JP4530504B2 - 整列部品の取扱装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、整列された複数の部品である整列部品を供給する整列部品の取扱装置に関し、詳しくは、整列部品の供給装置、供給装置を用いた移載装置、収納装置などを含む整列部品の取扱装置に関し、例えば、縦横に多数並べて整列されたダイシング済み半導体素子1つずつをピックアップできるように供給する整列された半導体素子の供給装置、ピックアップした半導体素子を他へ移載する移載装置、及び、ピックアップした半導体素子を各種の収納部材に所定の荷姿になるよう収納する収納装置に関するものである。上記半導体素子の一例としては、複数の集積回路が形成された半導体ウエハをダイシングにより分離された個々のICチップである。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウエハは半導体素子を多数縦横に整列するようにつくり込まれ、各半導体素子は不良品のチェックとそのマーキングなどの処理をした後、ダイシング加工により切り離され個々に取り扱えるようにされる。各半導体素子はダイシングシート上で規則正しく密に並んでいる。この各半導体素子を1つ1つ迅速かつ確実にピックアップして、他への移載や収納など各種に取り扱われるようにするため、従来、図18に示すように、これら半導体素子はダイシングシート上に保持したまま担持した担持体106により一括して取り扱い、担持体106の所定の位置での各半導体素子が並ぶ直交するXY2方向の動きにより、下方から半導体素子を突き上げてピックアップの補助をする突き上げピンのあるピックアップ位置に順次移動させ、ダイシングシートをエキスパンドすることによる各半導体素子同士の引き離しと、突き上げピンによる下方からの突き上げとを伴い、部品取り扱いツール103によるピックアップに供するようにしている。
【0003】
これにより、ピックアップ位置にある1つの半導体素子はピックアップに際し、まわりの半導体素子との引き離し状態で、まわりの半導体素子よりも高く持ち上げられることにより、まわりの半導体素子に邪魔されたり、まわりの半導体素子を位置ずれさせたりするようなことなく部品取り扱いツール103からの吸着などによるピックアップ作用を単独にかつ十分に受け迅速かつ確実にピックアップされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体ウエハは半導体素子の製造および取り扱いのさらなる効率化のため大型化している。大きいもので直径200mm前後にもなっている。将来的には300mm前後のものも予定されている。しかし、半導体素子の製造において、担持体106上のダイシングされた各半導体素子の全てを上記のような方法でピックアップして取り扱うのに、定位置に設定される突き上げピンの位置、従って、ピックアップ位置に対し各半導体素子の全てを位置させるための、担持体106の必要移動距離はXY2方向とも半導体ウエハの直径つまり担持体106が半導体素子を担持している領域の大きさに相当し、これに必要な平面スペースは図18に示すようにXY方向とも半導体ウエハの直径の2倍になる。このため、上記のように直径の大きな半導体ウエハを取り扱いダイシング済みの半導体素子をピックアップする装置の平面スペースは勢い大きくなってしまう。
【0005】
装置の大型化は装置自体のコスト上昇の原因になるのは勿論であるが、装置が用いられるのはクリーンルームであって、一例として600m2の広さで月単位の光熱に必要なランニングコストは3000万円にも及んでおり、装置の占有面積の増大は新たな大きな問題である。
【0006】
本発明の目的は、ダイシング済み半導体素子などのピックアップ対象整列部品の担持領域の大きさに対し、従来の場合よりも小さな担持体の移動範囲で整列部品の全てをピックアップして取り扱える整列部品の取扱装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【0015】
本発明の第1態様によれば、直交する2方向に整列した部品を担持した担持体を受け入れて保持する部品受入れ部と、
上記部品受入れ部を受け入れた上記担持体のほぼ中心位置まわりに回転させて、上記担持体の部品担持領域における上記担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を、上記担持体のほぼ中心位置まわりのピックアップ準備位置に切替え位置させる受入れ部回転装置と、
上記部品受入れ部を上記2つの部品整列方向に移動させて上記担持体上の上記ピックアップ準備位置に位置した単位領域にある上記部品をピックアップ位置に順次移動させて部品取り扱いツールによるピックアップに供する2方向移動装置と、
上記部品を次段取り扱い用の部品収納部材に受け入れた状態の荷姿で取り扱えるようにする部品収納部と、
上記ピックアップ位置に上記部品が位置された後それを上記部品取り扱いツールによりピックアップして上記部品収納部の上記部品収納部材に移載する部品移載装置と、
上記ピックアップ位置の上記部品を撮像して画像認識する認識装置と、
上記受入れ部回転装置による上記担持体の回転で上記ピックアップ準備位置に位置する単位領域が切り替わった後、上記認識装置による位置認識の基準を切り替える基準位置切り替え装置と、
を備える整列部品の取扱装置を提供する。
【0016】
本発明の第2態様によれば、上記部品取り扱いツールをそれがピックアップする上記部品の中心まわりに回転させるツール回転装置と、
上記受入れ部回転装置による上記担持体の回転で上記ピックアップ準備位置に位置する単位領域が切り替わった後、上記部品取り扱いツールがピックアップした上記部品の向きを上記ツール回転装置による上記部品取り扱いツールの回転により補正するように上記ツール回転装置を制御する制御装置とを備える第1態様に記載の整列部品の取扱装置を提供する。
【0017】
本発明の第3態様によれば、上記部品収納部は、複数の部品収納部材を併置でき、上記部品取り扱いツールがピックアップした上記部品の上記認識装置により認識される種類に応じ上記複数の部品収納部材を使い分けて移載し収納するように上記部品収納部及び上記部品取り扱いツールを動作制御する制御装置を備える第1又は2態様に記載の整列部品の取扱装置を提供する。
【0018】
本発明の第4態様によれば、上記部品の種類は、各部品の電気的特性又は周波数特性により分けられる品質ランクである第3態様に記載の整列部品の取扱装置を提供する。
【0019】
本発明の第5態様によれば、上記部品の種類の1つが不良品であり、上記制御装置は上記認識装置により不良と認識された部品は廃棄部に廃棄させるように上記部品取り扱いツールを動作制御する第4態様に記載の整列部品の取扱装置を提供する。
【0020】
本発明の第6態様によれば、上記部品収納部材は、テープ部材である第1〜5のいずれか1つの態様に記載の整列部品の取扱装置を提供する。
【0021】
本発明の第7態様によれば、上記単位領域は90度で4分割する第1〜6のいずれか1つの態様に記載の整列部品の取扱装置を提供する。
【0022】
本発明の第8態様によれば、上記単位領域は180度で2分割する第1〜6のいずれか1つの態様に記載の整列部品の取扱装置を提供する。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0039】
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態に係る整列部品の取扱方法と装置、具体的には、整列部品の供給方法と装置、整列部品の供給装置を用いた移載装置、整列部品の収納装置につき、図1〜図8,図16,図17,図19を参照して詳細に説明し、本発明の理解に供する。なお、第1実施形態に係る整列部品の取扱装置の各動作は、図19に示すように、制御装置48により動作制御されるようにしている。
【0040】
第1実施形態は、主として図1、図3に示すような半導体ウエハ1がダイシングシート4上でダイシングされることにより個々に分割され、直交する2方向に整列した状態となる半導体素子2を整列部品の一例として取扱い、吸着ノズル3などの部品を保持したり保持を解除する部品取扱いツールにより1つずつピックアップして他へ移載する場合の一例である。しかし、本発明はこれに限られることはなく、取扱う部品の種類によってはチャックなど他の保持方式の部品取扱いツールを採用することもできる。
【0041】
ダイシングシート4は無方向の伸縮性を持ち、環状の支持金具5によって展張状態に支持され、半導体ウエハ1をダイシングに供した後、ダイシング済みの整列部品としての半導体素子2を安定に取扱い供給できるようにする担持体6の一例をなしている。この担持体6も半導体素子2以外の部品(例えば基板)を取扱うときはその部品の種類に合ったものを採用すればよい。
【0042】
第1実施形態に係る整列部品の供給方法は、上記のように直交する2方向に整列した状態で担持体6上に担持された各半導体素子2を、担持体6の機台15上の所定位置例えば部品供給位置での、上記2つの部品整列方向に沿うXY方向の動きにより所定のピックアップ位置Cに順次移動させて、突き上げピン8による下方からの突き上げを伴い吸着ノズル3によるピックアップに供することを基本に、担持体6の部品担持領域Dにおける担持体6のほぼ中心位置、一例としてピックアップ位置Cまわりに複数に分割設定した各単位領域D1、D2、・・を、担持体6のピックアップ位置Cまわりの回転により、図1に斜線を施して示したピックアップ準備位置すなわちピックアップ準備位置Eに切替え位置させ、各単位領域D1、D2・・をピックアップ準備位置Eに位置させた後、その位置させた単位領域D1、D2・・にある、例えば、図1に斜線を施して示した領域範囲内にある各半導体素子2を、担持体6の上記XY方向の移動により上記吸着ノズル3によるピックアップに順次供する。
【0043】
このように、担持体6の半導体素子2が整列するXY方向に移動して各半導体素子2を吸着ノズル3によるピックアップに供する移動範囲は、図1の担持体6の基準位置61からX方向での最大移動位置62、Y方向での最大移動位置63、およびXY合成方向で見た最大移動位置64で示す範囲である。これは担持体6の部品担持領域Dにおけるピックアップ位置Cまわりに複数に分割設定された1つの単位領域での、上記2つの部品整列方向で見た大きさ範囲であり、部品担持領域D全体を移動範囲とする場合(図18参照)よりも小さくなる。
【0044】
例えば、図1に示す本発明の第1実施形態にかかる取扱装置のように90度での4分割による単位領域D1〜D4の設定では、1つの単位領域D1が両側の単位領域D2、D4と隣接する方向に沿う2つの部品整列方向XYでの最大移動範囲が共に従来の場合よりも半減する。図16及び図17に示すように、180度での2分割による単位領域の設定でも、分割に係る2つの単位領域が並ぶ方向に沿う1つの部品整列方向XまたはYでの最大移動範囲が半減する。すなわち、図16では、X方向において180度での2分割による単位領域の設定を行う場合を示し、分割に係る2つの単位領域が並ぶX方向に沿う1つの部品整列方向Xでの最大移動範囲が半減する。図17では、Y方向において180度での2分割による単位領域の設定を行う場合を示し、分割に係る2つの単位領域が並ぶY方向に沿う1つの部品整列方向Yでの最大移動範囲が半減する。なお、原理的にはこれら以外の分割数でもよいが、担持体6の移動方向と半導体素子2の整列方向が一致しなくなるので、各半導体素子2をピックアップ位置Cに移動させるときの位置設定が複雑になる。これを担持体6の移動方向を図1に示すXY2方向のみでなく半導体素子2の整列方向に一致させるようにして対応するのでは、担持体6の必要移動方向が増大するので装置の複雑化をまねく。
