品を吸引保持可能な位置まで接近させ、吸引保持した前記電子部品を前記シートから引き剥がして移送可能とするコレット移動機構と、を有する。 Further, the pickup device of the present invention is a pickup device for picking up the electronic component from the sheet to which the electronic component is attached, wherein the pickup collet and the pickup collet suck the electronic component on the sheet. a collet moving mechanism that moves the electronic component closer to a position where it can be held, peels off the electronic component held by suction from the sheet, and transfers the electronic component.
また、本発明の実装装置は、前記ピックアップ装置と、前記ピックアップコレットに対して相対的に移動可能に設けられ、前記ピックアップコレットから前記電子部品を受け取るボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドに保持された前記電子部品を、基板に移送して実装する実装部と、を有する。 Further, the mounting apparatus of the present invention includes: the pickup device; a bonding head provided movably relative to the pickup collet for receiving the electronic component from the pickup collet; and a mounting section for transferring and mounting the electronic component onto the substrate.
本発明のピックアップコレット、ピックアップ装置及び実装装置によれば、電子部品を非接触でピックアップすることができる。 According to the pick-up collet, pick-up device and mounting device of the present invention, electronic components can be picked up without contact.
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面は模式図であって、各部のサイズ、比率等は、理解を容易にするために誇張している部分を含んでいる。図1及び図2に示すように、本実施形態のピックアップコレット200は、電子部品2の移送装置1に使用される。移送装置1は、ピックアップ装置20、搭載装置30、及び制御装置50を備え、電子部品2をピックアップ装置20によって搭載装置30へと受け渡す装置である。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the drawings are schematic diagrams, and the sizes, ratios, etc. of each part include portions that are exaggerated for easy understanding. As shown in FIGS. 1 and 2, a pick-
電子部品2は、例えば、チップ状の部品である。本実施形態では、電子部品2は、ウエーハを個片に分割した半導体チップである。また、実装装置100は、供給装置10から供給された電子部品2を移送装置1による移送を介して基板に実装する装置である。すなわち、実装装置100は、移送装置1の構成に加え、供給装置10、基板を支持する基板ステージ60を備える。
The
供給装置10は、電子部品2をピックアップ装置20へと供給する装置である。供給装置10は、ピックアップ対象の電子部品2を供給位置P1に移動させる。供給位置P1とは、ピックアップ装置20が、ピックアップ対象となる電子部品2をピックアップする位置である。供給装置10は、電子部品2が貼り付けられたシート11を支持する供給ステージ12、供給ステージ12を移動させるステージ移動機構13を備える。このステージ移動機構13は、例えば、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構である。
The
電子部品2が貼り付けられシート11は、ここでは、図示しないウエーハリングに貼り付けられた粘着性を有するウエーハシートである。シート11上には電子部品2がマトリクス(行列)状に配置されている。本実施形態では、電子部品2は、機能面が上方に露出したフェイスアップ状態で配置されているものとする。
The
供給ステージ12は、シート11が貼り付けられたウエーハリングを水平に支持する台である。つまり、供給ステージ12は、電子部品2が貼り付けられたシート11を、ウエーハリングを介して支持する。供給ステージ12は、ステージ移動機構13によって、水平方向に移動可能に設けられている。シート11は、供給ステージ12とともにステージ移動機構13に水平に支持されているため、シート11及び当該シート11に載せられた電子部品2もまた、水平方向に移動可能に設けられている。
The
