JP4387257B2 - ワーク収納装置およびワーク収納方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置製造に使用されるリードフレームやプリント基板、ウェハーホルダなどの平板状ワークを箱形マガジンに整列させて収納するワーク収納装置に関する。

水平な平板状リードフレームやウェハーホルダなどのワークを上下から局部的に一対のクランパーで把持して、対応する箱形マガジンに収納する半導体製造システムがある（例えば、特許文献１参照）。水平な帯板状リードフレームをその長さ方向に搬送してリードフレームに各種の作業を連続的に行い、この作業が完了するとクランパーでリードフレームを箱形マガジンに収納するようにした半導体製造システムにおいては、リードフレームの幅方向中央部が被作業箇所であることから幅方向両端部またはそのいずれか一方の端部をクランパーで把持してリードフレームを長さ方向に搬送してマガジン内に挿入することが行われている。

リードフレームの幅方向端部を把持したクランパーでリードフレームをマガジン内に挿入する場合、挿入途中でクランパーとマガジンに干渉すると、それ以上の挿入ができなくなる。そこで、クランパーでリードフレームをある長さまで挿入し、このリードフレームから離脱させたクランパーでリードフレームをマガジン内に押し込むことが行われている。又は、クランパーでリードフレームをある長さまでマガジン内に挿入した後、クランパーと別に駆動するプッシャーでリードフレームをマガジン内に押し込むことが行われている。

クランパー自体でリードフレームをマガジン内に押し込むワーク収納装置の概要を図８（Ａ）（Ｂ）に示し、プッシャーでリードフレームをマガジン内に押し込むワーク収納装置の概要を図９（Ａ）（Ｂ）に示す。

図８（Ａ）（Ｂ）のワーク収納装置は、水平な平板状リードフレーム１（以下、ワーク１と称する。）をクランパー２で把持してワーク長さ方向に水平搬送し、その搬送方向前方に設置された箱形マガジン３に挿入する。このようなワーク搬送用クランパー２は、それぞれが上下方向に開閉動作する上部の第１クランパー２ａと下部の第２クランパー２ｂの一対を有し、この一対でワーク１のワーク幅方向端部の一部を上下から把持する。クランパー２は、図示しない駆動制御系で上下の開閉動作やワーク搬送方向での往復動作などの各種動作が制御される。マガジン３は前後両端が開口した矩形の箱形筒体で、エレベータ機構６の昇降台７上に位置決め搭載される。マガジン３の対向する両内壁面に上下多段に定ピッチでワーク収納用溝４が形成され、この両内壁面の同一高さの一対の溝４にワーク１の幅方向両端部を嵌挿して、複数枚のワーク１をマガジン３内に上下多段に整列させて収納する。エレベータ機構６の昇降台７は、モータ９で回転するボールネジ８により上下駆動する。

図８（Ａ）は、マガジン３内の最上段の溝４からワーク１を１枚ずつ挿入して、上から３段目の溝４に１枚のワーク１を挿入するときのもので、ワーク１を把持したクランパー２がワーク１を所定の高さで水平に搬送して３段目の溝４に挿入する。この挿入は、クランパー２がマガジン３の開口端に衝突しないように行われて、最終的に図８（Ｂ）に示すように、ワーク１の所定長さの後端部がマガジン３の開口端から後方に突出する。この後、クランパー２を開いてワーク１の後方に移動させ、一対の第１クランパー２ａと第２クランパー２ｂが重なるようにクランパー２を閉じ、そのままワーク搬送方向前方に前進させてクランパー２の前端でワーク１の後端を押し、ワーク１の後端部をマガジン３内に押し込む。３段目の溝４へのワーク挿入が終了すると、エレベータ機構６がマガジン３を溝４の配列ピッチ分だけ上昇させて、次は４段目の溝４へのワーク挿入が行われる。

図９（Ａ）（Ｂ）のワーク収納装置は、図８のワーク収納装置にプッシャー１０を別に設けている。プッシャー１０はＬ形の平板で、クランパー２と別の図示しない駆動制御系に連結されて、次のようにワーク押込動作をする。図９（Ａ）は、図８（Ａ）と同様にマガジン３内の上から３段目の溝４に１枚のワーク１を挿入するときのもので、ワーク１を把持したクランパー２がワーク１を所定の高さで水平に搬送して３段目の溝４に挿入する。このときプッシャー１０はマガジン３から離れた定位置に待機する。ワーク１の後端部がマガジン３の開口端から後方に突出するまで、クランパー２によるワーク挿入が終了すると、図９（Ｂ）に示すようにプッシャー１０が３段目の溝４に挿入されたワーク１の後端の高さ位置まで下降し、その位置でワーク搬送方向前方に前進してＬ形に突出する先端部１０’の先端でワーク１の後端をマガジン３の内部へと押し込む。
特開２００３−３０９１６５号公報（第０００７段〜第０００９段）