【0045】
一方、担持体6上の分割設定された複数の単位領域D1、D2・・は、定位置での、担持体6の部品担持領域Dにおける担持体6のほぼ中心位置まわり、第1実施形態ではピックアップ位置Cまわりの回転で、上記担持体6の移動により各半導体素子2を吸着ノズル3によるピックアップに供するピックアップ準備位置Eに切り替え位置させられることにより各半導体素子2をピックアップに供せるので、各単位領域D1、D2・・における全ての半導体素子2を上記移動によるピックアップに供するために担持体6は上記位置61〜64で示した移動範囲外に移動する必要がない。
【0046】
従って、担持体6の部品担持領域Dに対するピックアップ位置Cまわりの分割に見合った省スペース化を図ることができ、90度分割など少ない分割にて必要スペースを大幅に減少でき好適である。しかも、ピックアップ位置が変動しないし、例えば、180度、90度での分割によれば部品の整列方向と担持体の移動方向との関係が変動しないようにできるので、回転による位置切り替えによっても各半導体素子2をピックアップに供するための位置決めに容易に対応できるし、特に時間が掛かるようなこともない。
【0047】
上記のような方法を実現する第1実施形態の整列部品の供給装置としては、ダイシング済みで直交するXY方向に整列した半導体素子2を担持した担持体6を受け入れて保持し、エキスパンド状態にする図1〜図3、図5に示すような部品受入れ部7を機台15上に備えている。この部品受入れ部7にはピックアップ位置Cにある1つの半導体素子2を下方から突き上げてピックアップされやすくする突き上げピン8が設けられている。これに併せ整列部品の供給装置は、部品受入れ部7をピックアップ位置Cのまわりに回転させて、部品受入れ部7に受け入れている担持体6の部品担持領域Dにおけるピックアップ位置Cまわりに複数に分割設定した各単位領域D1〜D4を、ピックアップ位置Cまわりのピックアップ準備位置Eに切替え位置させる図2に示すような受入れ部回転装置9および、部品受入れ部7を上記2つの部品整列方向XYに移動させて担持体6上のピックアップ準備位置Eに位置した単位領域にある半導体素子2の1つずつを所定のピックアップ位置Cに順次位置させて吸着ノズル3によるピックアップに供する図2、図4に示すような2方向移動装置10を備えている。
【0048】
部品受入れ部7は、図1〜図3に示すように担持体6を図2、図3に示すように載置する載置台12と、これに載置される担持体6の支持金具5を上方より押さえ込むように設けられた2つ割の押さえ板11とを備え、押さえ板11は載置台12に対し昇降できるように組合わされ、ソレノイドなどのアクチュエータ13によって押さえ板11が昇降されるようになっている。部品受入れ部7では、押さえ板11が上昇している状態で担持体6を側方から受け入れて載置台12上に載置されるがその支持金具5の内側部分、つまりダイシングシート4が支持金具5から露出している部分を下方から載置台12で支持し、また、ダイシングシート4を支持している担持体6を側方へ取り出されるようにする。
【0049】
押さえ板11は、載置台12上に担持体6が受け入れられてダイシングシート4が支持されてから下降されることにより、載置台12に支持されているダイシングシート4のまわりの支持金具5を図2に示すように所定量押し下げる。これにより、ダイシングシート4は載置台12上で中心部からまわりの各方向にほぼ均等にエキスパンドされ、その上に担持している各半導体素子2の配列ピッチを引き伸ばして、半導体素子2どうしを引き離し、この状態で各半導体素子2を上記のような吸着ノズル3によるピックアップに供する。半導体素子2のピックアップが終了すると、押さえ板11は上昇されてダイシングシート4のエキスパンド状態を解き、担持体6を解放する。これにより半導体素子2のピックアップ済み担持体6は取り出せる状態になり、新たな担持体6と交換することによって必要数の半導体素子2を連続的にピックアップに供することができる。
【0050】
突き上げピン8は、図2に示すように機台15上に設置されたフレーム16で支持され、ソレノイドなどのアクチュエータ17によってピックアップ位置Cにおいて上下動できるようにされる。突き上げピン8は担持体6上の、言い換えるとダイシングシート4上の半導体素子2の1つがピックアップ位置Cに位置決めされた後に上動されることにより、ピックアップ位置Cに位置決めされピックアップに供される半導体素子2を所定量持ち上げて他の半導体素子2よりも高く位置させる。
【0051】
これらダイシングシート4のエキスパンドによる半導体素子2相互の引き離しと、ピックアップ位置Cでの突き上げとにより、ピックアップ位置Cに位置決めした各半導体素子2を、まわりの半導体素子2に邪魔されたり、あるいは逆にまわりの半導体素子2を位置ずれさせたりすることなく、1つずつ吸着ノズル3によって容易かつ確実に吸着されピックアップされるようにすることができる。
【0052】
2方向移動装置10は、XYテーブルより構成され、図2、図4に示すように機台15上に突き上げピン8のフレーム16と干渉し合わないよう設置されればよく、X方向駆動用モータ21によって機台15上をX方向に移動されるXテーブル22と、Y方向駆動用モータ23によりXテーブル22上をY方向に移動されるYテーブル24とを備え、Yテーブル24上に部品受入れ部7を支持してこれを上記したXY2方向に移動させられるようにしている。
【0053】
一方、受入れ部回転装置9は整列部品の供給装置において新規に装備したもので、図2に示すように2方向移動装置10上に、これのXY方向の移動によってもフレーム16など突き上げピン8およびその支持機構と干渉しないようにしたフレーム26により、部品受入れ部7がピックアップ位置Cを中心に回転できるようベアリング27を介して支持するとともに、この支持した部品受入れ部7を2方向移動装置10上にそのXY方向の移動によってもフレーム16など突き上げピン8およびその支持機構と干渉しないように設置したモータ28およびギヤ機構29により適宜回転駆動するようにしている。すなわち、モータ28の回転軸には駆動ギヤ29aが固定されている。載置台12が固定されている部品受入れ部7の回転台38は、フレーム26に対してベアリング27により回転自在に支持されているとともに、下面の内側の外周部にギヤ29bを備え、ギヤ29bが上記駆動ギヤ29aと噛み合っている。よって、モータ28の回転駆動により、モータ28の駆動ギヤ29aが回転し、駆動ギヤ29aと噛み合ったギヤ29bが回転されることにより、部品受入れ部7の回転台38がフレーム26に対してベアリング27を介して回転し、回転台38上の載置台12が回転する。
【0054】
受入れ部回転装置9は部品受入れ部7をピックアップ位置Cを中心に回転させることにより、部品受入れ部7に受け入れている担持体6上の部品担持領域Dにおける各単位領域D1〜D4を、半導体素子2をピックアップに供する上記したピックアップ準備位置Eに順次に切り替え位置させることができ、2方向移動装置10は各単位領域D1〜D4の1つがピックアップ準備位置Eに切り替え位置させられた後、部品受入れ部7をXY方向に移動させることにより、ピックアップ準備位置Eに切り替え位置された1つの単位領域における各半導体素子2の全てを上記したようにピックアップ位置Cに順次に位置決めして吸着ノズル3により順次にピックアップされるようにすることができる。
【0055】
以上で明らかなように、部品受入れ部7を回転させる受入れ部回転装置9を設けるのに特に余分な平面スペースは不要でありながら、部品受入れ部7に受け入れた担持体6上のダイシング済み半導体素子2の全てを、そのエキスパンド処理を含め上記方法の省スペース化を損なわずに、従来同様の条件でのピックアップに供することができ、半導体ウエハ1の大型化に対し、整列部品の供給装置の省スペース化上有利に対応できる。
【0056】
このような整列部品の供給装置は、また、図5に示すようにピックアップ位置Cに位置決めされた半導体素子2を吸着ノズル3によりピックアップして他へ移載する部品移載装置31と組合わされて整列部品の移載装置を構成し、部品の移載という具体的な作業を行うようにしている。部品移載装置31は、図5に示すように吸着ノズル3を移載ヘッド33に昇降シリンダなどのアクチュエータ30により上下動されるように装備し、Y方向駆動用モータ34によって移載ヘッド33を上記ピックアップ位置Cと部品収納部32などが設定される部品移載対象位置Fとの間でY方向に往復移動させるYテーブル35に支持して構成している。
【0057】
これにより、担持体6上で整列するダイシング済みの半導体素子2の1つ1つを上記のような省スペース化のもとにピックアップ位置Cに供給し、それを部品移載装置31が吸着ノズル3の下動、吸着、上動によりピックアップした後、ピックアップした半導体素子2を所定の箇所まで持ち運んでから吸着ノズル3の下動、吸着解除、上動により移載対象位置F上に移載し、以降の取り扱いに供することができる。
【0058】
また、第1実施形態の整列部品の移載装置は、図1、図2に示すようにピックアップ位置Cの半導体素子2を撮像して画像認識する認識カメラ36aを含む認識装置36を備え、受入れ部回転装置9による担持体6の回転でピックアップ準備位置Eに位置する単位領域が切り替わった後、認識装置36による位置認識の基準を切り替える基準位置切替え装置37を設けてある。
【0059】
通常、担持体6上の半導体素子2は、同一の部品で同一の向きに整列していて、ピックアップ以降の加工、組立、収納、装着といった各種の取り扱いにおける向きや位置を認識するためのそれぞれに共通した位置基準を持っている。この位置基準は例えば、図6(A),(B),(C),(D)に示すような半導体素子2の対角線位置2箇所にある2点A、Bである。これは半導体素子2が正方形であるか、長方形であるかの違いに関わらず、その中心Gまわりの向きと、位置とを特定するために用いられる。
【0060】
今、説明の簡単のために、長方形の半導体素子2の場合を図示してあり、図1に示す各単位領域D1〜D4におけるピックアップ準備位置Eにてほぼ同じ位置にくる半導体素子2D1〜2D4について見ると、それらがピックアップ準備位置Eに到達したときの向きと位置基準点A、Bの位置は、図6(A),(B),(C),(D)に示すように個々に異なっている。この違いは担持体6の回転角度によって特定しており、各単位領域D1〜D4のどれがピックアップ準備位置Eにあるかでその位置での半導体素子2の位置基準点A、Bの基準位置からの回転角度は既知である。
【0061】
これを利用して基準位置切替え装置37は、各単位領域D1〜D4がピックアップ位置Cを中心とした回転によりピックアップ準備位置Eに切り替え位置された位置切替信号を受けた後、ピックアップ準備位置Eに位置される各単位領域ごとの半導体素子2の向き、従ってその位置基準点A、Bの向きが、担持体6の回転量に応じて部品の中心まわりに所定の角度ずつずれるのを、認識装置36の位置認識の基準を切り替えてそのような角度ずれに対応し、半導体素子2の向きや位置の認識ができなかったり、認識精度が低下したりするようなことを防止することができる。
【0062】
また、第1実施形態では、吸着ノズル3をそれがピックアップする半導体素子2の中心まわりに回転させる図5に示すようなツール回転装置41を備えている。ツール回転装置41はモータより構成され、受入れ部回転装置9による担持体6の回転でピックアップ準備位置Eに位置する単位領域が切り替わる位置切替信号を制御装置48が受けた後、図19に示すように、制御装置48に接続されるメモリ300に記憶された上記向きおよび位置に関する既知データの基に、制御装置48の制御の下に、吸着ノズル3がピックアップした半導体素子2の向きを、吸着ノズル3を回転させることにより補正する。従って、上記のようにピックアップ準備位置Eに位置される各単位領域D1〜D4ごとの半導体素子2の向きが、担持体6の回転量に応じて部品の中心まわりに所定の角度ずつずれても、一定の向きに揃えて移載対象位置Fに移載することができ、半導体素子2が移載以降に一定の向きで取り扱われることに不便や問題をもたらさない。