なお、図1に示すように、水平方向のうち、供給装置10と搭載装置30が並ぶ方向をX軸方向、X軸に直交する方向をY軸方向という。また、シート11の平面に直交する方向をZ軸方向または上下方向という。上方向とは、シート11の平面を境界として電子部品2が載せられている側の方向であり、下方向とは、シート11の平面を境界として電子部品2が載せられていない側の方向である。
As shown in FIG. 1, among horizontal directions, the direction in which the
[ピックアップ装置]
ピックアップ装置20は、供給装置10から電子部品2をピックアップし、ピックアップした電子部品2を搭載装置30に受け渡す装置である。このピックアップ装置20は、ピックアップコレット200と、コレット移動機構22と、方向転換部23と、突き上げピン24とを備える。
[Pickup device]
The pick-up
ピックアップコレット200は、図3~図5に示すように、電子部品2を吸引保持し、また吸引保持を解除して電子部品2を解放する部材である。ピックアップコレット200は、多孔質部材201、ベース202を有する。
The pick-
多孔質部材201は、通気性を有し、内部に供給された気体を、電子部品2に対向する対向面201aの細孔を介して供給する部材である。本実施形態の多孔質部材201は、直方体の板形状であり、全体として連通する微細な空間が緻密にほぼ均一に形成されている。多孔質部材201は、この構造によって通気性を有するが、そのコンダクタンスは非常に小さい。多孔質部材201は、いずれか一つの面が対向面201aとなり、対向面201aと反対側の背面201bから内部に気体が供給されると、対向面201aの緻密で均等に存在する細孔から気体が噴出する。この噴出は、噴き出した対向面201aの全面に広がった実質的に面状の噴出となる。この噴出は極めて緩やかなもので、いわばにじみ出てくるような感じであり、指を近づけてわずかに気流を感じる程度のものである。なお、対向面201aと背面201b以外の面は、細孔が塞がっていてもよい。
The
多孔質部材201は、前述のように内部の微細な空間である細孔が互いに連通しており、気体が細孔間を通過可能な連続構造体である。このような多孔質部材201としては、焼結金属、セラミック、樹脂などを用いることができる。内部の粒子が分離して流出し難いという観点からは、焼結金属とすることが好ましい。
As described above, the
さらに、多孔質部材201には、図3及び図4に示すように、対向面201aに開口201dを有し、負圧により電子部品2を吸引する貫通孔である吸引孔201cが設けられている。本実施形態の吸引孔201cは、背面201bの中央から対向面201aの中央に直線状に貫通している。
Furthermore, as shown in FIGS. 3 and 4, the
ベース202は、対向面201a以外の多孔質部材201の面を覆う部材である。本実施形態のベース202は、下方が開口した直方体形状の箱である。多孔質部材201は、ベース202の開口から、底面が対向面201aとなって露出するように挿入され、ベース202内に組み付けられて固定されている。
The
ベース202の天面には、図3及び図5に示すように、給気孔202a、排気孔202b、取付穴202cが設けられている。給気孔202aは、多孔質部材201に給気するための貫通孔である。給気孔202aは、給気孔202aに接続される配管のためにベース202の外縁に寄った位置に形成されている。排気孔202bは、吸引孔201cを介して開口201dに負圧を発生させるための貫通孔である。排気孔202bは下方に延びて、多孔質部材201の吸引孔201cに合うように形成されている。排気孔202bの周囲におけるベース202の内面と多孔質部材201との間には、気体溜まりの空間が形成されている。なお、排気孔202bは、吸引孔201cを貫通して、対向面201aに達していてもよい。この場合、多孔質部材201の吸引孔201c、開口201dは、多孔質部材201の対向面201aに達した排気孔202bの外側に密着するように設けられる。取付穴202cは、コレット移動機構22との接続時に、ずれを防止するための一対の窪み穴である。
As shown in FIGS. 3 and 5, the top surface of the
給気孔202aは、図示しない配管を介して気体の供給回路に接続されている。供給回路は気体の供給源、ポンプ、バルブ等を含み構成されている。ここで、給気孔202aを介して多孔質部材201に供給される気体は、不活性ガスとする。排気孔202bは、図示しない配管を介して、真空ポンプ、バルブ等を含む負圧発生回路と連通している。
The
コレット移動機構22は、供給位置P1と受け渡し位置P2との間でピックアップコレット200を装着したピックアップヘッド21を往復移動させ、また、供給位置P1及び受け渡し位置P2で昇降させる機構である。なお、受け渡し位置P2とは、ピックアップ装置20が、供給位置P1でピックアップした電子部品2を後述する受取部として機能するボンディングヘッド31に受け渡す位置である。供給位置P1及び受け渡し位置P2は、主にXY方向の位置を意味し、必ずしもZ軸方向の位置を意味するものではない。
The
また、Z軸方向の位置(高さ)を意味する場合であっても、その高さには所定の幅があるものとする。所定の幅には、電子部品2の受け渡しの際の、電子部品2の厚み、電子部品2を突き上げる距離、電子部品2を吸着可能な距離などが含まれる。特にZ軸方向の位置(高さ)を意味する場合、供給位置P1において、接近位置における高さをH1、引剥位置における高さをH2とする(図8参照)。
Moreover, even when the position (height) in the Z-axis direction is meant, the height has a predetermined width. The predetermined width includes the thickness of the