図８のワーク収納装置のように、マガジンの開口端から突出するワークの後端部をクランパーで押圧してマガジン内にワークを押し込む場合、ワークの後端がマガジンの開口端まで挿入された時点でクランパーがマガジンに干渉することになるので、それ以上の押し込みができない。その結果、マガジンの開口端にワークの後端が揃う位置まで挿入することができるが、ワークの後端がマガジンの奥に入るまで挿入することができず、挿入不十分なままマガジンへのワーク収納が行われることになり、ワーク収納後のワーク飛び出しなどの不具合発生の原因になっている。

図９のワーク収納装置の場合、プッシャーでワークをマガジン内の奥まで挿入することができ、十分なワーク収納が可能である。しかし、クランパーと別駆動するプッシャーとその独自の駆動制御系が必要となるため、ワーク収納装置全体が複雑で高価となる問題がある。さらに、クランパーと別駆動するプッシャーを前後上下動させるためのスペースの確保が難しい。

本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、構造簡単で安価であり、省スペース設計が容易なワーク収納装置を提供することにある。

本発明は、略矩形の平板状ワークの幅方向端部を把持したクランパーでワークをワーク長さ方向に搬送して、このワーク搬送方向前方のマガジン内に挿入するワーク収納装置であって、クランパーは、当該クランパーからワーク搬送方向前方に延在してクランパーがワークを把持したときにワークに対し所定の段差を有する押込部材を具備し、クランパーのワーク搬送方向の前進時に押込部材の先端でマガジン内に予め挿入されたワークの後端を押して同ワークをさらにマガジン内の奥へと押し込むようにしたワーク収納装置にて、上記目的を達成するものである。

ここで、ワークは、半導体装置製造に使用されるリードフレームや基板、キャリアなどの横長矩形の平板状ワークで、幅方向端部がクランパーで把持できるようにしてある。クランパーはワークの幅方向両端部または片端部を部分的に把持し、把持したワークをワーク長さ方向に搬送する。クランパーで把持される平板状ワークの姿勢は水平姿勢や垂直姿勢のいずれも可能であり、水平姿勢に把持されたワークは水平なまま対応するマガジンに挿入され、垂直姿勢に把持されたワークは垂直姿勢のまま対応するマガジンに挿入される。本発明においては、クランパー自体にマガジンに挿入したワークを後押しする押込部材を設けたことにより、従来のプッシャーのような特別な駆動制御系が不要となり、押込部材がプッシャーと一体に動くことで特別なスペース設計が不要となる。このようなクランパーの押込部材は、クランパーの一部から前方へと突出するＬ形爪のような形状簡単で安価なものが適用でき、既存のクランパーに設置することも容易である。

本発明においては、クランパーが、互いに接近離反する一対の第１クランパーと第２クランパーを有し、この第１クランパーと第２クランパーの少なくとも一方に押込部材を一体に形成することができる。または、第１クランパーと第２クランパーのいずれか一方に押込部材を着脱可能に取り付けることができる。

ここでの第１クランパーと第２クランパーは、例えば水平なワークを上下から把持するクランパーにおいては、それぞれに上下開閉動作する上部クランパーと下部クランパーで、マガジンにワークを水平姿勢で収納する。かかるマガジンのワーク収納空間の上部から下方に向けてワークを１枚ずつ収納する場合は、上部クランパーに押込部材を形成することが望ましく、逆に、マガジンのワーク収納空間の下部から上方に向けてワークを１枚ずつ収納する場合は、下部クランパーに押込部材を形成することが望ましい。また、マガジンの形態によっては、上部クランパーと下部クランパーの両方に押込部材を一体に形成して、マガジンのワーク収納空間の上部、下部いずれからのワーク挿入形態においても対応できるようにすることができる。あるいは、上部クランパーと下部クランパーのいずれも押込部材が着脱自在な構造にして、マガジンのワーク収納空間の上部、下部いずれからのワーク挿入形態でも対応できるようにすることができる。

また、本発明においては、マガジンが複数のワークを定間隔で平行に整列させて収納すると共に、クランパーにおける押込部材の段差（クランパーからワーク搬送方向前方に延在してクランパーがワークを把持したときにワークに対してできる所定の段差）を、マガジンにおける前記定間隔の整数倍にすることができる。