【0063】
上記のような整列部品の移載装置は、さらに、上記のように移載対象位置Fにピックアップされた半導体素子2を収納する図5に示すような部品収納部32を持つことによって整列部品の収納装置を構成している。部品収納部32は部品を収納して整列状態に保持するものとして従来から知られるパレット部材、テープ部材などを含む、各種の収納部材を利用することができる。図1などに示す第1実施形態では、部品収納部32の一例として、図7に示すような半導体素子2を凹部42aに受け入れた後、図5に示すようなトップテープ42bにより蓋をして収納を完了する部品収納部材の一例としてのテープ部材42を使用している。このため、部品収納部32には、モータの駆動制御などによりテープ部材42をそれが部品を受け入れるようにガイドされる部品収納位置Hに供給して半導体素子2の受入れに供するテープ部材供給部43、トップテープ供給部44、トップテープ貼合わせ部45、および、モータの駆動制御などにより半導体素子2の収納完了部分を巻き取る巻き取り部46を備えている。
【0064】
このように部品収納部32に設けられ供給されるテープ部材42の凹部42aに、上記吸着ノズル3によりピックアップして部品移載装置31により移載される半導体素子2を受け入れることにより、テープ部材42によって次段の取扱いに合ったテーピング部品としての荷姿に収納し供給することが、上記移載における各特徴の必要なものを活かして達成することができる。
【0065】
例えば、テープ部材42は図7に示す片側のパーフォレーション42cが部品収納部32における図示しないスプロケットと噛み合って所定ピッチずつ高精度に送られて、各凹部42aが移載されてくる半導体素子2を受け入れる受入れ位置に位置決めされ、パーフォレーション42cの位置から凹部42aの中心位置までの距離、および送り方向の凹部42aの位置が高精度に設定される。この凹部42aに対し半導体素子2は凹部42aとの間に両側で0.2mm程度の隙間を持って受入れ、テープ部材42に収納した荷姿の半導体素子2を次の加工、装着などに供するのにテープ部材42を高精度に取り扱う際、各半導体素子2のテープ部材42に対する位置ずれ量を小さく抑え、各半導体素子2が一定の向きに揃っているのと相まって、各半導体素子2が簡易に位置精度よく取り扱われるようにすることが行われている。
【0066】
これに対応するのに、部品移載装置31は吸着ノズル3によってピックアップした半導体素子2を位置精度よく取り扱わないと、上記のようなサイズ設定をされた凹部42a内に迅速かつ確実に移載し収納することができない。しかし、上記整列部品の移載装置における基準位置切替え装置37の認識基準の切り替え機能および、ツール回転装置41による半導体素子2の角度補正機能に加え、部品移載装置において通常行われる、認識装置36が認識したピックアップ位置Cに位置決めされた半導体素子2の位置や向きの認識結果によって、吸着ノズル3による吸着位置の補正、ないしはこれに代わる吸着ノズル3がピックアップした半導体素子2を移載対象位置Fに移載する位置の補正を上記制御装置48の制御の下に部品移載装置31で行うことで、上記のような要求を満足することができる。半導体素子2は一例として1〜20mm角程度の大きさのものがあり、部品サイズが大きくなるほど少しの角度ずれでも凹部42aなどとの位置ずれが問題になるが、±50μm程度の位置精度を満足してそのような問題が生じないようにすることができる。必要に応じてそれ以上の位置精度で半導体素子2を取り扱えるようにすることができる。
【0067】
図1に示す第1実施形態の整列部品の収納装置は、さらに、例えば第3実施形態の図9(A)などに示すように部品収納部32が3つのテープ部材42を併置でき、吸着ノズル3がピックアップした半導体素子2の認識装置36により認識される種類に応じ上記3つのテープ部材42を使い分けて移載し収納するように制御する、図5及び図19に示すような、制御手段の一例としての制御装置48を備えている。
【0068】
半導体ウエハ1に半導体素子2を形成しそれをダイシングした後、上記したように通常、品質の良否が判定され不良な半導体素子2にはその旨を示すマーキングなどの表示が施される。この判定において各半導体素子2の品質ランクを判定し、各半導体素子2にランク表示を行っておくことができる。ここで、品質ランクとは、例えば、1枚のウェハの各半導体素子2毎に同様な回路を形成したとしても、各半導体素子2毎に電気的特性や周波数特性が異なってしまう場合に、特性毎に分けられたランクを指す。
【0069】
そこで、万一にも1つの半導体ウエハ1上に種類の違う半導体素子2が形成される場合を含め、担持体6上の半導体素子2に品質ランクなどが違う異種部品が混在するようなときに、それを認識装置36の結果に基き制御装置48により判定し、この判定される種類別に異なったテープ部材42を使い分けるように制御装置48の制御の下に部品移載装置31及び部品収納部32が駆動されて半導体素子2を収納する。これにより、部品収納部32に移載する各半導体素子2をそのランクなどの種類に対応した用途や取扱いに供することが認識装置36による認識機能を活かして達成することができる。
【0070】
なお、上記では、認識装置36の結果に基き制御装置48により半導体素子2の良否、品質ランクを判定したが、認識装置36の結果に基き制御装置48により良否検査を行うものでもよい。また、前工程にある検査工程において既に品質ランクがマーキングされているものを、認識装置36により認識するものであっても構わない。
【0071】
また、半導体素子2の種類の1つが不良品であり、上記認識装置36の認識結果により不良と上記制御装置48で判定された半導体素子2を、上記制御装置48により部品移載装置31を駆動して図1、図5所定の廃棄部49に廃棄させる。これにより、不良品の処理が移載サイクルを利用して難なく達成でき、特別な作業工程が不要になる。
【0072】
ダイシング済みの半導体素子2を担持した担持体6は通常、図1、図2、図5に示すようにウエハ収納カセット50内に所定数多段に収納されて、単位枚数ずつ一括して取扱われる。これに対応して図5に示す第1実施形態の整列部品の収納装置は、機台15の1つの側面にウエハ収納カセット50を保持して昇降させる担持体6の昇降機構を構成する供給部51が設けられ、保持した担持体6を担持体6の収納ピッチに対応する量ずつ昇降させて、1つの担持体6を部品受入れ部7への出し入れ位置に位置させ、図示しない出し入れ機構(例えば第3実施形態のウエハ引き出しユニット80)により出し入れ位置にある担持体6を引き出して部品受入れ部7に送り込んで半導体素子2の供給に供し、半導体素子2の供給が終了した担持体6は上記出し入れ機構によりウエハ収納カセット50の元の位置に収納し、次いで、次の担持体6を出し入れ位置に位置決めすることを繰り返し、全ての担持体6を半導体素子2の供給に供した後、ウエハ収納カセット50は新しいものと交換され、必要なだけの半導体素子2を供給して収納されるようにする。
【0073】
ところで、一例として半導体ウエハ1が直径300mm程度となり、これを従来通りに10段程度にウエハ収納カセット50に収納して一括に取り扱うと、総重量が20kg程度になり、取り扱いが困難になることが予想される。この場合、供給されるウエハ収納カセット50を供給部51に対して出し入れする際に、作業員が装置まわりで移動し作業するときの動線、および動作がより単純になることが望ましい。例えば、図5に示すような整列部品の収納装置が、操作パネル52を持った前面から見て左右に隣接配置されるような場合、ウエハ収納カセット50を各装置に供給するための搬送ラインは装置前方を矢印Jで示す方向および位置になる。これに対し、図示するように機台15における左右の一方の側面に供給部51が位置していると、作業員は搬送されてきたウエハ収納カセット50を持ち上げて上記搬送ラインJから供給部51の位置まで踏み込んでしか、供給部51にある半導体素子2を供給し終えたウエハ収納カセット50との交換ができず不便であるし、隣接の装置との間に作業員の踏み込みスペースが必要となるので、省スペースの面でも不利である。これらの問題は、隣接する装置が異種の場合でも特に変わらない。
【0074】
そこで、図5に仮想線で示すように供給部51を機台15の前面に設けると、作業員は搬送ラインJ上で、あるいは搬送ラインJと装置との間で、上記の交換作業が簡単にできるし、隣接装置との間に交換作業のための踏み込みスペースが不要となるので省スペース化にも有利である。
【0075】
(第2実施形態)
図8に示す本発明の第2実施形態にかかる整列部品の取扱方法と装置、具体的には、整列部品の供給方法と装置、整列部品の供給装置を用いた移載装置、整列部品の収納装置は、突き上げピン8をフレーム16上のX、Y各方向に移動させる突き上げピン2方向移動装置71により支持し、突き上げピン8をXY2方向に移動させられるようにしてある。突き上げピン2方向移動装置71はXYテーブルより構成され、図8に示すようにフレーム16上に2方向移動装置10やフレーム26と干渉し合わないよう設置されればよく、X方向駆動用モータ72によってフレーム16上をX方向に移動されるXテーブル73と、Y方向駆動用モータ74によりXテーブル73上をY方向に移動されるYテーブル75とを備え、Yテーブル75上に突き上げピン8およびソレノイドなどの突き上げピン用のアクチュエータ17を支持してこれを上記したXY2方向に移動させられるようにしている。
【0076】
これにより、部品受入れ部7が担持体6をXY方向に移動させて、各半導体素子2をピックアップ位置に移動させるのに、突き上げピン8をその移動方向と反対の方向に突き上げピン2方向移動装置71にて移動させることにより、突き上げピン8が移動されてくる半導体素子2を途中まで迎えに行き、双方が一致したところをピックアップ位置Cに設定して半導体素子2を吸着ノズル3によるピックアップに供することができ、各単位領域D1〜D4にある半導体素子2をピックアップに供するための担持体6の必要な移動範囲と移動時間とが、図1〜図7に示す第1実施形態よりもさらに半減する。この場合、ピックアップ位置Cは変動するが変動位置は既知であるので、簡易に対応することができる。他の構成および奏する作用は第1実施形態の場合と特に変わるところはないので、重複する図示および説明は省略する。
【0077】
なお、原理的には、担持体6を回転させないで、突き上げピン8を各単位領域D1〜D4の第1実施形態でのピックアップ位置Cに代わる分割基準点となっている中央位置に順次移動させてそこをピックアップ位置Cに設定し、各単位領域D1〜D4に対応して設定される各ピックアップ位置Cごとに、各単位領域D1〜D4の対応する1つについて、担持体6のXY2方向の移動を伴い半導体素子2のピックアップに供するようにしても、第1実施形態の場合同様な省スペース化ができる。この場合の突き上げピン8の移動はXY2方向に限らず、上記各単位領域D1〜D4の分割基準点を中心にして旋回させる方式も採用できる。しかし、XY方向の移動を利用して突き上げピン8がピックアップ位置Cに向け移動されてくる半導体素子2を迎えに行く制御を行えば、この変形例の方式でも、上記第2実施形態の場合と同様にさらなる省スペース化と時間の短縮が図れる。しかも、担持体6の回転、従って部品受入れ部7の回転機構が不要になる。
【0078】