コレット移動機構22は、ピックアップヘッド21が取り付けられたアーム222aを有し、アーム222aを移動させることにより、ピックアップヘッド21に装着されたピックアップコレット200を移動させる。ピックアップヘッド21の先端には、着脱部222bが設けられている、着脱部222bは、内部に磁石を備え、磁石の吸引力によってピックアップコレット200のベース202を吸着保持する。図4及び図5に示すように、着脱部222bのベース202との接触面には、一対のピン222cが設けられている。ピン222cが、ベース202に設けられた取付穴202cに嵌ることにより、着脱部222bに対するピックアップコレット200のずれが防止される。なお、図示はしないが、排気孔202bに接続される配管は着脱部222b内を通り、給気孔202aに接続される配管は着脱部222bに支持されている。
The
コレット移動機構22は、スライド機構221、昇降機構222を備える。スライド機構221は、ピックアップヘッド21が取り付けられたアーム222aを移動させることにより、ピックアップコレット200を供給位置P1と受け渡し位置P2との間で往復移動させる。ここでは、スライド機構221は、X軸方向と平行に延び、支持フレーム221aに固定されたレール221bと、レール221b上を走行するスライダ221cとを有する。
The
昇降機構222は、ピックアップヘッド21が取り付けられたアーム222aを移動させることにより、ピックアップコレット200を上下方向に移動させる。具体的には、昇降機構222は、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構を用いることができる。すなわち、サーボモータの駆動により、ピックアップコレット200がZ軸方向に沿って昇降する。なお、ピックアップコレット200は、着脱部222bを介してピックアップヘッド21に弾性支持されるとともに、上下にピックアップヘッド21に対してZ軸方向にスライド移動可能に設けられている。そして、ピックアップヘッド21は、このスライド移動を検知するセンサを有している。
The
方向転換部23は、ピックアップコレット200とコレット移動機構22の間に設けられている。方向転換部23は、ここでは、ピックアップコレット200の向きを変更するモータ等の駆動源を含んでなるアクチュエータである。ピックアップコレット200の向きとは、ピックアップコレット200のベース202側から、対向面201aへと向かう向きとする。向きを変更するとは、上下方向に0°~180°回転させることである。例えば、対向面201aを供給ステージ12へと向けたピックアップコレット200が供給位置P1で電子部品2を吸着保持する。その後、方向転換部23は、吸着面が上に向くようにピックアップコレット200の向きを変更する。この時、回転角度は180°である。
The
突き上げピン24は、供給装置10のシート11の下方に設けられている。突き上げピン24は、先端の尖った針状の部材である。突き上げピン24は、長さ方向がZ軸方向に平行になるようにバックアップ体241の内部に設けられている。
The push-up
バックアップ体241は、突き上げピン24をその内部から進出またはその内部へと退避させる駆動機構を有する。この進出または退避は、上下方向に行われる。この駆動機構は、例えば、エアシリンダやカム機構によって駆動される。
The
[搭載装置]
搭載装置30は、ピックアップ装置20から受け取った電子部品2を実装位置P3まで搬送し、基板に搭載する装置である。実装位置P3とは、電子部品2を基板に実装する位置である。搭載装置30は、ボンディングヘッド31、ヘッド移動機構32を有する。
[Equipped device]
The mounting
ボンディングヘッド31は、受け渡し位置P2でピックアップコレット200から電子部品2を受け取る受取部としての機能を有し、また当該電子部品2を実装位置P3で基板に実装する装置である。ボンディングヘッド31は、電子部品2を保持し、また実装後は保持状態を解除して電子部品2を解放する。
The
具体的には、ボンディングヘッド31は、ノズル31aを備える。ノズル31aは、電子部品2を保持し、また保持状態を解除して電子部品2を解放する。ノズル31aは、ノズル孔を備える。ノズル孔は、ノズル31aの先端の吸着面に開口する。ノズル孔は真空ポンプ等の負圧発生回路(図示せず)と連通しており、当該回路が負圧を発生させることによって、ノズル31aの吸着面に電子部品2を吸着保持する。また、負圧を解除することで吸着面から電子部品2の保持状態を解除する。
Specifically, the
ヘッド移動機構32は、ボンディングヘッド31を、受け渡し位置P2と実装位置P3との間で往復移動させ、また、受け渡し位置P2及び実装位置P3で昇降させる機構である。具体的には、ヘッド移動機構32は、スライド機構321、昇降機構322を備える。
The
スライド機構321は、ボンディングヘッド31を受け渡し位置P2と実装位置P3との間で往復移動させる。ここでは、スライド機構321は、X軸方向と平行に延び、支持フレーム321aに固定された2本のレール321bと、レール321b上を走行するスライダ321cとを有する。
The
なお、図示はしないが、スライド機構321は、ボンディングヘッド31をY軸方向にスライド移動させるスライド機構を有している。このスライド機構も、Y軸方向のレールとレールを走行するスライダによって構成できる。昇降機構322は、ボンディングヘッド31を上下方向に移動させる。具体的には、昇降機構322は、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構を用いることができる。すなわち、サーボモータの駆動により、ボンディングヘッド31がZ軸方向に沿って昇降する。