１枚のワークを把持したクランパーでワークをマガジンに挿入して整列収納させる場合、１枚のワークが挿入される毎にマガジンをワーク整列ピッチで間欠駆動させてワーク挿入動作が繰り返されるのが通常であり、マガジンの駆動ピッチは任意に制御可能であることから、クランパーの押込部材の段差をマガジンのワーク整列ピッチに相当する前記定間隔の整数倍にしなくても、クランパーによるワークの連続した挿入動作が可能であるが、整数倍にすればマガジン側の駆動ピッチの制御が容易になる。なお、ここでの整数倍は、１〜数倍が実用上に適格である。

また、整数倍にすると、マガジンにクランパーで１枚のワークを挿入するときにクランパーの押込部材で、マガジンの別の場所に先に挿入された１枚のワークを押し込んでマガジン内のさらに奥へと挿入することができる。ここで、マガジンの別の場所に先に挿入された１枚のワークとは、マガジンにクランパーで挿入される１枚のワークに対して上記整数倍の位置にあるワークである。このように、クランパーで１枚のワークをマガジンに挿入する動作時に、同時進行的に他の１枚のワークをマガジンの奥へと押し込むことで、クランパーによるワーク挿入動作と押込部材によるワーク押込動作が同時に行われて、ワーク収納動作の迅速化、高効率化が図れる。

本発明のワーク収納装置によれば、クランパー自体が従来のプッシャーに相当する押込部材を有し、クランパー自体の動きで押込部材を動作させてマガジン内の奥までワークを押し込むので、ワークをマガジンの奥まで押し込む特別なプッシャーやその駆動制御系が不要となり、構造簡単で安価なワーク収納装置が提供できる。また、クランパーの押込部材はＬ形爪片などの形状簡単で安価なものが適用できると共に、クランパーと一体の動きをするので、押込部材の動きの特別なスペース設計が不要となり、既存のワーク収納装置への適用が容易である効果がある。

以下、本発明の実施の形態を、図１〜図７を参照して説明する。

図１（Ａ）（Ｂ）に示される実施の形態のワーク収納装置は、図９のワーク収納装置に適用したもので、クランパー２０を除く他の同様な部分には同一符号を付して、説明の重複を避ける。

図１に示すクランパー２０は、略水平な矩形平板状ワーク１を把持して長さ方向前方に水平搬送し、搬送方向前方の定位置に配置されたマガジン３に挿入する。クランパー２０は、ワーク１の幅方向端部の一部を上下から把持する一対の第１クランパー２０ａと第２クランパー２０ｂを有する。一対の第１クランパー２０ａと第２クランパー２０ｂは、図示しない開閉駆動系に連接されてそれぞれに上下方向に開閉動作する。マガジン３は前後開口の矩形筒形で、対向する内壁面に上下多段に定ピッチで水平な溝４を有し、同一高さで対向する一対の溝４に１枚のワーク１の幅方向両端部が嵌挿される。マガジン３内部のワーク収納空間の全長はワーク１の全長より長く、マガジン３の前後開口のいずれからもワーク１の長さ方向端部が突出しないようにしてワーク挿入が行われる。このワーク挿入は、マガジン３の前後開口のいずれからでも可能である。また、必要に応じてマガジン３の上板と下板の前後両端部にピン挿通穴２２、２３が形成され、これの用途は図４において後述する。

クランパー２０の第１クランパー２０ａと第２クランパー２０ｂは、基本的には図８のクランパーと同一構造であればよく、図１の実施の形態の本発明においては一方の第１クランパー２０ａに押込部材２１を一体に形成する。具体的には図２に示すように、第１クランパー２０ａは横長平板状で、この第１クランパー２０ａの片端部上にワーク搬送方向前方へと延在する押込部材２１を形成する。押込部材２１は第１クランパー２０ａと一体の基端部２１ａと、基端部２１ａからワーク搬送方向前方に所定の距離ｈで延在するＬ形平板状の先端部２１ｂを有する。先端部２１ｂの先端面２１ｃは、ワーク搬送方向と直交する平坦面で、ワーク１の後端の略中央部に当接してワーク１を長さ方向（ワーク搬送方向）に押し込む。