本発明の上記第1及び第2実施形態によれば、上記の説明で明らかなように、担持体の部品担持領域に対するピックアップ位置まわりの分割に見合った省スペース化で、装置の小型化およびコスト低下や、クリーンルームの高額なランニングコストを低減することができ、大型化する半導体ウエハに対応するのに好適である。
【0079】
(第3実施形態)
以下、添付図面を参照して本発明の第3実施形態にかかる整列部品の取扱方法と装置、具体的には、整列部品の供給方法と装置、整列部品の供給装置を用いた移載装置、整列部品の収納装置について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す第3実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。なお、第3実施形態は第1実施形態と共通する部分が多いため、適宜、第1実施形態の図や説明を参照しながら説明する。
【0080】
まず、本発明の第3実施形態について説明する前に、その背景について説明する。
【0081】
半導体素子例えばICチップは半導体ウエハ上に集積回路として縦横に多数形成され、ダイシングにより個々の集積回路に分割されることによって形成される。このICチップはマウンティング、ボンディング、モールディング等によりパッケージングされたIC部品に加工されるだけでなく、ベアICの状態で回路基板に実装する用にも供される。いずれの場合においても、ダイシングされた状態からICチップをその用に適した状態にするため他に移載する必要がある。
【0082】
上記ダイシングによりICチップはXY平面に直交するX、Yの2方向に整列してダイシングシート上に保持された状態にあり、ダイシングシートは支持部材によって支持されてICチップを安定して取り扱いできるようにする担持体に構成される。この担持体をICチップが整列するX−Y方向に移動させて各ICチップをピックアップ位置に順次移動させ、ピックアップ位置においてダイシングシートの下方からICチップを突き上げることにより、無方向の伸縮性をもつダイシングシートがエキスパンドされることよって突き上げられたICチップは部品取り扱いツールによって容易にピックアップすることができる。ICチップをピックアップした部品取り扱いツールによりICチップは所定の位置に移載される。
【0083】
このように半導体ウエハから個々に切り離された状態のICチップは樹脂モールド等によって被覆されないベアチップの状態であり、このベアチップの状態で回路基板に実装することにより、高密度実装を図ることができる。この回路基板への実装に供するには、電子部品実装装置に供給できる部品包装を行う必要があり、従来、ICチップは、個別の仕切りを設けたトレイに収納するトレイパックや、低粘着性のゲル面上に粘着配置するゲルパックとして、電子部品実装装置に供給するのが主流であった。
【0084】
上記のように整列した多数のICチップを担持した担持体をICチップの整列方向に移動させ、ICチップを1つずつピックアップ位置に移動させて、ピックアップ位置から部品取り扱いツールによってピックアップしたICチップを移載先に移動させるとき、半導体ウエハの直径が大きくなるとピックアップ位置から移載先までの距離が増加することになる。半導体ウエハは大型化する傾向にあり、その直径が300mmになるものも実現されている。このような大型の半導体ウエハを扱うとき、部品取り扱いツールの移動距離は大きくなり、多数のICチップを移載するときの移載タクトの低下をまねく問題があった。
【0085】
また、ICチップを回路基板に実装するために、電子部品実装装置にICチップを供給する包装形態としてテーピング包装が有効であるが、前述したようにICチップの従来の包装形態はトレイパックやゲルパックであり、テーピング包装による供給が要求されていた。
【0086】
また、ICチップの包装時において、回路基板への実装形態によりICチップのアクティブ面が上に向いた収納状態と、アクティブ面が下に向いた収納状態とが要求され、この要求に応じた収納状態に包装するために部品取り扱いツールからの移載時に、ICチップの表裏を選択的に反転させる必要がある。
【0087】
本発明の第3実施形態が目的とするところは、大きな直径の半導体ウエハの取り扱いにおける装置の平面スペースの増加を抑制すると共に、移載タクトの低下を抑制し、半導体素子などの整列部品のテーピング包装を可能とし、収納時の半導体素子の表裏方向を選択可能とした整列部品の供給方法と装置、供給装置を用いた移載装置、収納装置などを含む整列部品の取扱方法及び装置を提供することにある。
【0088】
第3実施形態は、第1実施形態と同様に、図1、図3に示すように、半導体ウエハ1の縦横方向に多数形成された集積回路をダイシングシート4上でダイシングすることにより個々の例えばICチップなどの半導体素子2に分割し、直交する2方向に整列した状態とした半導体素子2を整列部品として、これを部品取扱いツールにより1つずつピックアップしてテーピング包装する例を示すものである。
【0089】
電子部品のテーピング包装は、抵抗器やコンデンサ等のチップ部品を収容したテープをリールに巻き取った電子部品の包装形態として周知のものであり、表面実装により電子回路基板を製造する電子部品実装装置に電子部品を供給するのに適した形態として知られている。このテーピング包装はテーピング規格が制定されており、上記チップ部品だけでなくIC部品にも適用でき、電子部品実装のための部品包装形態の主流となっている。しかし、半導体ウエハ1からダイシングにより半導体素子2として分割された状態は、樹脂モールドされていない裸の状態、即ち、ベアチップの状態であり、従来はパーツトレイに収容したり、ゲルパックとして電子部品実装装置に供給されていた。第3実施形態の移載方法及びその装置は、このベアICのテーピング包装を可能としたものである。
【0090】
図9(A)、(B)は、第3実施形態に係る整列部品の移載装置60の外観を示すもので、正面側に装置動作の設定操作及び監視のための操作パネル161、ディスプレイ162等が配置され、背面側に半導体ウエハ1を複数枚収容したウエハ収納カセット(部品供給部の一例)50が着脱可能に配置されている。このウエハ収納カセット50は、装置の背面側に設けられた搬送通路を走行する搬送ロボットにより交換できるようにすると、大型の半導体ウエハ1を取り扱うことが容易となり、半導体ウエハ1の自動交換が可能となる。図10は、この整列部品の移載装置60の内部構成を示すもので、ウエハ収納カセット50に複数枚収容された半導体ウエハ1を1枚ずつ取り出し、この半導体ウエハ1から1つずつ半導体素子2を取り出してテープ部材42上に移載してテーピング包装するように構成されている。なお、第3実施形態に係る整列部品の取扱装置の各動作は、図20に示すように、制御装置48により動作制御されるようにしている。
【0091】
上記ウエハ収納カセット50に収容された半導体ウエハ1は、ダイシングシート4上でダイシングされて個々の半導体素子2に分割され、直交する2方向に整列した状態になっている。上記ダイシングシート4は無方向の伸縮性を持ち、環状の支持金具5によって展伸状態に支持され、これらは安定に取り扱い供給できるようにする担持体6をなしている。ウエハ収納カセット50に複数枚が収容された担持体6は所定位置に引き出され、第1実施形態の図1、図2に示すように、半導体素子2の整列方向に沿うXY方向の動きによりピックアップ位置Cに半導体素子2を順次移動させ、ピックアップ位置Cの下面に配設された突き上げピン8の突き上げ動作によりピックアップ位置Cに位置した半導体素子2のみが他の半導体素子2より突出した状態になり、その半導体素子2のみを吸着ノズル(部品移載装置の一例)3によってピックアップすることができる。半導体素子2を吸着した吸着ノズル3はテープ部材42上に移動して、半導体素子2をテープ部材42に収納する。
【0092】
前述したように、半導体ウエハ1は大型化する傾向にあり、その直径が大きいとき、ピックアップ位置Cに各半導体素子2を移動させる距離が大きくなり、装置の大型化をまねくばかりでなく、移動に要する時間の増加により生産効率を低下させる。このような大型の半導体ウエハ1にも対応できるようにするため、半導体素子2の移載先であるテープ部材42を担持体6に重なる位置に配設することによって吸着ノズル3の移動距離を小さくし、担持体6の回転を可能にすることによって担持体6のXY方向の移動距離を小さくしている。取り扱う半導体ウエハ1の直径が小さい場合には、担持体6の回転がなくてもよいが、テープ部材42はピックアップ位置Cにより近い担持体6の上方に配設することが好適となる。
【0093】
上記テープ部材42は、図11に示すように、テーピング包装部の一例としても機能するテーピングユニット70の供給リール173から巻取リール174に間欠的に図示しないモータの駆動制御などにより送給されるように構成されている。テープ部材42上には、第1実施形態の図7に示すように、半導体素子2を収納するための凹部42aとパーフォレーション42cが形成されており、パーフォレーション42cの位置から凹部42aの中心位置までの距離が高精度に設定されている。パーフォレーション42cはテーピングユニット70の図示しないスプロケットと噛み合ってテープ部材42を所定ピッチずつ高精度に間欠送給する。また、凹部42aは収納される半導体素子2の寸法形状に合わせて僅少の隙間ができる程度に形成され、収納位置の位置ずれ量を小さくして取り出し時の位置精度を確保している。このテープ部材42は供給リール173から送り出され、吸着ノズル3によって吸着された半導体素子2が後述する表裏装置171を介するか、もしくは直接凹部42a内に移載され、半導体素子2が移載された凹部42a上はトップテープリール172から供給されるトップテープ42bにより被覆され、テープ部材42内に半導体素子2を収納保持する。この半導体素子2を収納してトップテープ75で被覆されたテープ部材42は巻取リール174に巻き取られ、所要量の半導体素子2の収納が完了したときテーピングユニット70は交換される。
【0094】
上記テーピングユニット70は、第3実施形態においては、図9(A),(B)、図10に示すように、3列に配設されている。このようにテーピングユニット70を複数に配設するのは、同時に複数のテーピング包装を行う場合にも適用できるが、主たる目的は、半導体素子2をその品質ランクによって分別し、品質ランク毎のテーピングユニット70に移載するようにしたもので、ここでは3つの品質ランクに分別している。ここで、品質ランクとは、例えば、1枚のウェハの各半導体素子2毎に同様な回路を形成したとしても、各半導体素子2毎に電気的特性や周波数特性が異なってしまう場合に、特性毎に分けられたランクを指す。
【0095】
半導体ウエハ1は、検査により各半導体素子2毎の品質ランク及び不良が決定され、半導体ウエハ1上での位置アドレス毎の各半導体素子2は品質ランク及び不良のマッピングがなされる。半導体ウエハ1はバーコード等の識別装置が付与されており、この識別装置によって識別される半導体ウエハ1毎のマッピングデータはフロッピーディスク等の記憶媒体により整列部品の移載装置内に入力される。従って、ピックアップ位置Cに移動した半導体素子2は、上記識別装置によって識別された半導体ウエハ1のマッピングデータに格納された位置アドレスに対応する品質ランク及び不良のデータに参照され、各半導体素子2はその品質ランク毎に対応するテープ部材42上に移載され、不良の半導体素子2は廃棄部49(第1実施形態の図1参照)に廃棄される。
【0096】
このテープ部材42にウエハ収納カセット50に収納された担持体6から半導体素子2を移載する方法とその装置構成について以下に説明する。
【0097】
