JP3614238B2 - 不定形電子回路基板のハンドリング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリコンウェ−ハ等の半導体ウェ−ハなど、微小電子回路部品の素材となる基板、とくに形状が不揃いの不定形基板を位置決め、真空吸着による支持及び所定位置への移動を行なうハンドリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不定形もしくはＤ形などの異形の電子回路基板は例えばインゴットとしての素材を特定の結晶方向に沿って切り出す場合に形成される。従来、多くの場合、電子回路基板は一定形状に成形されたため、基板の位置決めは例えば特開昭６１−１５０９４５号公報、特公平４−７４２５８号公報に見られるように、ストッパで止めて一辺を合わせることにより、また基板の中心位置を合わせる場合には、直角を挾む二辺を定めることによって行なわれた。
【０００３】
また他の位置決め方式では例えば特開平５−２２６８９６号公報に見られるように、基板が載せられる支持面の両側にくぼみを設け、その各くぼみ内でストッパを可動にし、該ストッパ間に基板を挾むことによって位置決めが行なわれ、基板の寸法に若干の差異があってもその中心を一定位置に合わせ得る利点があるが、以下に記載の問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
基板を支持する支持面両側のくぼみ内で可動のストッパによる位置決めでは該ストッパの動きは一定範囲に限定されるので、基板の形状及び大きさに可成りのばらつきが在る場合には位置決めは不可能である。なお、これまでも基板にばらつきがある場合の位置決めは、それぞれの基板の所定の軸線方向の長さを測りその測定値を基にストッパをコントロ−ルすることによって可能であるが、機構が複雑になり、実用性に乏しいきらいがある。また、基板が極めて薄く、例えば厚さが０．１ｍｍ程度のもので且つ基板に反りがある場合には単にストッパで挾む位置決め方式では基板に破損を生じる。
【０００５】
本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決することであって、それ故、電子回路基板の形状及び大きさに著しいばらつきがあり且つまた極めて薄く、その上反りがあっても、比較的単純な構成で適切に位置決めを可能にする不定形電子回路基板のハンドリング装置を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、不定形基板に反りがあり、該反りに著しいばらつきがある場合にも、適切に基板を吸着し且つ予定位置に置くことができる不定形電子回路基板のハンドリング装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成するため、本発明による不定形電子回路基板のハンドリング装置の特徴は、不定形電子回路基板をプリアライナ−により位置決めし且つ真空により吸着して所定位置に移動するハンドリング装置において、該プリアライナ−は互いに接近及び離れるように可動の相対する一対のフォ−クと、各前記フォ−クに連結されてそれらのフォ−クを互いに逆方向に同時に同速で移動する好ましくは共通の伝動機構と、該一対のフォ−ク間に挾持された基板に予定の力が加えられると該フォ−クを停止する停止手段を含み、各フォ−クは複数のフィンガ−からなり且つ各フィンガ−の下端は基板の支持面に設けられた互いに平行な直線溝にゆるく挿入されていることである。
【０００８】
本発明によるハンドリング装置の好ましい形態では、該停止手段は少なくも一方の前記フォ−クと前記伝動機構との連結部に設けられたバネと該バネの変形で作動するセンサ−からなる。また、伝動機構はル−プ状に設けられた無端ベルト又は無端ワイヤなどの無端可撓部材からなり、もしくはピニオンを挾んで一対のラックがかみ合うラック・ピニオン機構で構成される。さらに、好ましくは前記溝は基板が１つづつ載置されるトレイに設けられる。
【０００９】