また、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、押込部材２１の先端部２１ｂと第１クランパー２０ａには所定の段差ｄが設けられる。第１クランパー２０ａが第２クランパー２０ｂとでワーク１を把持したとき、押込部材２１の先端部２１ｂの下面とワーク１との間に所定の段差ｄの空隙ができるようにしてある。この段差ｄは、マガジン３のワーク配列ピッチに対応させて所定値に設定される。図３（Ｂ）の鎖線で示すように、マガジン３内に複数枚のワーク１を上下に定ピッチで整列させたときの上下で隣接する２枚のワーク１の間隔をｅとすると、段差ｄは間隔ｅの整数倍に設定される。例えば、図３においては段差ｄと定間隔ｅは同一（ｄ＝ｅ）である。

次に、クランパー２０を使用してワーク１をマガジン３に挿入する動作の一例を図４（Ａ）〜（Ｃ）に基づき説明する。

図４（Ａ）に示すように、従来同様にしてクランパー２０でワーク１の幅方向端部を部分的に把持し、そのままワーク１を長さ方向前方に水平搬送して、その搬送方向前方に所定の高さ位置に保持されたマガジン３の内部に挿入する。マガジン３は前後開口の筒体で、エレベータ機構６の昇降台７に載置される。このマガジン３の図４（Ａ）で右側開口部内に、位置決め用とワーク抜け止め用を兼ねた１本のピン２４が挿通される。ピン２４は、マガジン３の上板と下板に形成したピン挿通穴２３に上端部と下端部が挿通されて保持される。図４（Ａ）は、マガジン３内のワーク収納空間の上部からワーク１を１枚ずつ挿入して、最上段から３段目に３枚目のワーク１を挿入するときのもので、先に挿入された１段目と２段目の各ワーク１は、その先端がピン２４に当接して位置決めされており、このワーク１の後端はマガジン３の開口端から所定の距離ｈだけ奥に入った定位置にある。

マガジン３内に３段目のワーク１をクランパー２０で、図４（Ｂ）に示すようにワーク１の後端部がマガジン３の開口端から所定の長さで突出するまで挿入すると、クランパー２０を開いてワーク１から後方に離れた位置で閉じ、同時にエレベータ機構６でマガジン３をワーク配列ピッチで上昇させる。すると、閉じたクランパー２０の押込部材２１の先端部２１ｂが３段目のワーク１のマガジン３より突出した後端部と同じ高さで対向する。この閉じたクランパー２０を前進させて、図４（Ｃ）に示すように３段目のワーク１の後端を押込部材２１の先端面２１ｃで押して、３段目のワーク１をマガジン３内にさらに奥へと押し込む。３段目のワーク１の先端がピン２４に当接する位置まで押し込むと、クランパー２０を後退させて、次の４段目のワーク挿入動作に移る。

図４（Ｃ）のワーク押込動作時において、閉じたクランパー２０と押込部材２１のいずれもマガジン３と干渉しないため、ワーク押込動作がスムーズに行われる。また、３段目のワーク１もマガジン３の開口端から所定の距離ｈだけ奥に入り、その位置で収納される。４段目以降の各ワーク１も同様にしてマガジン３に奥まで挿入され、マガジン３内に全てのワークが挿入されると、マガジン３の上板と下板に設けた別のピン挿通穴２２に別の１本のピンが挿通されて、ワーク抜け止めがなされる。

クランパー２０は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すようにワーク１をマガジン３に収納することも可能である。図５（Ａ）は、マガジン３に１段目のワーク１を奥まで挿入してから、２段目のワーク１をクランパー２０で挿入する状態を示す。この２段目のワーク１を、その後端部がマガジン３の開口端から突出する定位置までクランパー２０で挿入すると、クランパー２０を２段目のワーク１から離し、図５（Ｂ）に示すように、マガジン３を定ピッチ上昇させて、クランパー２０で３段目のワーク１を把持してマガジン３に挿入する。この挿入の際に、ｄ＝ｅであるから３段目のワーク１を把持して前進させるクランパー２０の押込部材２１が、先に挿入した２段目のワーク１のマガジン３より突出する後端部を押して、２段目のワーク１をマガジン３内に所定の奥まで挿入する。

このようにクランパー２０が１枚のワーク１をマガジン３に挿入するときに、同じクランパー２０の押込部材２１で１段上のワーク１をマガジン内の奥へと押し込むことで、クランパー２０のワーク収納動作を高能率なものにすることができる。また、ｄ＝２ｅとすれば、クランパー２０が１枚のワーク１をマガジン３に挿入するときに２段上のワーク１をマガジン内の奥へと押し込むことができる。