図10、第1実施形態の図1、図2に示すように、ウエハ収納カセット50は、装置の背面側から供給され、昇降機構を構成する供給部51に保持されて上下方向に昇降する。ウエハ収納カセット50内にはダイシングにより分割されて直交する2方向に整列した半導体素子2が担持体6に担持された状態で複数枚が収容されており、供給部51の駆動による昇降により所定の高さ位置に移動した担持体6がウエハ引き出しユニット80により引き出され、第1実施形態の図3に示すように、部品受入れ部7の押さえ板11が上昇している状態で側方から載置台12上に載置される。押さえ板11はアクチュエータ13により昇降動作し、担持体6が載置台12上に載置されたとき下降して、第1実施形態の図2に示すように、ダイシングシート4のまわりの支持金具5を所定量押し下げる。これによりダイシングシート4は載置台12上で中心部からまわりの各方向にほぼ均等にエキスパンドされ、その上に担持している各半導体素子2の配列ピッチを引き延ばして半導体素子2どうしを引き離し、この状態で部品受入れ部7を移動させ、ピックアップ位置Cに移動した半導体素子2を吸着ノズル3によるピックアップに供する。
【0098】
第1実施形態の図2に示すように、機台15上には2方向移動装置10が設置されており、X方向駆動用モータ21によってX方向に移動されるXテーブル22と、Y方向駆動用モータ23によりXテーブル22上をY方向に移動されるYテーブル24とを備え、Yテーブル24上に上記部品受入れ部7を支持して、これをXY2方向に移動させるXYテーブルより構成されている。また、大型の半導体ウエハ1にも対応できるように受入れ部回転装置9が設けられており、部品受入れ部7が担持体6のほぼ中心位置を中心として回転できるようにベアリング27によって支持され、モータ28とギア機構29によって適宜回転駆動される。すなわち、第1実施形態と同様に、モータ28の回転軸には駆動ギヤ29aが固定されている。載置台12が固定されている部品受入れ部7の回転台38は、フレーム26に対してベアリング27により回転自在に支持されているとともに、下面の内側の外周部にギヤ29bを備え、ギヤ29bが上記駆動ギヤ29aと噛み合っている。よって、モータ28の回転駆動により、モータ28の駆動ギヤ29aが回転し、駆動ギヤ29aと噛み合ったギヤ29bが回転されることにより、部品受入れ部7の回転台38がフレーム26に対してベアリング27を介して回転し、回転台38上の載置台12が回転する。
【0099】
上記構成により、担持体6をXY2方向に移動させて順次ピックアップ位置Cに半導体素子2を移動させる。機台15上にはフレーム16に支持されたアクチュエータ17によって突き上げピン8が昇降駆動するように構成されており、ピックアップ位置Cに移動した半導体素子2は突き上げピン8の上昇により他の半導体素子2より突き上げられた状態となり、まわりの半導体素子2に邪魔されたり、まわりの半導体素子2に位置ずれを生じさせたりすることなく、1つずつ吸着ノズル3によって容易且つ確実にピックアップされる。吸着ノズル3は、図10に示すように、部品移載装置131の移載ヘッド133により昇降及び回転自在に操作され、移載ヘッド133はX軸方向駆動用モータ81aの駆動によりX軸レール81上をX方向に移動でき、更に図示しないY軸レールによってX軸レール81がY方向に移動することにより、Y方向への移動も可能である。
【0100】
図10、第1実施形態の図1、図2に示すように、部品受入れ部7の上方に重なるようにテープ部材42が位置するように部品収納部の一例としてのテーピングユニット70が配設されており、吸着ノズル3によりピックアップ位置Cから吸着ノズル3によって半導体素子2を吸着保持した移載ヘッド133はX軸レール81上を移動してテープ部材42の上方に吸着ノズル3を移動させ、吸着ノズル3の下降によりテープ部材42に形成された凹部42a内に半導体素子2を収納する。このようにテーピングユニット70のテープ部材42の部分が部品受入れ部7の上方に重なるように配置することにより、ピックアップ位置Cからテープ部材42までの移載ヘッド133の移動距離が小さくなり、大型の半導体ウエハ1を取り扱うときの移載効率を向上させることができる。
【0101】
前述したように、各半導体素子2は検査により品質ランクが決定されたマッピングがなされているので、吸着ノズル3が吸着した半導体素子2の品質ランクはそのマッピングアドレスから分かるので、制御装置48は移載ヘッド133のX方向の移動距離を品質ランクに対応して制御し、品質ランクに対応するテーピングユニット70のテープ部材42上にその半導体素子2を収納する。いま、品質ランクがa、b、cの3段階に分別されている場合に、テーピングユニット70はそれに対応して3列に配設される。品質ランクに応じて移載ヘッド133のX方向の移動距離を制御すると、品質ランクaの半導体素子2はテーピングユニット70aに、品質ランクbの半導体素子2はテーピングユニット70bに、品質ランクcの半導体素子2はテーピングユニット70cに収納され、半導体素子2は品質ランク別にテーピング包装される。
【0102】
また、テーピングユニット70には、図10に示すように、表裏反転装置171が設けられており、これを動作させることにより、半導体素子2の表裏を反転させてテープ部材42上に収納することができる。半導体ウエハ1上に形成される半導体素子2は、基本的にアクティブ面が上に向いた状態になっており、これをテープ部材42に移載したとき、そのままアクティブ面が上に向いた状態に収納される。従って、このテーピング包装された半導体素子2を電子部品実装装置により回路基板に実装すると、回路基板上にアクティブ面が上に向いた状態に装着され、アクティブ面の電極部分はボンディングにより回路基板の回路パターンに電気的接続される。しかし、回路基板への実装方法は、この半導体素子2を用いるユーザの実装方法に委ねられており、アクティブ面を下にして回路基板に装着する実装方法が要求される場合もある。このアクティブ面を下に向けた収納は、上記表裏反転装置171により実現される。
【0103】
上記表裏反転装置171は、図21から図22に示すように、上記表裏反転装置本体171aが中心軸171r回りに180度反転可能に支持され、上記表裏反転装置本体171aの中央に長穴の吸引孔171bが形成されて、吸引孔171bにより吸引通路171gを通じて吸引させることにより、移載ヘッド133に保持された半導体素子2のアクティブ面と反対側の面が上記表裏反転装置本体171aに吸着保持されるようにしている。上記表裏反転装置本体171aは、上記表裏反転装置171の側部に配置された小歯車171eと一体的に回転するように連結されている。小歯車171eは大歯車171fと噛み合っており、大歯車171fには、支点171p回りに回転可能なリンク171hの一端が連結された、リンク171hの他端はエアシリンダ171kの駆動ロッドの先端171jに連結されている。よって、エアシリンダ171kの駆動により、駆動ロッドの先端171jが図23で左向きに移動すると、リンク171hが支点171p回りに反時計回転方向に回転して大歯車171fが時計方向に回転し、小歯車171eが反回転方向に回転して上記表裏反転装置本体171aが図23の右側の実線位置から左側の鎖線位置まで180度反転して、反転装置171の開口171d内に露出したテープ部材42の凹部42aに上記表裏反転装置本体171aが対向するようにしている。上記表裏反転装置本体171aを元の位置に戻すときには、エアシリンダ171kの逆駆動により、駆動ロッドの先端171jが図23で右向きに移動すると、リンク171hが支点171p回りに時計回転方向に回転して大歯車171fが反時計方向に回転し、小歯車171eが回転方向に回転して上記表裏反転装置本体171aが図23の左側の鎖線位置から右側の実線位置まで180度回転する。反転したとき、近接センサ171mで上記表裏反転装置本体171aが反転位置に位置したことを検出すると、上記表裏反転装置本体171aの吸引動作を停止させることにより、上記表裏反転装置本体171aでの吸着保持を解除して吸着保持されていた半導体素子2がそのアクティブ面が下になるように凹部内に収納される。なお、元の位置に上記表裏反転装置本体171aが戻って次の半導体素子2を移載可能になったことは別の近接センサ171nで検出するようにしている。
【0104】
以下、上記構成にかかる表裏反転装置171の使用方法を具体的に説明する。半導体素子2のアクティブ面を上に向けた状態にしてテープ部材42に移載するときは、移載ヘッド133をテープ部材42上の表裏反転装置171が配置されていない箇所に移動させる。この状態では表裏反転装置171の存在しない位置で半導体素子2を直接テープ部材42に収納することができる。一方、半導体素子2のアクティブ面を下に向けた状態にしてテープ部材42に移載するときは、移載ヘッド133のY方向の位置を表裏反転装置171が設けられたY方向の位置に設定する。この状態でピックアップ位置Cから半導体素子2を吸着した移載ヘッド133をX方向に移動させると、吸着ノズル3は表裏反転装置171の上記表裏反転装置本体171aの上方に位置する。吸着ノズル3を下降させて半導体素子2を表裏反転装置171の上記表裏反転装置本体171aに移載し、吸引孔171bにより吸引通路171gを通じて吸引させて、半導体素子2を表裏反転装置本体171aに吸着保持させる。次いで、吸着ノズル3での吸着保持を解除したのち上昇させて上記表裏反転装置本体171aの上方から他の位置へ移動させる。次いで、エアシリンダ171kを反転動作のために駆動されると、リンク171h、大歯車171f、小歯車171eを介して、表裏反転装置171の上記表裏反転装置本体171aはテープ支持レール76に軸支された回動軸から中心軸171r回りに180度回動して、上記表裏反転装置本体171aが図23の右側の実線位置から左側の鎖線位置まで180度反転して、上記表裏反転装置本体171aに吸着保持された半導体素子2のアクティブ面が反転装置171の開口171d内に露出したテープ部材42の凹部42aに対向する。このとき、近接センサ171mで上記表裏反転装置本体171aが反転位置に位置したことを検出すると、上記表裏反転装置本体171aの吸引動作を停止させ、上記表裏反転装置本体171aでの吸着保持を解除して、吸着保持されていた半導体素子2がそのアクティブ面が下になるようにテープ部材42の凹部42a内に収納される。この動作により半導体素子2の表裏は反転されてテープ部材42に収納されることになる。
【0105】
また、テーピングユニット70をY方向に移動できるようにして、表裏反転装置171を使用するときには、ピックアップ位置CのX方向の延長線上に表裏反転装置171が位置するようにし、表裏反転装置171を使用しないときには、ピックアップ位置CのX方向の延長線上にテープ部材42の凹部42aが位置するようにしてもよい。
【0106】
また、表裏反転装置171は、図10、図11に示す構造によらず、図12に示す表裏反転装置78のように、間欠回転する円筒部78aの周側に吸着部78bを複数に配設して、これを各テープ部材42上に配設することによっても可能である。吸着ノズル3は円筒部78aの上方に位置した吸着部78bに半導体素子2を移載する。円筒部78aは回転して半導体素子2を吸着した吸着部78bがテープ部材42上に位置したとき、半導体素子2を離脱させてテープ部材42の凹部42a内に収納する。
【0107】
また、移載ヘッド133による半導体素子2の各テープ部材42上への移載は、図13に示すように、第2の部品移載装置の一例としての第2の移載ヘッド90を配設して効率化を図ることができる。即ち、移載ヘッド133は担持体6の上方に配置された中継台91上に半導体素子2を移載し、第2の移載ヘッド90は中継台91上から各テープ部材42上に分別移載する。この構成では移載ヘッド133の移動距離は一定の短い距離であり、第2の移載ヘッド90が各テープ部材42に分別移載するので、移載タクトを向上させることができ、分別数が多くテーピングユニット70の数が多くなるほど、より効率のよい分別移載を行うことができる。