本発明によるハンドリング装置の別の好ましい形態では、該真空による吸着を行なう装置は吸盤のほか、吸引し得る状態で基板上に吸盤を下降するパルスモ−タと、吸盤が基板に接触すると真空圧の上昇によって基板を吸着したことを感知するセンサ−と、吸盤の下降した距離を記憶して前記所定位置に移動した際に吸盤を前記下降した距離を下降するためのメモリを含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照のもとに本発明の実施形態に関し説明する。図１は本発明によるハンドリング装置の一例を図式的に示すものであって、図において１はそれぞれ１枚の電子回路基板ｗが載置されるトレイであり、通常、図示のようにトレイ１は予定位置に積層状に置かれる。また、この例ではＡはプリアライナ−による基板の位置決めが行なわれる供給部であり、Ｂは所定位置としての加工処理部、Ｃは処理後の基板を受ける収納部である。図には省略されているが、基板の移動は吸盤２を備えたハンドラ−によって行なわれる。
【００１１】
図１の例では所定位置は基板としての半導体ウェ−ハにパタ−ニング又は印刷を行なう処理部であって、そこで半導体ウェ−ハは上下に配置されたフォトマスク３ａ、３ｂ間に挾持され、露光によりマスクパタ−ンの焼付けが行なわれる。従って、この例では供給部Ａで位置決めされると、ハンドラ−の吸盤２はａ行程により基板上に下降して吸着し、ｂ行程により所定位置Ｂに移載し且つその直後、ｃ行程で所定位置Ｂから外れた位置に逃げ、処理後にｄ行程により所定位置Ｂに戻って処理後の基板を吸着し、ｅ行程で収納部Ｃに収めるようになっている。
【００１２】
本発明は特に供給部Ａにおけるプリアライナ−に特徴を有するものであって、該プリアライナ−は図２に示すように、互いに接近又は離れるように作動する一対の可動のフォ−ク４、４と、各フォ−クに連結された好ましくは共通の伝動機構５と、フォ−ク４、４間に挾まれた基板ｗに予め定められた力が加えられると各フォ−クを停止する手段６によって構成される。
【００１３】
各フォ−ク４は横並びに設けられた複数のフィンガ−７を備え、フィンガ−７は好ましくは図示のように等間隔に、且つ通常は鉛直に設けられる。この供給部Ａにおいて基板を載置する支持面１ａには互いに平行な直線溝８が形成され、該溝８間の間隔はフィンガ−７の間隔に等しくなっている。また各フィンガ−７の下端は対応の溝８にゆるく挿入され、フォ−ク４の移動と共にフィンガ−７の下端は対応の溝８に沿って移動するようになっている。
【００１４】
伝動機構５は一対のフォ−ク４を互いに逆方向に同時に同速で移動する役割を果すものであって、そのため各フォ−ク４に連結される伝動機構、好ましくは無端ベルトなどの無端可撓部材、この例では図２及び図３に示すように共通の無端ワイヤが用いられる。無端ワイヤが用いられる場合、図３に一層明瞭に示すように、その一方の側に一方のフォ−ク４との連結部９ａが設けられ且つ該ワイヤの他方の側に他のフォ−ク４との連結部９ｂが設けられる。従って、ワイヤ５ａの一方向の作動によりフォ−ク４、４は互いに接近し且つ反対方向の作動により互いに離れるように移動する。
【００１５】
他の形態では伝動機構５は図４に示すように、ラック・ピニオン機構で構成される。この場合、モ−タなどの駆動体によって駆動されるピニオン１０を挾んで相対する一対のラック１１ａ、１１ｂがかみ合い、一方のラック１１ａが一方のフォ−ク４に連結され且つ他方のラック１１ｂが他方のフォ−ク４に連結される。ピニオン１０の回転方向により両側のフォ−ク４、４は同速で互いに接近し又は離れる。
【００１６】
基板ｗに予定の力が加わるとフォ−ク４を停止する手段６はフォ−ク４に作用する反力を感知することによってフォ−ク４を停止するもので、この例では図５に示すように、少なくもいずれかの連結部９ａ又は９ｂに設置されるバネ１２及び近接センサ−などのセンサ−１３によって構成され、予定の力、即ちフォ−ク４で基板を挾んだ際に基板が破損しない程度の力が付加された際のバネ１２の変形をセンサ−１３で感知し、フォ−ク４の駆動体を停止するようになっている。
【００１７】
バネ１２は図５に見られるようにワイヤ５ａ側の取付部１４とフォ−ク４側の取付部１５との間に取付けられ、及びセンサ−１３はいずれか一方の取付部に取付けられる。しかし、停止手段６としては他の構成、例えばフォ−ク４のフィンガ−７のたわみ等の検出によって停止するようにしてもよい。なお、前記予定の力は一例では数グラム重である。場合により、停止手段６は両方の連結部９ａ、９ｂに設置されてもよい。