Although not shown, the
基板ステージ60は、電子部品2を実装するための基板を支持する台である。基板ステージ60は、ステージ移動機構61に設けられている。ステージ移動機構61は、基板ステージ60をXY平面上でスライド移動させ、基板における電子部品2の実装予定位置を実装位置P3に合わせる移動機構である。ステージ移動機構61は、例えば、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構である。
The
[制御装置]
制御装置50は、供給装置10、ピックアップ装置20、搭載装置30、基板ステージ60の起動、停止、速度、動作タイミング等を制御する。すなわち、制御装置50は、移送装置1及び実装装置100の制御装置である。制御装置50は、例えば、専用の電子回路又は所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって実現できる。制御装置50には、オペレータが制御に必要な指示や情報を入力する入力装置、装置の状態を確認するための出力装置が接続されている。入力装置は、スイッチ、タッチパネル、キーボード、マウスなどを用いることができる。出力装置は、液晶、有機ELなどの表示部を用いることができる。
[Control device]
The
図6は、制御装置50の機能ブロック図である。図6に示すように、制御装置50は、供給装置制御部51、突き上げピン制御部52、ピックアップ制御部53、ボンディングヘッド制御部54、基板ステージ制御部56、記憶部57を有している。
FIG. 6 is a functional block diagram of the
供給装置制御部51は、供給ステージ12の移動を制御する。すなわち、シート11に載せられたピックアップ対象となる電子部品2の移動を制御する。突き上げピン制御部52は、突き上げピン24の移動、すなわちバックアップ体241の動作を制御する。
The supply
ピックアップ制御部53は、ピックアップコレット200の移動を制御する。すなわちピックアップ制御部53は、コレット移動機構22及び方向転換部23の動作を制御する。また、ピックアップ制御部53は、給気孔202aと連通した供給回路、排気孔202bと連通した負圧発生回路を制御し、電子部品2の保持及び解放を制御する。
The
ボンディングヘッド制御部54は、ボンディングヘッド31の移動、すなわちヘッド移動機構32の動作を制御する。また、ボンディングヘッド制御部54は、ボンディングヘッド31のノズル孔と連通した負圧発生回路を制御し、電子部品2の保持及び解放を制御する。基板ステージ制御部56は、基板ステージ60の移動、すなわちステージ移動機構61の動作を制御する。
The
記憶部57は、各種メモリ、HDDまたはSSDなどを含む記録媒体である。記憶部57には、移送装置1の動作に必要なデータ、プログラムが予め記憶され、また、移送装置1の動作に必要なデータを記憶する。この必要なデータとは、例えば、気体の供給量、排気圧力、供給位置P1、受け渡し位置P2、実装位置P3の位置座標、各移動機構の位置座標である。上述の各移動機構は、これらの座標に基づいて各構成の移動制御を行う。
The
[ピックアップコレットによる吸引保持の原理]
次に、上記のようなピックアップコレット200によって、電子部品2を吸引保持できる原理を説明する。図3(A)に示すように、給気孔202aから供給される気体Gは、対向面201aの細孔から面状に噴出することによって、電子部品2との間に気体の層が形成される。この層は、例えば、2~10μmとなる。そして、負圧発生回路により吸引孔201cに負圧を作用させた状態で、対向面201aを電子部品2に接近させることにより、電子部品2が吸引保持される。このとき、対向面201aと電子部品2との間には、気体の層が形成されているので、対向面201aと電子部品2とは非接触な状態が維持される。また、負圧発生回路による負圧を解除することで、吸引孔201cに負圧が作用しなくなるので、ピックアップコレット200から電子部品2が解放される。
[Principle of suction and holding by pickup collet]
Next, the principle by which the
[動作]
以上のような移送装置1において、ピックアップ装置20により供給装置10から電子部品2をピックアップし、当該電子部品2を搭載装置30に受け渡す動作を、図1~図6に加えて、図7のフローチャート、図8の説明図を参照しつつ、以下に説明する。
[motion]
In the
まず、ピックアップ装置20及び供給装置10によって、ピックアップコレット200を突き上げピン24が位置する供給位置P1に移動させ、ピックアップコレット200の対向面201aと突き上げピン24を対向させる(ステップS01)。このとき、多孔質部材201には給気孔202aを介して、加圧された気体が供給されており、対向面201aから気体が吹き出している。またこのとき、排気孔202bから排気しておらず、開口201dからの吸引はしていない。
First, the
一方、供給装置10は、供給ステージ12を移動させ、図8(A)に示すように、供給位置P1にピックアップ対象の電子部品2を位置させる(ステップS02)。この後、対向面201aから気体Gが供給されているピックアップコレット200が、ピックアップヘッド21とともに降下して、電子部品2に接近して行く。ピックアップコレット200が電子部品2に近接すると、対向面201aの気体Gが、対向面201aと電子部品2とに挟持されて、気体層を形成する。この時の挟持された気体層は、粘性流層になっていると考えられる。そして、図8(B)に示すように、ピックアップコレット200は、それ以上圧縮されない気体層によって電子部品2に対する下降が停止する(ステップS03)。