【0108】
上記中継台91及び第2の移載ヘッド90は、図14に示すように、表裏反転装置92が兼ねるように構成することもできる。この構成における表裏反転装置92は、その本体がロッド移動用のモータやエアシリンダなどと回転用のモータやエアシリンダなどを有する駆動装置92aの駆動により各テープ部材42上を横断するロッド93上を往復移動できるように構成され、移載ヘッド133から上記本体が半導体素子2を受け取り吸引装置92bの駆動により上記本体に吸着保持すると、その半導体素子2の品質ランクに対応するテープ部材42上までロッド93上を駆動装置92aの駆動により上記本体が移動し、駆動装置92aの駆動によりロッド93を回転軸として上記本体が反転し、上記本体に吸着保持していた半導体素子2をテープ部材42に収納する。この構成は半導体素子2を反転させてテープ部材42に収納する場合に有効で、分別数が多くテーピングユニット70の数が多くなるほど、より効率のよい分別移載を行うことができる。
【0109】
また、各テーピングユニット70のX方向への移動を可能に構成することにより、移載ヘッド133の移動距離を削減して移載タクトの向上を図ることもできる。即ち、図15に示すように、移載ヘッド133にピックアップされた半導体素子2の品質ランクに対応するテープ部材42が所定位置に位置するようにテーピングユニット70をX方向に移動させ、所定位置に移動した移載ヘッド133から半導体素子2を対応するテープ部材42上に移載する。
【0110】
大型の半導体ウエハ1を取り扱うとき、上記のようにテープ部材42を部品受入れ部7の上方に位置させることが有効であるが、ピックアップ位置Cからテープ部材42に各半導体素子2を移動させるための移動距離を削減することによって更に移載効率を向上させることができる。
【0111】
前述したように、部品受入れ部7は受入れ部回転装置9により回転可能に構成されているので、第1実施形態の図1に示すように、担持体6の部品担持領域にほぼ中心位置、一例としてピックアップ位置Cまわりに分割設定した各単位領域D1、D2、D3、D4を担持体6のほぼ中心位置まわりの回転により、第1実施形態の図1に斜線で示したピックアップ準備位置Eに切替え位置させ、各単位領域D1、D2…をピックアップ準備位置Eに位置させた後、その位置させた単位領域D1、D2…がXY方向に移動するように2方向移動装置10によって部品受入れ部7を移動させる。この回転移動によりピックアップ準備位置Eに移動した単位領域D1、D2…のみに2方向移動を行って、ピックアップ位置Cに順次半導体素子2を移動させると、部品受入れ部7のXY方向の移動距離は小さくなるので、上記テーピングユニット70を部品受入れ部7の上方に配置する構成と相まって、移載に要する所要時間が短縮され、移載タクトの減少による生産効率の向上を図ることができる。
【0112】
また、第3実施形態に係る整列部品の移載装置は、図10、第1実施形態の図2に示すように、ピックアップ位置Cの半導体素子2を撮像して画像認識する認識カメラ36aを含む認識装置36を備え、受入れ部回転装置9による担持体6の回転でピックアップ準備位置Eに位置する単位領域が切り替わった後、認識装置36による位置認識の基準を切り替える基準位置切替え装置37を設けてある。
【0113】
通常、担持体6上の半導体素子2は、同一の機種で同一の向きに整列するように形成され、ピックアップされてテープ部材42に移載されるときの向きや位置を認識するための基準位置を持っている。この位置基準は、例えば、図13に示すような半導体素子2の対角線位置2か所にある2点A、Bである。これは半導体素子2が正方形であるか、長方形であるかの違いにかかわらず、その中心Gまわりの向きと、位置とを特定するために用いられる。
【0114】
いま、説明を簡単にするために、長方形の半導体素子2の場合を図示しており、第1実施形態の図1に示す各単位領域D1〜D4におけるピックアップ準備位置Eにてほぼ同じ位置にくる半導体素子2D1〜2D4について見ると、それらがピックアップ準備位置Eに到達したときの向きと位置基準点A、Bの位置は、第1実施形態の図6(A),(B),(C),(D)に示すように個々に異なっている。この違いは担持体6の回転角度によって特定しており、各単位領域D1〜D4のどれがピックアップ準備位置Eにあるかでその位置での半導体素子2の位置基準点A、Bの基準位置からの回転角度は既知である。
【0115】
これを利用して基準位置切替え装置37は、各単位領域D1〜D4が担持体6のほぼ中心位置を中心とした回転によりピックアップ準備位置Eに切り替え位置された位置切替信号を受けった後、ピックアップ準備位置Eに位置される各単位領域毎の半導体素子2の向き、従ってその位置基準点A、Bの向きが担持体6の回転量に応じて半導体素子2の中心まわりに所定角度ずつずれるのを、認識装置36の位置認識の基準を切り替えて、そのような角度ずれに対応し、半導体素子2の向きや位置の認識ができなかったり、認識精度が低下したりすることを防止できる。
【0116】
また、第3実施形態では、吸着ノズル3をそれがピックアップする半導体素子2の中心まわりに回転させるツール回転装置141(第1実施形態の図5のツール回転装置41と同様なツール回転装置)を備えている。担持体6の回転によりピックアップ準備位置Eに位置する単位領域が切り替わる位置切替信号を受けった後、向き及び位置に関する既知データを基に、吸着ノズル3がピックアップした半導体素子2の向きを吸着ノズル3を上記ツール回転装置141によって制御装置48の制御の下に回転させることにより補正する。従って、ピックアップ準備位置Eに位置された各単位領域D1〜D4ごとの半導体素子2の向きが担持体6の回転量に応じて所定の角度ずつずれても一定の向きに揃えて移動対象位置Fに移載することができ、半導体素子2は一定の向きで移載される。
【0117】
以上示した構成により、移載効率が向上するばかりでなく、移載装置の平面スペースが削減され、クリーンルームに設置される移載装置の設置スペースも削減され、クリーンルームのランニングコストの増加を抑制することができる。
【0118】
また、この構成により、従来実現されなかった半導体素子2のテーピング包装が可能となり、半導体素子2を回路基板に実装するときの半導体素子2の供給形態を多様に選択できるようになる。このテーピング包装によらず、パーツトレイを同様位置に配置すれば、半導体素子2のトレイパックが可能であり、ゲルパックに適用することも同様に可能である。
【0119】
また、図9(A),(B)に示すように、第3実施形態の整列部品の移載装置では、ウエハ収納カセット50の供給は装置の背面側に設定されている。例えば、半導体ウエハ1の直径が300mmであり、これを約10枚担持体6の形態にしてウエハ収納カセット50に収容させたときの総重量は20kg程度にもなり、作業者がこれを運搬して装置にセットすることは容易でない。また、このような補充交換の作業は自動化されることが望ましい。そこで、背面側にウエハ収納カセット50の供給を設定すると、背面側に搬送ロボット等の走行スペースを設けて、ウエハ収納カセット50の交換を自動で行うことが可能になる。作業者は前面側のみを作業動線として作業動線を単純化することができ、装置の動作設定の操作、テーピングユニット70の交換等の作業に特定することができる。
【0120】
【発明の効果】
本発明によれば、上記の説明で明らかなように、担持体の部品担持領域に対するピックアップ位置まわりの分割に見合った省スペース化で、装置の小型化およびコスト低下や、クリーンルームの高額なランニングコストを低減することができ、大型化する半導体ウエハに対応するのに好適である。
【0121】
また、本発明によれば、半導体素子のテーピング包装が可能となり、半導体素子のアクティブ面を上向き、下向きに選択して移載することができる。また、移載のためのスペースが削減され、大型の半導体ウエハを取り扱うのに適用しても装置の小型化がなされ、クリーンルーム内に設置される整列部品の移載装置として設置スペースの抑制によりランニングコストの削減を図ることもできる。
【0122】
詳しくは、本発明の整列部品の取扱方法は、直交する2方向に整列した状態で担持体上に担持された各部品を、担持体の所定の位置での上記2つの部品整列方向の動きにより所定のピックアップ位置に順次移動させて部品取り扱いツールによるピックアップに供するのに、担持体の部品担持領域における担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を、担持体のほぼ中心位置まわりの回転によりピックアップ準備位置に切替え位置させ、各単位領域をピックアップ準備位置に位置させた後、その位置させた単位領域にある各部品を担持体の上記2つの部品整列方向の移動によりピックアップ位置に順次位置させ上記ピックアップに順次供することを特徴としている。
【0123】
このような構成では、担持体で担持される整列部品が整列する直交した2つの方向に移動して各整列部品を部品取り扱いツールによるピックアップに供する移動範囲は、担持体の部品担持領域におけるピックアップ位置まわりに複数に分割設定された1つの単位領域での、上記2つの部品整列方向で見た大きさ範囲であり、部品担持領域全体を移動範囲とする場合よりも小さくなる。例えば、180度での2分割による単位領域の設定では、2つの単位領域が並ぶ方向に沿う1つの部品整列方向での最大移動範囲が半減し、90度での4分割による単位領域の設定では、1つの単位領域が両側の単位領域と隣接する方向に沿う2つの部品整列方向での最大移動範囲が共に半減する。一方、担持体上の分割設定された複数の単位領域は、担持体の部品担持領域における担持体のほぼ中心位置まわりの回転で、上記担持体の移動により各整列部品をピックアップに供するピックアップ準備位置に切り替え位置させて各部品をピックアップに供せるので、各単位領域における全ての部品を上記ピックアップに供するのに担持体は上記移動範囲外に移動する必要がない。従って、担持体の部品担持領域に対する担持体のほぼ中心位置まわりの分割に見合った省スペース化を図ることができ、90度分割などの少ない分割にて必要スペースを大幅に減少でき好適である。しかも、ピックアップ位置が変動しないし、例えば、180度、90度での分割によれば部品の整列方向と担持体の移動方向との関係が変動しないようにできるので、回転による位置切り替えによっても各部品をピックアップに供するための位置決めに容易に対応できるし、特に時間が掛かるようなこともない。
【0124】
なお、部品は突き上げピンによる突き上げを伴いピックアップに供するようにする場合には、まわりの部品の邪魔を受けたり、まわりの部品を位置ずれさせたりせずに、容易かつ確実にピックアップされるようにすることができる。
【0125】
この場合において、直交する2方向に整列した状態で担持体上に担持された各部品を、担持体の所定の位置での上記2つの部品整列方向の動きにより所定のピックアップ位置に順次移動させて、部品の突き上げピンによる突き上げを伴い部品取り扱いツールによるピックアップに供するのに、1つの整列部品の取扱方法、特に、整列部品の供給方法として、担持体の部品担持領域における担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を、担持体のほぼ中心位置まわりの回転によりピックアップ準備位置に切替え位置させ、各単位領域をピックアップ準備位置に位置させた後、その位置させた単位領域にある部品1つずつを、担持体とピックアップ位置および突き上げピンとの上記2つの部品整列方向の相対移動によりピックアップ位置に順次位置させ、上記ピックアップに順次供するようにする場合には、突き上げピンに使用にかかわらず、上記方法の場合と同様な作用を発揮することができ、ピックアップ位置および突き上げピンと担持体との上記2つの部品整列方向の相対移動が、互いが近づき合う方向に行われると、部品のピックアップ位置への移動距離、移動時間が短縮し、生産性が向上する。
