JP3614238B2 - 不定形電子回路基板のハンドリング装置 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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JP6946796A JP3614238B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 不定形電子回路基板のハンドリング装置 |
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