On the other hand, the
ここで、ピックアップコレット200が電子部品2に接触すると、ピックアップコレット200自体は停止する。但し、ピックアップコレット200は、ピックアップヘッド21に弾性支持されているため、ピックアップコレット200が停止しても、ピックアップヘッド21は下降を続けて、ピックアップコレット200に対してピックアップヘッド21がスライド移動する。このスライドをセンサで検知すると、ピックアップ制御部53は、ピックアップコレット200が電子部品2に接触したと認識して、ピックアップヘッド21の下降を停止する。このとき、ピックアップコレット200は、電子部品2とは接触していない。しかし、対向面201aと電子部品2との間に気体層が形成されるので、対向面201aは電子部品2にそれ以上近づけなくなり停止する。このときのピックアップコレット200の高さ位置が、接近位置H1となる。つまり、接近位置H1は、あらかじめ特定の停止位置として設定されているわけではない。
Here, when the
このように、気体層を介してピックアップコレット200が停止し、さらにピックアップヘッド21が停止した状態で、排気孔202bからの排気によって、吸引孔201cによる吸引を開始する(ステップS04)。つまり、ピックアップコレット200が気体層を介して電子部品2を、バックアップ体241に支持されたシート11に押し付けている状態、つまりバックアップ体241との間でシート11及び電子部品2を挟持している状態で、吸引を開始する。
In this way, the pick-up
この状態で、図8(C)に示すように、ピックアップコレット200が上昇するとともに、これと同期して突き上げピン24の上昇による突き上げが開始する(ステップS05)。これにより、電子部品2の裏面から、シート11が剥離を開始する。さらに、図8(D)に示すように、突き上げピン24は、あらかじめ設定された所定量上昇すると停止する。そして、さらに上昇するピックアップコレット200によって、ピックアップコレット200に、気体の層による隙間を維持した状態で負圧により吸引された電子部品2が、シート11から引き剥がされることにより、ピックアップされる(ステップS06)。このように電子部品2が完全に引き剥がされる高さ位置が引剥位置H2ではあるが、あらかじめ特定の停止位置として設定されているわけではない。
In this state, as shown in FIG. 8(C), the pick-up
ピックアップ装置20は、方向転換部23によって、ピックアップコレット200を反転させる(ステップS07)。すなわち、ピックアップコレット200の向きを上下方向に180°回転させ、ピックアップコレット200の対向面201aを上方へ向ける。なお、ここではステップS07の反転動作は電子部品2をピックアップした直後に行われるが、供給位置P1から受け渡し位置P2までの間のどの地点で行われてもよい。
The
ピックアップ装置20は、コレット移動機構22によって、受け渡し位置P2にピックアップした電子部品2を移動させる(ステップS08)。受け渡し位置P2では、搭載装置30のボンディングヘッド31が待機しており、電子部品2を介してピックアップコレット200の対向面201aと対向する。
The
受け渡し位置P2に位置したピックアップコレット200に向けてボンディングヘッド31を下降させ、ボンディングヘッド31で電子部品2を保持した後、ピックアップコレット200が負圧を解除することにより、ピックアップコレット200からボンディングヘッド31へと電子部品2を受け渡す(ステップS09)。なお、この後、ボンディングヘッド31は、ピックアップコレット200から離間するように上昇、実装位置P3へと移動し、電子部品2を基板に実装する。
After the
[効果]
(1)本実施形態のピックアップコレット200は、電子部品2を吸引保持してピックアップするピックアップコレット200であって、通気性を有し、内部に供給された気体を、電子部品2に対向する対向面201aの細孔を介して供給する多孔質部材201を有し、多孔質部材201には、対向面201aに、負圧により電子部品2を対向面201aに吸引する開口201dを有する吸引孔201cが設けられている。
[effect]
(1) The
また、本実施形態のピックアップ装置20は、ピックアップコレット200を、シート11における電子部品2を吸引保持可能な位置まで接近させ、吸引保持した電子部品2をシート11から引き剥がして移送可能とするコレット移動機構22を有する。
Further, the
さらに、本実施形態の実装装置100は、ピックアップコレット200に対して相対的に移動可能に設けられ、ピックアップコレット200の先端から電子部品2を受け取るボンディングヘッド31と、ボンディングヘッド31に保持された電子部品2を、基板に移送して実装する実装部とを有する。
Further, the mounting
このため、吸引孔201cからの吸引によって電子部品2をピックアップする際に、多孔質部材201の細孔から排出される気体の層によって、電子部品2と対向面201aとを非接触にすることができ、電子部品2にダメージが加わることが抑制される。また、電子部品2の移送時においても、対向面201aに接触して電子部品2にダメージが加わる可能性を低減しつつ、電子部品2を保持して落下等を防止できる。
Therefore, when the