【0126】
これに代えて、担持体の部品担持領域における担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域の例えばほぼ中心位置にピックアップ位置および突き上げピンを順次に対応させ、ピックアップ位置および突き上げピンが各単位領域の例えばほぼ中心位置に対応した後、ピックアップ位置および突き上げピンが対応した単位領域にある部品1つずつを、ピックアップ位置および突き上げピンと担持体との上記2つの部品整列方向の相対移動によりピックアップ位置に順次位置させ、上記ピックアップに順次供するようにしても、同様の作用を発揮する上、担持体の回転が不要になる。
【0127】
本発明の整列部品の取扱装置特に整列部品の供給装置は、直交する2方向に整列した半導体素子をはじめとする部品を担持した担持体を受け入れて保持する部品受入れ部と、部品受入れ部を受け入れた担持体のほぼ中心位置まわりに回転させて、担持体の部品担持領域における担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を、上記担持体のほぼ中心位置まわりのピックアップ準備位置に切替え位置させる受入れ部回転装置および、部品受入れ部を上記2つの部品整列方向に移動させて担持体上のピックアップ準備位置に位置した単位領域にある部品1つずつをピックアップ位置に順次移動させ部品取り扱いツールによるピックアップに供する2方向移動装置とを備えたもので足り、受入れ部を回転させる受入れ部回転装置を設けるのに特に余分な平面スペースは不要で、受入れ部に受け入れた担持体上の半導体素子をはじめとする部品の全てを、上記方法の省スペース化を損なわずに、従来同様の条件でのピックアップに供することができ、部品の一例としての半導体ウエハの大型化に省スペース化上有利に対応できる。
【0128】
本発明の整列部品の取扱装置特に整列部品の移載装置は、直交する2方向に整列した半導体素子をはじめとする部品を担持した担持体を受け入れて保持する部品受入れ部と、部品受入れ部を受け入れた担持体のほぼ中心位置まわりに回転させて、担持体の部品担持領域における担持体ほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を、担持体のほぼ中心位置まわりのピックアップ準備位置に切替え位置させる受入れ部回転装置および、部品受入れ部を上記2つの部品整列方向に移動させて担持体上のピックアップ準備位置に位置した単位領域にある部品1つずつをピックアップ位置に順次移動させる2方向移動装置と、ピックアップ位置に部品が移動される都度それを部品取り扱いツールによりピックアップして他に移載する部品移載装置とを備えたことを特徴とするものである。
【0129】
このような構成では、担持体上で整列する半導体素子をはじめとする部品1つ1つを上記のような省スペース化のもとにピックアップ位置に供給し、それを、例えば、従来と同様な部品移載装置の部品取り扱いツールによりピックアップして所定の箇所に移載し以降の取り扱いに供することができる。
【0130】
この場合において、ピックアップ位置の部品を撮像して画像認識する認識装置を備え、受入れ部回転装置による担持体の回転でピックアップ準備位置に位置する単位領域が切り替わる都度、認識装置による位置認識の基準を切り替える基準位置切り替え装置を設けたものとする場合には、担持体上の部品が通常、同一の部品で同一の向きに整列していて、ピックアップ以降の加工、組立、収納、装着といった各種の取り扱いにおける向きや位置を認識するためのそれぞれに共通した位置基準を持っているとき、各単位領域がピックアップ位置を中心とした回転によりピックアップ準備位置に切り替え位置されるのに、ピックアップ準備位置に位置される各単位領域ごとの半導体素子をはじめとする部品の向き、従ってその位置基準の向きが、担持体の回転量に応じて部品の中心まわりに所定の角度ずつずれるが、ピックアップ準備位置に位置する単位領域が切り替わる都度、認識装置の位置認識の基準を切り替えてそのような角度ずれに対応し、向きや位置の認識ができなかったり、認識精度が低下したりするようなことを防止することができる。
【0131】
また、部品取り扱いツールをそれがピックアップする半導体素子をはじめとする部品の中心まわりに回転させるツール回転装置を備え、受入れ部回転装置による担持体の回転でピックアップ準備位置に位置する単位領域が切り替わる都度、部品取り扱いツールがピックアップした部品の向きをツール回転装置による部品取り扱いツールの回転により補正するように制御する制御装置を設けたものとする場合には、上記のようにピックアップ準備位置に位置される各単位領域ごとの半導体素子をはじめとする部品の向きが、担持体の回転量に応じて部品の中心まわりに所定の角度ずつずれても、それを制御装置がツール回転装置を働かせて部品をピックアップした部品取り扱いツールを回転させることにより補正した後移載されるようにすることができ、半導体素子をはじめとする部品が移載以降に一定の向きで取り扱われることに不便や問題をもたらさない。
【0132】
本発明の整列部品の取扱装置特に整列部品の収納装置は、直交する2方向に整列した半導体素子をはじめとする部品を担持した担持体を受け入れて保持する部品受入れ部と、部品受入れ部を受け入れた担持体のほぼ中心位置まわりに回転させて、担持体の部品担持領域における担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を、担持体のほぼ中心位置まわりのピックアップ準備位置に切替え位置させる受入れ部回転装置および、部品受入れ部を上記2つの部品整列方向に移動させて担持体上のピックアップ準備位置に位置した単位領域にある部品1つずつをピックアップ位置に順次移動させる2方向移動装置と、部品を次段取り扱い用の部品収納部材に受け入れて所定の荷姿で取り扱えるようにする部品収納部と、ピックアップ位置に部品が位置される都度それを部品取り扱いツールによりピックアップして部品収納部の部品収納部材に移載する部品移載装置とを備えたことを特徴としている。
【0133】
このような構成では、部品収納部に設ける部品収納部材に上記ピックアップして移載される半導体素子をはじめとする部品を受け入れることにより、部品収納部材のテープやパレットといった種類の選択によって次段の取扱いに合った荷姿に収納し供給することが、上記移載における各特徴の必要なものを活かして達成することができる。
【0134】
この場合において、部品収納部が、複数の部品収納部材を併置でき、部品取り扱いツールがピックアップした部品の認識装置により認識される種類に応じ上記複数の部品収納部材を使い分けて移載し収納するように部品移載装置や部品収納部を動作制御する制御装置を備えたものであると、担持体上の半導体素子をはじめとする部品に品質ランクなどが違う異種部品が混在するようなときに、その種類別に異なった収納部材を使い分けて収納し、それぞれに対応した用途や取扱いに供することが認識装置による認識機能を活かして達成することができ、半導体素子をはじめとする部品の種類の1つが不良品であり、上記制御装置が認識装置の結果により不良と判定した部品を廃棄部に廃棄させるように動作制御すると、不良品の処理が移載サイクルを利用して難なく達成でき、特別な作業工程が不要になる。
【0135】
また、本発明に係る整列部品の取扱装置特に整列部品の移載方法は、複数の部品を直交する2方向に整列した状態で担持した担持体を所定位置に供給し、所定位置における上記担持体の上記2つの部品整列方向への動きにより各部品を所定のピックアップ位置に順次移動させ、ピックアップ位置に移動した部品を部品取り扱いツールによりピックアップし、部品取り扱いツールにより上記担持体の上方に重なるように設定した移載位置にピックアップした部品を移載することを特徴とする。
【0136】
上記移載方法によれば、担持体を部品整列方向に移動させる担持体上に重なる位置に設けた移載位置に部品取り扱いツールによってピックアップされた部品を移載するので、部品取り扱いツールの移動距離を少なくすることができる。担持体の移動範囲は、部品の担持領域が大きくなるほどに大きくなり、同一平面上に移載位置があると、最大で担持体の直径を越える移動距離が必要となるが、担持体が移動する上方に移載位置を設けると、移載距離は短くなり、移載に要する時間を短縮して効率のよい移載動作が実行される。
【0137】
上記移載方法において、担持体の部品担持領域における担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を担持体のほぼ中心位置まわりの回転によりピックアップ準備位置に切替え位置させ、各単位領域をピックアップ準備位置に位置させた都度、その位置させた単位領域にある各部品を担持体の上記2つの部品整列方向への動きにより各部品を所定のピックアップ位置に順次移動させると、担持体の直径が大きな場合にも、より効率よく移載動作を行うことができる。即ち、分割した単位領域を回転により特定領域に移動させ、特定領域に移動した単位領域毎に2つの部品整列方向への動きを行うので、ピックアップ準備位置からの移載により大きな担持体でもピックアップ位置に各部品を移動させる移動距離は小さくなり、担持体の移動する上方に移載位置を設けることと相まって移載距離は短くなり、移載に要する時間を短縮して効率のよい移載動作を行うことができる。
【0138】
また、部品取り扱いツールによりピックアップされた部品の表裏を反転させて移載することによって、移載後の部品の取り扱い状態に適した移載を行うことができる。
【0139】
また、本発明に係る整列部品の取扱装置特に整列部品の移載装置は、複数の部品を直交する2方向に整列した状態に担持した担持体を受け入れて保持する部品受入れ部と、部品受入れ部を上記2つの部品整列方向に移動させて部品1つずつを所定のピックアップ位置に順次移動させる2方向移動装置と、上記部品受入れ部の上方に重なる位置に配置された部品収納部と、上記ピックアップ位置に部品が移動する毎にその部品をピックアップして上記部品収納部に移載する部品移載装置とを備えてなることを特徴とする。
【0140】
この構成によれば、部品受入れ部の上方に重なる位置に部品収納部が配置されているので、部品受入れ部から部品収納部までの部品移載装置の移動距離を小さくすることができる。即ち、部品受入れ部の移動範囲は、担持体の部品の担持領域が大きくなるほどに大きくなり、同一平面上に部品収納部があると、最大で担持体の直径を越える移動距離が必要となるが、部品受入れ部が移動する上方に部品収納部を設けると、部品移載装置の移載距離は短くなり、移載に要する時間を短縮して効率のよい移載動作が実行される。
【0141】
また、本発明に係る整列部品の取扱装置特に整列部品の移載装置は、複数の部品を直交する2方向に整列した状態に担持した担持体を受け入れて保持する部品受入れ部と、部品受入れ部を上記2つの部品整列方向に移動させて部品1つずつを所定のピックアップ位置に順次移動させる2方向移動装置と、上記部品受入れ部の上方に重なる位置に複数列に配置された部品収納部と、上記ピックアップ位置に部品が移動する毎にその部品をピックアップして各部品収納部に移載する部品移載装置とを備えてなることを特徴とする。