以上の実施の形態は、マガジン３のワーク収納空間の上部から下部に向けてワークを１枚ずつ挿入するワーク収納装置であり、本発明は、マガジンのワーク収納空間の下部から上部に向けてワークを１枚ずつ挿入するワーク収納装置においても適用可能であり、その具体例を図６と図７に基づき説明する。

図６はクランパー２０を示し、このクランパー２０は上下一対の第１クランパー２０ａと第２クランパー２０ｂを有し、第２クランパー２０ｂに押込部材２１を着脱可能に連結する。図７は、マガジン３をエレベータ機構の昇降台７で定ピッチずつ下降させて、ワーク１を１枚ずつマガジン３内に挿入するワーク収納装置の概要を示し、この場合のワーク挿入動作は図４、図５と同様に行えることから、詳細説明は省略する。

図６に示すクランパー２０は、上下一対の第１クランパー２０ａと第２クランパー２０ｂのいずれか一方に押込部材２１を連結部材、例えばねじ３１で着脱可能に取付けるようにしている。つまり、クランパー２０を図７のワーク収納装置に適用する場合は、第２クランパー２０ｂに押込部材２１をねじ３１で取り付け、クランパー２０を図１のワーク収納装置に適用する場合は、図６の鎖線で示すように第１クランパー２０ａに押込部材２１を取り付けるようにする。この場合、第１クランパー２０ａと第２クランパー２０ｂの双方にねじ穴３２を形成して、押込部材２１の着脱を容易にすることが望ましい。

なお、本発明のワーク収納装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

（Ａ）は本発明の第１の実施の形態を示すワーク収納装置の概要を示す斜視図、（Ｂ）はワーク押込時の斜視図である。 図１装置におけるクランパーの要部での拡大斜視図である。 （Ａ）は図２のクランパーの正面図、（Ｂ）は部分側面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は図１のワーク収納装置によるワーク挿入動作を説明するための各動作時での部分断面を含む要部側面図である。 （Ａ）（Ｂ）は図１のワーク収納装置の他のワーク挿入動作を説明するための各動作時の要部側面図である。 クランパーの押込部材の変形例を示す側面図である。 図６のクランパーを使用したワーク収納装置の部分断面を含む要部側面図である。 （Ａ）は従来のワーク収納装置の要部の斜視図、（Ｂ）はワーク挿入時の斜視図である。 （Ａ）は他の従来のワーク収納装置の要部の斜視図、（Ｂ）はワーク挿入時の斜視図である。

符号の説明

１ ワーク、リードフレーム
３ マガジン
４ 溝
６ エレベータ機構
７ 昇降台
８ ボールネジ
９ モータ
２０ クランパー
２０ａ 第１クランパー
２０ｂ 第２クランパー
２１ 押込部材
２１ａ 基端部
２１ｂ 先端部
ｄ 段差
ｅ 定間隔
ｈ （押し込み）距離

Claims (4)

1. クランパーで把持した平板状ワークをワーク搬送方向前方のマガジン内に挿入するワーク収納装置であって、
   前記クランパーは、上下方向に開閉動作しワーク端部を上下から把持する第１クランパー及び第２クランパーと、該第１クランパー及び第２クランパーの少なくとも一方からワーク搬送方向前方に延在した押込部材とを具備し、
   該押込部材は、クランパーが把持したワークに対し所定の段差を有する位置であって、クランパー前進時にワーク後端に当接する位置に設けられ、
   前記第１クランパー、第２クランパー及び押込部材は、前記クランパーの前進時に、前記第１クランパー及び第２クランパーによって把持したワークを前記マガジンに挿入すると同時に、前記押込部材の先端で前記マガジン内に予め挿入されたワークの後端を押して同ワークをさらにマガジン内の奥へと押し込むように、配置されていることを特徴とするワーク収納装置。
2. 前記クランパーが、互いに接近離反する一対の第１クランパーと第２クランパーを有し、この第１クランパーと第２クランパーのいずれか一方に前記押込部材を着脱可能に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載のワーク収納装置。
3. 前記マガジンが複数のワークを定間隔で平行に整列させて収納すると共に、前記クランパーにおける前記段差が、前記マガジンにおける前記定間隔の整数倍であることを特徴とする請求項１または２に記載のワーク収納装置。
4. 請求項１のワーク収納装置を用いて、マガジンにクランパーで１枚のワークを挿入するときにクランパーの押込部材で、マガジンの別の場所に先に挿入された１枚のワークを押し込んでマガジン内のさらに奥へと挿入することを特徴とするワーク収納方法。