JP4544707B2 - ワークの搬送治具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はワークの搬送治具に関し、より詳細には半導体装置等を製造する際に半導体チップあるいは基板等の個片に形成したワークを加工ステージ間で搬送するためのワークの搬送治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造にあたっては、たとえば短冊状に形成した回路基板を個片に切断し、個片状態で加工ステージ間で搬送して所定の加工を施すといったことが行われる。図１９は、これらのワークの搬送に使用される搬送治具１０の従来例を示す。この搬送治具は回路基板（ワーク）をダイシングして個片に分離するステージ、個片に分離したワークを洗浄するステージ、ワークをピックアップするステージに順次搬送するためのものである。なお、各加工ステージでは搬送治具１０をステージにのせ、搬送治具１０を介してワークを支持することによって所定の加工を施す。
【０００３】
図示した搬送治具はワーク個片を長手方向に２列に配置して支持するものであり、支持板１２の左右中央部に回路基板（ワーク）を支持する吸着部１４が設けられている。吸着部１４にはワークをエア吸引するための吸引孔が設けられ、吸引孔からエア吸引することによりワークが搬送治具に吸着して支持される。１６は搬送治具１０を加工ステージ間で搬送するハンドリングユニットからエア吸引するためのエア流路である。このエア流路１６は吸着部１４の長手方向に延びる４本のエア流路１８に連通して設けられ、搬送操作の際にハンドリングユニットからエア吸引することによりエア流路１６を介してワークが吸着支持される。
２０はダイシングの際にダイシング刃が通過するダイシング溝である。ダイシング溝２０によって縦横に区切られた一区画が個片に切断される部位である。
【０００４】
図２０(a)、(b)、(c)にワークをエア吸着する吸着部１４の構成を拡大して示す。図２０(b)は図２０(a)でのＤ−Ｄ線断面図、図２０(c)は図２０(a)でのＥ−Ｅ線断面図である。図２０(a)で２２は搬送治具１０によってワークを搬送する際にワークをエア吸着するための吸引孔であり、２４は各加工ステージでワークを弱くエア吸引するための吸引孔、２６は切断加工ステージと洗浄ステージでワークを強く吸引して支持するための吸着孔である。吸着孔２６の孔径が吸引孔２２，２４にくらべて大きくしてあるのは、切断加工ステージと洗浄ステージではワークをしっかりとエア吸着して支持する必要があるからである。２８はワークを吸着する表面をざぐり加工して凹部状に形成した部位である。吸着孔２６はこのざぐり加工した凹部の内底面で開口する。
【０００５】
搬送治具１０を移動させる場合は、搬送治具１０の支持板１２の左右側面にハンドリングユニットを装着し、ハンドリングユニットによって支持板１２を挟んで支持した状態で搬送治具１０を移動させる。ハンドリングユニットにはエア流路１６に連結するエア管を設けておき、ハンドリングユニットによって搬送治具１０を挟圧した際にエア流路１６とエア機構が連通するように形成されている。
これにより、搬送治具１０を移動する際にはハンドリングユニットを介してエア吸引しながらワークを搬送治具１０に支持して移動させることができる。
【０００６】
図２１は、搬送治具１０を搬送して所定の加工を施す加工ステージの例としてワーク個片をピックアップしてトレイに収納するピックアップステージ３０を示す。このピックアップステージ３０では、搬送治具１０をステージ上まで搬送してセットした後、ハンドリングユニットを搬送治具１０から外し、ピックアップステージ３０からエア吸引してワークを支持する。図２１で３２は、ワークをエア吸引する吸引孔２４ａに連通して設けたエア流路、３４は治具用吸引溝、３６は治具用吸引口、３８は排水溝である。治具用吸引溝３４は搬送治具１０をステージに吸着して固定するためのもの、排水溝３８は洗浄時に搬送治具１０に付着した水を排出するためのものである。
このピックアップステージ３０では、エア流路３２から吸引孔２４ａ及び吸引孔２４を介してエア吸引することにより搬送治具１０に支持されているワーク個片が弱くエア吸引されて支持され、ピックアップ装置によりワーク個片をピックアップして順次トレイに移載することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、回路基板等のワークをエア吸着して所定の加工ステージに搬送して加工を行う場合、従来の搬送治具１０では、ワーク個片の各々についてエア吸着するための吸引孔２２、２４と吸着孔２６を設けている。径寸法の異なる吸引孔２２、２４と吸着孔２６を設けているのは、搬送治具１０を共通に使用して異なる加工ステージでの操作に対応できるようにするためである。