【００１８】
プリアライナ−により基板の位置決めが行なわれる溝８の在る支持面１ａは好適にはトレイ１に設けられ、このようにトレイ１の面を支持面１ａとすればトレイ１が供給部Ａに置かれると、そのまま位置決めを行なうことができ且つ供給部Ａに置かれた積層状のトレイ１の最上部のものから、そこに置かれた基板の位置決め、ハンドリングを順次行ない得るが、場合によっては基板ｗを載置したトレイ１を一枚づつ供給部Ａに移動するようにしてもよく、又は供給部Ａの支持面１ａ上に基板ｗを載せてもよく、所望により任意に選定し得る。また場合により、プリアライナ−はトレイ１の移動及び／又はハンドラ−の動作のため上下に可動に構成され得ることは云うまでもない。
【００１９】
作動時、基板ｗを支持するトレイ１がプリアライナ−に対し所定位置に置かれると、プリアライナ−が作動し、伝動機構５としての無端ワイヤ５ａが一方向に移動し、フォ−ク４、４が互いに接近し、図６に想像線で示すように各フォ−クのフィンガ−７が互いに接近して基板ｗを挾む。各フォ−クは同時に同速で移動するので基板ｗの中心（フォ−クの移動方向の）が予め定められた位置に置かれる。各フォ−ク４のフィンガ−７の下端は溝８に挿入された状態で溝８に沿って移動するので、極めて薄い基板であっても適切に位置決めすることができる。なお、フォ−ク４の移動方向に直角方向の基板の位置決めはその前の段階で行なわれてトレイ１に置かれる。
【００２０】
一対のフォ−クのフィンガ−７の間に基板が挾まれ、基板に破壊限度以下の予定の力が作用すると、その負荷力に応じたバネ１２の変形をセンサ−１３が感知し、その検出信号をコントロ−ラに入力してフォ−ク４の動きを停止する。従って、基板の破損を防ぐ。次いで無端ワイヤ５ａが他の方向に作動し、フォ−ク４、４は開いて元の位置に戻り、そして支持面１ａ上の位置決めされた基板をハンドラ−の吸盤２で吸引し、上記ｂ行程により所定位置Ｂに移動する。
【００２１】
図７に示すように、基板ｗに反りがある場合、とりわけ該反りが一定せず、ばらつきがある場合には、ハンドラ−には吸盤２のほか、該吸盤を基板上に下降及びそこから上昇する駆動体としてパルスモ−タと、吸盤２が基板に接触し吸着したことを真空圧の上昇で感知するセンサ−と、基板を吸着するため吸盤２の下降した距離を記憶するメモリを備えるのが好ましい。
【００２２】
このような構成により基板の反りにばらつきが在っても適切に基板を吸着し得ると共に、供給部Ａと所定位置Ｂを同一レベルにすることにより、供給部Ａでの吸盤２の下降時に記憶した下降距離に等しい距離を所定位置Ｂで下降することができ、所定位置Ｂへの基板の設置を、基板の破損などの懸念もなく、適切に行なうことができる。
【００２３】
この好適な形態による前記ａ行程及びｂ行程につき説明すると、図８に示すように、プリアライナ−による基板の位置決めが終了すると、吸盤２が下降を開始し、同時にその下降距離がコンピュ−タに入力され且つ吸盤２の真空圧がチェックされ始める。吸盤の真空圧は基板を吸着しない場合には低く、吸着すると真空圧は急激に上昇し、例えば吸着しない場合は真空圧６０ｍｍＨｇであるのに対し吸着すると３００ｍｍＨｇになる。従って、吸盤の真空圧が予め決められたΔＰだけ上昇したことを感知すると、吸盤の下降を停止し且つそれまでに吸盤が下降した距離をコンピュ−タのメモリに記憶する。
【００２４】
吸盤２の真空圧の上昇は基板を吸着したことを示すので、真空圧が上昇すると吸盤は吸着した基板と共に元の位置に上昇し、水平に移動して所定位置Ｂの上方に位置づけられる。なお、この場合、基板が位置決めされた支持面１ａと所定位置Ｂ、例えば前記のフォトマスク３ａは同一レベルになっている。次いで吸盤２は記憶された前の下降距離だけ下降して所定位置に至り、基板を解放して上昇し、待機位置に移動する。