ここで、電子部品2と、電子部品2と対向する面との間に、この空間から排出される気体を流すことにより、大量の気流により生じる負圧を利用して吸引力を生起させるベルヌーイチャックによって、電子部品2を保持する場合を考える。この場合、吸引力が非常に弱く、コレットと一定距離離れた状態で電子部品2を保持できたとしても、シート11に粘着されている電子部品2を引き剥がす吸着力を得ることができない。また、ベルヌーイ効果を得るためには、単位時間当たりの気体の流量を非常に多くする必要があるため、非接触を維持しつつ、保持するための吸引力の調整が非常に困難である。さらに、大量の気体がピックアップ箇所の周囲に吹き出されることにより、パーティクルを発生させるおそれがある。
Here, the gas discharged from this space is caused to flow between the
また、コレットの電子部品2と対向する面に、多孔質部材201のような細孔でなく、吸引孔同等のサイズの気体の噴出孔を設け、電子部品2に向かって気体を噴射して電子部品2を浮遊させ、この噴射による電子部品2の浮遊力に抗して電子部品2を吸引孔により吸引しようとする場合も、上述同様に非接触(浮遊)を維持しつつ、保持するための吸引力の調整が非常に困難であり、大量の気体がピックアップ箇所の周囲に吹き出されることにより、パーティクルを発生させるおそれがある。
In addition, on the surface of the collet facing the
これに対して、本実施形態では、対向面201aの微細な孔を介して、対向面201aの全体から面状に吹き出される気体の流量は、極めて僅かである。このため、パーティクルを発生させるおそれはない。対向面201aからの吹き出しは積極的に電子部品2を浮遊させるものでなく、対向面201aと電子部品2とが近接した時に粘性流の気体の層を形成するものである。したがって、対向面201aと電子部品2とを非接触状態に保つことは、吸引力が強いほど容易であり、吸引孔201cからの負圧による吸引力を、電子部品2をシート11から引き剥がすために十分な力としても、対向面201aと電子部品2との間の気体の層により接触を防止できるので、強い吸引力を得ることも、吸引力の調整も容易となる。
On the other hand, in the present embodiment, the flow rate of the gas that is planarly blown out from the entire opposing
本願の発明者による検討の結果、例えば、以下の条件であると、ピックアップコレット200により、電子部品2との非接触を維持しつつ、吸引保持できるという結果が得られた。まず、多孔質部材201としては、通気率が、例えば、供給圧力が0.3MPaの時に、多孔質部材201から流出する気体の流量が0.7L/min程度のものを用いた。多孔質部材201に供給するガス(窒素ガス)の圧力は、0.1~0.7MPa程度の範囲で良く、この時に、多孔質部材201を介して流れるガスの流量は0.3~1.5L/min程度の範囲で、確実に、ピックアップコレット200と電子部品2の非接触を維持できた。また、吸引の圧力としては、-10~-90kPaの範囲で、確実に、電子部品2をシート11からピックアップすることができた。この時、電子部品2と対向面201aとの間の気体層での圧力は0.1~0.5MPaが得られた。
As a result of studies by the inventors of the present application, for example, under the following conditions, the pick-up
比較例として、上記のピックアップコレット200と同サイズで、素材として細孔を有しないステンレス(SUS)製のコレットを用いた。このコレットに、直径0.3mmの孔50個を行列に配設して、孔から0.02MPaの圧力で供給したガスを噴き出させた場合、吸引の圧力が-50kPaで、電子部品2と対向面201aとが非接触を維持できる電子部品2と対向面201aの間の圧力は、0.025~0.035MPaと極めて小さく、その幅も狭いものであった。つまり、多孔質部材201の細孔とは異なり、コレットに形成した複数の孔によるガスの吹き出しでは、僅かな押圧力あるいは吸引力であっても、また僅かでも押圧力あるいは吸引力が変化してしまうと、電子部品2が容易に対向面と接触してしまうことが判明した。さらに、電子部品2と対向面201aとの間での圧力を増やすために、供給圧力を増やすと、容易に電子部品2が脱落してしまった。
As a comparative example, a stainless steel (SUS) collet having the same size as the pick-up
(2)電子部品2に対向面201aが対向している状態で、開口201dが電子部品2の投影面内、つまり電子部品2に重なる位置に設けられている。本実施形態では、対向面201aの中央に、吸引孔201cに連通した1つの開口201dが設けられている。このため、電子部品2の外縁からの気体の流入がなく、大気圧を利用して強い吸引力を確保することができる。なお、開口201dは複数であってもよく、その位置は、対向面201aが電子部品2に重なる位置であれば、中央には限定されない。
(2) The
[変形例]
本発明は、上記の実施形態には限定されず、上記の実施形態と基本的な構成は同様として、以下のような変形例も適用可能である。
(1)吸引孔201cの開口201dの周囲に、対向面201aからの気体の噴出により形成される気体の層が、電子部品2を支持しない不支持領域が設けられていてもよい。このような不支持領域を設ける理由は、以下の通りである。
[Modification]
The present invention is not limited to the above embodiments, and the following modifications are also applicable with the same basic configuration as the above embodiments.