【0142】
この構成では、部品収納部が複数列に設けられているので、各部品をその品質ランク等の区分別に、それに対応する部品収納部に分別移載することができる。
【0143】
上記した本発明の構成において、部品受入れ部を担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を担持体のほぼ中心位置まわりのピックアップ準備位置に切替え位置させる受入れ部回転装置を設けることにより、担持体の直径が大きな場合にも、より効率よく移載動作を行うことができる。即ち、分割した単位領域を回転により特定領域に移動させ、特定領域に移動した単位領域毎に2つの部品整列方向への動きを行うので、ピックアップ準備位置からの移載により大きな担持体でもピックアップ位置に各部品を移動させる移動距離は小さくなり、部品受入れ部の上方に部品収納部を設けることと相まって移載距離は短くなり、移載に要する時間を短縮して効率のよい移載動作を行うことができる。
【0144】
また、部品移載装置と部品収納部との間に、部品移載装置から部品を受け取り、部品の表裏を反転させて部品収納部に収納する動作を選択的に行う表裏反転装置を設けることにより、部品収納部に移載する部品の表裏を選択することができ、部品収納部に収納された部品を用いるときの状態に適した向きに収納することができる。
【0145】
また、上記本発明の構成において、部品移載装置から部品を受け取り、複数列に設けられた部品収納部に部品を分別移載する第2の部品移載装置を設けることにより、各部品を複数の部品収納部に分別して移載する移載効率の向上を図ることができる。
【0146】
また、部品移載装置から部品を受け取り、複数列に配設された部品収納部上に移動して各部品収納部に部品の表裏を反転させて分別移載する表裏反転装置を設けることによって、表裏反転を伴う移載動作の効率化を図ることができる。
【0147】
また、複数列に配置された各部品収納部を部品受入れ部上の所定位置に移動させ、部品移載装置により所定位置に移動した部品収納部に部品を移載することにより、部品収納部に分別して移載する移載効率の向上を図ることができる。
【0148】
また、複数の部品収納部への部品の分別は、担持体上に整列する各部品それぞれの区分を識別したデータに基づいて、区分別に配置された複数の部品収納部にそれぞれ対応する区分の部品を移載することによって行うことができる。
【0149】
また、本発明に係る整列部品の取扱装置特に整列部品の移載装置は、ダイシングにより半導体ウエハを分割した複数の半導体素子を直交する2方向に整列した状態に担持した担持体を収容して所定の供給位置に供給する部品供給部と、この部品供給部から引き出された上記担持体を受け入れて保持する部品受入れ部と、部品受入れ部を上記2つの部品整列方向に移動させて半導体素子を1つずつを所定のピックアップ位置に順次移動させる移動装置と、半導体素子をテープの延長方向に配列収容してテーピング包装するテーピング包装部と、上記ピックアップ位置に半導体素子が移動する毎にピックアップして上記テーピング包装部に順次移載する移載装置と、移載装置とテーピング包装部との間に配設され、移載装置から部品を受け取り、部品の表裏を反転させて部品収納部に収納する動作を選択的に行う表裏反転装置とを備えてなることを特徴とする。
【0150】
この構成によれば、部品受入れ部から移載装置によりピックアップされた半導体素子はテーピング包装部に移載されてテーピング包装されるので、半導体素子を回路基板への実装に好適なテーピング包装の形態にして出荷することができる。半導体素子の回路基板への実装は、半導体素子のアクティブ面を上向きにして装着する要求と、アクティブ面を下向きにして装着する要求とがあり、この要求に対応させるために、表裏反転装置を選択的に動作させると部品収納部に収納する半導体素子の表裏方向を自由に設定することができる。
【0151】
上記構成において、テーピング包装部を部品受入れ部の上方に重なる位置に配設すると、移載装置による移動距離を小さくすることができ、大型の半導体ウエハの取り扱いに際しても効率的な移載動作を行うことができる。更に、部品受入れ部を担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を担持体のほぼ中心位置まわりのピックアップ準備位置に切替え位置させる受入れ部回転装置を設けると、大型の半導体ウエハの取り扱いの効率化を促進することができる。
【0152】
また、半導体ウエハ上に整列配置された各半導体素子を品質ランク別に識別したデータに基づいて、品質ランク別に配置された複数のテーピング包装部それぞれに対応する品質ランクの各半導体素子を移載することにより、半導体素子をその品質ランク等の種類別に各テーピング包装部に分別して移載することができる。
【0153】
本発明の上記した各特徴は、可能な限りそれ単独で、あるいは種々な組み合わせで複合して用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態に係る整列部品の供給、移載、収納を行う装置を示す平面図である。
【図2】 図1の装置の一部の正面図である。
【図3】 図1の装置の、部品受入れ部の斜視図である。
【図4】 図1の装置の部品受入れ部における2方向移動装置の斜視図である。
【図5】 図1の収納装置としての装置全体の構成を示す斜視図である。
【図6】 (A),(B),(C),(D)は、それぞれ、図1の装置による担持体の回転による担持半導体素子およびその位置基準点の、位置および向きの変化を示す説明図である。
【図7】 図1の装置の部品収納部で使用されるテープ部材を示す平面図ある。
【図8】 本発明の第2実施形態に係る整列部品の供給、移載、収納を行う装置の一部の正面図である。
【図9】 (A)は、本発明の第3実施形態に係る移載装置の前面側の外観を示す斜視図であり、(B)は図9(A)の移載装置の背面側の外観を示す斜視図である。
【図10】 図9(A)の移載装置の内部構成を示す斜視図である。
【図11】 図9(A)の移載装置で使用するテーピングユニットの構成を示す斜視図である。
【図12】 表裏反転装置の別形態を示す模式図である。
【図13】 複数のテープへの移載動作を行う別態様を示す模式図である。
【図14】 表裏反転装置による複数のテープへの分別移載の構成を示す斜視図である。
【図15】 複数のテープを移動可能にした構成を示す模式図である。
【図16】 本発明の第1実施形態の1つの変形例としてX方向に180度での2分割する場合の単位領域の設定を示す説明図である。
【図17】 本発明の第1実施形態の別の変形例としてY方向に180度での2分割する場合の単位領域の設定を示す説明図である。
【図18】 従来のX方向及びY方向に移動する場合の領域の範囲を示す説明図である。
【図19】 本発明の第1及び第2実施形態の整列部品の取扱装置の制御装置と他の装置などとの関係を示すブロック図である。
【図20】 本発明の第3実施形態の整列部品の取扱装置の制御装置と他の装置などとの関係を示すブロック図である。
【図21】 上記第3実施形態の整列部品取扱装置の表裏反転装置の拡大斜視図である。
【図22】 図21の表裏反転装置の拡大平面図である。
【図23】 図21の表裏反転装置の拡大側面図である。
【符号の説明】
1…半導体ウエハ、2…半導体素子、3…吸着ノズル、4…ダイシングシート、5…支持金具、6…担持体、7…部品受入れ部、8…突き上げピン、9…受入れ部回転装置、10…2方向移動装置、11…押さえ板、12…載置台、13…アクチュエータ、15…機台、16…フレーム、17…アクチュエータ、21…X方向駆動用モータ、22…Xテーブル、23…Y方向駆動用モータ、24…Yテーブル、26…フレーム、27…ベアリング、28…モータ、29…ギヤ機構、29a…駆動ギヤ、29b…ギヤ、30…アクチュエータ、31…部品移載装置、32…部品収納部、33…移載ヘッド、34…Y方向駆動用モータ、35…Yテーブル、36…認識装置、37…基準位置切り替え装置、38…回転台、341…ツール回転装置、42…テープ部材、42a…凹部、48…制御装置、49…廃棄部、50…ウエハ収納カセット、61…基準位置、62…X方向での最大移動位置、63…Y方向での最大移動位置、64…XY合成方向で見た最大移動位置、70…テーピングユニット(テーピング包装部,部品収納部)、90…第2の部品移載装置、131…部品移載装置、141…ツール回転装置、171…表裏反転装置、A,B…位置基準点、C…ピックアップ位置、D…部品担持領域、D1〜D4…単位領域、E…ピックアップ準備位置、F…部品移載対象位置。
Claims (8)
- 直交する2方向(X,Y)に整列した部品(2)を担持した担持体(6)を受け入れて保持する部品受入れ部(7)と、
上記部品受入れ部を受け入れた上記担持体のほぼ中心位置まわりに回転させて、上記担持体の部品担持領域(D)における上記担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域(D1,D2)を、上記担持体のほぼ中心位置まわりのピックアップ準備位置(E)に切替え位置させる受入れ部回転装置(9)と、
上記部品受入れ部を上記2つの部品整列方向に移動させて上記担持体上の上記ピックアップ準備位置に位置した単位領域にある上記部品をピックアップ位置(C)に順次移動させて部品取り扱いツール(3)によるピックアップに供する2方向移動装置(10)と、
上記部品を次段取り扱い用の部品収納部材(42)に受け入れた状態の荷姿で取り扱えるようにする部品収納部(32)と、
上記ピックアップ位置に上記部品が位置された後それを上記部品取り扱いツールによりピックアップして上記部品収納部の上記部品収納部材に移載する部品移載装置(31)と、
上記ピックアップ位置の上記部品を撮像して画像認識する認識装置(36)と、
上記受入れ部回転装置による上記担持体の回転で上記ピックアップ準備位置に位置する単位領域が切り替わった後、上記認識装置による位置認識の基準を切り替える基準位置切り替え装置(37)と、
を備える整列部品の取扱装置。 - 上記部品取り扱いツールをそれがピックアップする上記部品の中心まわりに回転させるツール回転装置(41)と、
上記受入れ部回転装置による上記担持体の回転で上記ピックアップ準備位置に位置する単位領域が切り替わった後、上記部品取り扱いツールがピックアップした上記部品の向きを上記ツール回転装置による上記部品取り扱いツールの回転により補正するように上記ツール回転装置を制御する制御装置(48)とを備える請求項1に記載の整列部品の取扱装置。 - 上記部品収納部は、複数の部品収納部材を併置でき、上記部品取り扱いツールがピックアップした上記部品の上記認識装置により認識される種類に応じ上記複数の部品収納部材を使い分けて移載し収納するように上記部品収納部及び上記部品取り扱いツールを動作制御する制御装置(48)を備える請求項1又は2に記載の整列部品の取扱装置。
- 上記部品の種類は、各部品の電気的特性又は周波数特性により分けられる品質ランクである請求項3に記載の整列部品の取扱装置。
- 上記部品の種類の1つが不良品であり、上記制御装置は上記認識装置により不良と認識された部品は廃棄部(49)に廃棄させるように上記部品取り扱いツールを動作制御する請求項4に記載の整列部品の取扱装置。
- 上記部品収納部材は、テープ部材(42)である請求項1〜5のいずれか1つに記載の整列部品の取扱装置。
- 上記単位領域は90度で4分割する請求項1〜6のいずれか1つに記載の整列部品の取扱装置。
- 上記単位領域は180度で2分割する請求項1〜6のいずれか1つに記載の整列部品の取扱装置。
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