【００２５】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、基板を載せる支持面の溝に沿って移動するフィンガ−で基板を挾んで位置決めを行なうので、基板の形状及び大きさに著しいばらつきが在っても基板の位置決めを適切に行なうことができ、且つ基板に或る限度以上の力がかかるのを防ぐ停止手段を備えるので、基板を挾んでも破損する事態を生じない。
【００２６】
伝動機構が一対のフォ−クに共通に用いられることにより、単純な機構で一対のフォ−クを互いに逆方向に同時に同速で移動し得る利点がある。
【００２７】
さらに一対のフォ−クを作動する伝動機構として無端可撓部材又はラック・ピニオンなど、共通の伝動機構を用いることにより該一対のフォ−クの互いに逆方向の同速の作動を著しく単純な機構で可能にする。
【００２８】
位置決めが行なわれる基板の支持面をトレイに形成することにより、トレイ上で位置決めすることができるので装置全体の行程数を少なくし、構成を単純にすることができる。
【００２９】
また、ハンドラ−の吸盤の上下移動をパルスモ−タで行ない且つ吸着を感知するセンサ−と吸盤の下降距離を記憶するメモリを設けることにより、ばらつきの在る反りを有する基板の移動を適切に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による不定形電子回路基板のハンドリング装置の一例を図式的に示す斜視図である。
【図２】本発明のプリアライナ−部分の一例を概略的に示す斜視図である。
【図３】図２のプリアライナ−部分の平面図である。
【図４】プリアライナ−部分の他の例を示す平面図である。
【図５】プリアライナ−のフォ−クと伝動機構の連結部の一例を示す平面図である。
【図６】基板の位置決め過程を示す側面図である。
【図７】基板を吸盤により吸着する過程を示す立面図である。
【図８】本発明の好適な形態の作用を示すフロ−チャ−トである。
【符号の説明】
１：トレイ、１ａ：支持面、２：吸盤、４：フォ−ク、５：伝動機構、６：停止手段、７：フィンガ−、８：支持面の直線溝、９ａ、９ｂ：連結部、１０：ピニオン、１１ａ、１１ｂ：ラック、１２：バネ、１３：センサ−

Claims (7)

1. 半導体ウェ−ハ等の不定形電子回路基板をプリアライナ−により位置決めし且つ真空により吸着して所定位置に移動するハンドリング装置において、前記プリアライナ−は互いに接近及び離れるように可動の相対する一対のフォ−クと、各前記フォ−クに連結されてそれらのフォ−クを互いに逆方向に同時に同速で移動する伝動機構と、前記フォ−ク間に挾持された基板に予定の力が加えられると前記フォ−クを停止する停止手段を含み、各前記フォ−クは複数のフィンガ−からなり且つ各前記フィンガ−の下端は基板を載置する支持面に設けられた互いに平行な直線溝にゆるく挿入されることを特徴とする、不定形電子回路基板のハンドリング装置。
2. 前記伝動機構は前記一対のフォ−クに共通に用いられていることを特徴とする請求項１に記載のハンドリング装置。
3. 前記伝動機構はル−プ状に設けられた無端ベルト又は無端ワイヤなどの無端可撓部材からなり、該部材の一方の側に一つの前記フォ−クが且つ該部材の他の側に他方の前記フォ−クが連結されることを特徴とする請求項２に記載のハンドリング装置。
4. 前記伝動機構はピニオンを挾んで一対のラックがかみ合うラック・ピニオン機構からなり、各前記ラックに対応の前記フォ−クが連結されることを特徴とする請求項２に記載のハンドリング装置。
5. 前記停止手段は少なくも１方の前記フォ−クと前記伝動機構との連結部に設けられたバネと該バネの変形で作動するセンサ−からなることを特徴とする請求項１に記載のハンドリング装置。
6. 前記溝は基板が１つづつ載置されるトレイに設けられていることを特徴とする請求項１に記載のハンドリング装置。
7. 前記真空による吸着を行なう装置は吸盤のほか、吸引し得る状態で基板上に吸盤を下降するパルスモ−タと、吸盤が基板に接触すると真空圧の上昇によって基板を吸着したことを感知するセンサ−と、吸盤の下降した距離を記憶して前記所定位置に移動した際に吸盤を前記下降した距離を下降するためのメモリを含むことを特徴とする請求項１に記載のハンドリング装置。

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