(1) A non-supporting region may be provided around the
上記のようなピックアップコレット200の場合、保持された電子部品2が、水平な対向面201a内で移動しやすい。特に、電子部品2の反転時、移送時、受け渡し時等において、動作の加減速を大きくするような場合、位置ずれが生じる可能性がある。さらに、保持を維持できずに、脱落してしまう虞もある。
In the case of the
ここで、吸引力が働く開口201d部分においては、電子部品2が開口201dの中心に向かって引き込まれる(外側から押し込まれる)ことによる力が発生する。この力は、図9の網掛けの矢印に示すように、電子部品2に対する曲げ応力として働く。図9では、理解を容易にするために電子部品2が変形しているように示している。実際には変形が起きない程度の吸引力とすることが好ましく、その場合であっても電子部品2にはこのような力は働いている。
Here, in the
このような応力が働くと、電子部品2が開口201dの中心に引き付けられて、対向面201aに平行な方向の移動が制限されるため、電子部品2を一旦保持した位置からのずれや外れを低減できる。この引き付けられる力は、開口201dから応力の支点となる位置までの距離が長ければ大きくなると考えられる。ここで、開口201dにおける吸引力は、開口201dの直下の全体に均等に作用する。しかし、図9に示すように、開口201dの直下から外れる領域は、対向面201aからの気体の層が存在するため吸引力が作用せず、気体の層で電子部品2は支持される。したがって、この場合、開口201dの縁の部分が応力の支点となる。そこで、開口201dの周囲に、気体の噴出による層が存在しない領域である不支持領域を設けることによって、開口201dの中心から応力の支点となる位置を遠ざけることにより、電子部品2にかかる応力の増大を図ることができる。
When such a stress acts, the
より具体的には、電子部品2を吸引する開口の周囲であって、気体の層によって電子部品2を支持しない領域を不支持領域とする。例えば、図10に示すように、対向面201aの開口201dの周囲に形成された気体を噴出しない領域である非噴出部201eを、不支持領域とする。非噴出部201eは、開口201dと同心円状の通気部分を有しない部材や材料を埋め込んだり被せたりすることにより構成できる。
More specifically, the non-supporting region is defined as a region around the opening through which the
また、対向面201aが窪んだ領域を、不支持領域とする。例えば、図11に示すように、対向面201aの開口201dの周囲に形成された窪み部201fを、不支持領域とする。窪み部201fは、開口201dと同心円状に凹んだ部分を形成することにより構成できる。この場合、不支持領域においても気体の噴き出しは生じているが、気体層が形成されている面と比べて、電子部品2に対する距離が長くなるため、十分に圧縮された気体層が形成されず、気体層による支持ができない。
In addition, the region where the facing
さらに、対向面201aと開口201dとの間の傾斜した領域を、不支持領域とする。例えば、図12に示すように、対向面201aと開口201dとの間の傾斜した傾斜部201gを、不支持領域とする。傾斜部201gは、開口201dと同心で、開口201dからから下方に向かって広がるように傾斜したテーパー面とすることにより構成できる。この場合、不支持領域においても気体の噴き出しは生じているが、気体層が形成されている面と比べて、電子部品2に対する距離が長い部分を含み、均等な薄い隙間が形成されないため、十分に圧縮された気体層が形成されず、気体層による支持ができない。
Furthermore, the inclined area between the facing
以上のような不支持領域を設けることにより、開口201dからの吸引によって、電子部品2が開口201dの中心に押し込まれるような応力が増大する。すると、電子部品2の対向面201aに平行な方向の移動が制限されるので、特別な機構等を設けなくても、電子部品2を保持した位置からのずれや外れ等を低減できる。移送時においても、ずれや落下をより一層低減できる。なお、図9~図12においては、電子部品2が変形している状態を示しているが、実際には変形が起きない程度の吸引力とすることが好ましく、その場合であっても電子部品2にはこのような力は働いていることは、図9と同様である。
By providing the non-supporting region as described above, the suction from the
(2)吸引孔201c及び開口201dの形状や位置も、上記の態様には限定されない。開口201dの形状は、上記のように、円形、矩形であってもよく、その他の楕円形、多角形、角丸多角形、星形等であってもよい。但し、上記のような不支持領域を設ける場合には、開口201dを円形とすると、開口201dの中心に向かう応力が、全方位均等に作用するので、電子部品2へのダメージを少なくすることができる。また、開口201dが矩形の場合には、矩形の角の部分に相当する電子部品2の部位には、矩形における隣接する2辺の2方向からの応力が集中して作用するが、開口201dを多角形状とすれば、応力の集中によるダメージを少なくすることができる。
(2) The shapes and positions of the suction holes 201c and the
また、上記のように、開口201dが対向面201aの中央に1つある場合には、電子部品2を対向面201aの中央に位置決めできる。但し、中央に1つの場合、電子部品2が対向面201aと平行な方向に回転する可能性がある。このため、開口201dを複数、つまり少なくとも2つの開口201dを設けることによって、回転を抑制することが好ましい。例えば、図13に示すように、点線で示す電子部品2の投影面内、つまり電子部品2に重なる領域内であって、図13(A)のように、開口201dを対向面201aの中央と、中央からずれた位置の2か所に設けてもよく、図13(B)に示すように、対向面201aの中心に対して、対称に複数設けてもよい。
Moreover, as described above, when one
(3)開口201dの数やサイズは、上記の態様には限定されない。多孔質部材201の対向面201aにおいて、電子部品2が気体の層に支持される面積と開口201dの総面積とのバランスによって、吸引保持状態と非接触状態の維持を実現できる。
(3) The number and size of the
(4)ピックアップコレット200は交換可能に設けることにより、電子部品2の形状、サイズに応じて交換することができる。この交換可能とする構成としては、磁石によって吸引保持できる構造が簡単であり、交換作業も容易となる。但し、ピックアップコレット200を交換可能な構成であれば良い。例えば、負圧を使った吸着保持でも良いし、機械的に保持する構造でも良い。
(4) The pick-up
[他の実施形態]
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、本発明は、上記実施形態及び下記の他の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせた形態も包含する。さらに、これらの実施形態を発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができ、その変形も本発明に含まれる。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the above embodiments, but also includes other embodiments shown below. In addition, the present invention also includes forms in which all or any of the above embodiments and other embodiments described below are combined. Further, various omissions, replacements, and modifications can be made to these embodiments without departing from the scope of the invention, and the modifications are also included in the present invention.
1 移送装置
2 電子部品
10 供給装置
11 シート
12 供給ステージ
13 ステージ移動機構
20 ピックアップ装置
21 ピックアップヘッド
22 コレット移動機構
23 方向転換部
24 突き上げピン
30 搭載装置
31 ボンディングヘッド
31a ノズル
32 ヘッド移動機構
50 制御装置
51 供給装置制御部
52 突き上げピン制御部
53 ピックアップ制御部
54 ボンディングヘッド制御部
56 基板ステージ制御部
57 記憶部
60 基板ステージ
61 ステージ移動機構
100 実装装置
200 ピックアップコレット
201 多孔質部材
201a 対向面
201b 背面
201c 吸引孔
201d 開口
201e 非噴出部
201f 窪み部
201g 傾斜部
202 カバー
202a 給気孔
202b 排気孔
202c 取付穴
221 スライド機構
221a 支持フレーム
221b レール
221c スライダ
222 昇降機構
222a アーム
222b 着脱部
222c ピン
241 バックアップ体
321 スライド機構
321a 支持フレーム
321b レール
321c スライダ
322 昇降機構
1
Claims (8)
通気性を有し、内部に供給された気体を、電子部品に対向する対向面の細孔を介して面状に噴出する多孔質部材を有し、
前記多孔質部材には、前記対向面に開口を有し、負圧により前記電子部品を吸引する吸引孔が設けられ、
前記吸引孔の開口の周囲には、前記対向面からの気体の噴出により形成される気体の層が、前記電子部品を支持しない不支持領域が設けられていることを特徴とするピックアップコレット。 A pick-up collet for picking up an electronic component by sucking and holding it,
Having a porous member that has air permeability and that ejects gas supplied to the inside in a planar manner through pores on the surface facing the electronic component,
The porous member is provided with a suction hole that has an opening on the facing surface and sucks the electronic component by negative pressure,
A pick-up collet according to claim 1, wherein a non-supporting region is provided around the opening of the suction hole in which a gas layer formed by jetting gas from the facing surface does not support the electronic component.
請求項1乃至6のいずれかに記載のピックアップコレットと、
前記ピックアップコレットを、前記シートにおける前記電子部品を吸引保持可能な位置まで接近させ、吸引保持した前記電子部品を前記シートから引き剥がして移送可能とするコレット移動機構と、
を有することを特徴とするピックアップ装置。 A pickup device for picking up the electronic component from the sheet to which the electronic component is attached,
a pick-up collet according to any one of claims 1 to 6;
a collet moving mechanism that brings the pickup collet closer to a position on the sheet where the electronic component can be held by suction, and removes and transports the electronic component sucked and held from the sheet;
A pickup device comprising:
前記ピックアップコレットに対して相対的に移動可能に設けられ、前記ピックアップコレットから前記電子部品を受け取るボンディングヘッドと、
前記ボンディングヘッドに保持された前記電子部品を、基板に移送して実装する実装部と、
を有することを特徴とする実装装置。 a pickup device according to claim 7;
a bonding head provided movably relative to the pickup collet for receiving the electronic component from the pickup collet;
a mounting unit that transfers and mounts the electronic component held by the bonding head onto a substrate;
A mounting device comprising:
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