【０００８】
しかしながら、半導体装置の製造に使用する回路基板等では製品がきわめて小型化しているから、これらの製品サイズに合わせて搬送治具の吸着部に吸引孔等の微細な加工を施すことが困難になってきた。製品サイズが小さくなると吸引孔と吸着孔を形成する領域が制限され、各々の個片の吸着部に吸引孔と吸着孔とを形成することはスペース的にも技術的にも難しくなるからである。また、搬送治具１０に設けるエア流路１８は長手方向に４本設けなければならないが、長手方向に孔あけ加工する際に一方向からのみ加工することが困難であり、前後二方向からの突き合わせ加工になるが、この加工も難しいという問題があった。
【０００９】
また、従来の搬送治具では、たとえばピックアップステージで搬送治具からワーク個片をピックアップする場合、ワーク個片に対してはワーク個片が位置ずれしないようにピックアップステージから常時エア吸引した状態でピックアップ操作する。このため、エア吸引孔の孔径を小さくして弱くエア吸着するようにしているが、このようにしても、ワーク個片をピックアップできずにピックアップミスが生じることがあった。
本発明はこれらの問題点を解消すべくなされたものであり、その目的とするところは、ワークを加工ステージに確実に搬送することができ、半導体装置が小型化した場合であってもワークを確実にエア吸着できるとともに、ピックアップ操作等の操作が確実に行えるワークの搬送治具を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、複数個のワーク個片を所定の配列でエア吸着して支持可能に形成された搬送治具を、加工ステージ間での搬送機構及びエア吸引機構を備えたハンドリングユニットにより支持し、ハンドリングユニットからエア吸引してワーク個片を搬送治具にエア吸着しつつ所定の加工ステージに搬送し、加工ステージでは該加工ステージに設けたエア吸引機構によりエア吸引してワーク個片を搬送治具にエア吸着することにより所定の加工を施す装置に使用するワークの搬送治具において、前記ワーク個片を支持する本体に、ワーク個片の配置位置に対応して各々単一の吸着孔を開口し、前記本体内に、前記吸着孔と前記ハンドリングユニットのエア機構及び前記加工ステージのエア機構とを連通させるエア流路を設けるとともに、前記ハンドリングユニットが装着された際には該ハンドリングユニット側のエア機構に連通し、前記ハンドリングユニットが外されて前記加工ステージにセットされた際には加工ステージ側のエア機構に連通させる切換弁が前記本体内に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記エア流路に、ピックアップステージにおける各回のピックアップ操作の際にピックアップする複数個のワーク個片について、前記吸着孔を相互に連通させた前記エア流路の一部を構成する個別の吸引流路が形成されていることを特徴とする。
また、前記吸着孔が格子状に配置され、各列内のすべての吸着孔を相互に連通させた吸引流路が形成されていることを特徴とする。
また、前記吸着孔が前記本体の幅方向の中央部に配置され、前記吸引流路を含むエア流路が前記本体の幅方向の両側縁に向けて列ごとに交互に左右に振り分けて配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、前記本体内に、前記吸着孔に連通する個別の吸引流路を相互に連通し、前記ハンドリングユニットを前記本体に装着した際に該ハンドリングユニットのエア機構に連通する連通流路を設けるとともに、前記吸着孔に連通する個別の吸引流路の各々に、前記加工ステージに本体をセットした際に加工ステージに設けたエア吸引機構に連通する通気孔を設け、前記切換弁を、前記ハンドリングユニットを本体に装着した際に該ハンドリングユニットと前記連通流路とを連通させて前記吸引流路と前記通気孔とを遮断し、前記ハンドリングユニットを本体から外した際に前記加工ステージに設けたエア吸引機構と前記通気孔とを連通させて前記吸引流路と前記通気孔とを遮断可能に前記本体内に装着したことを特徴とする。
また、前記隣接して配置された個別の吸引流路の各中間位置に、前記連通流路を横切るシリンダ孔を形成し、該シリンダ孔内に、切換弁として、前記ハンドリングユニットが装着される前記本体の側縁に向けて突出する向きに付勢され、かつ軸線方向の中途部にくびれ部が設けられて、常時は前記くびれ部を介して前記通気孔と前記吸引流路とを連通するとともに前記連通流路を相互に遮断し、前記ハンドリングユニットを前記本体に装着した際には、該ハンドリングユニットのチャック機構に設けたピストン押圧ピンによりシリンダ孔の内方に押入され、前記くびれ部を介して前記連通流路が相互に連通し、前記通気孔と前記吸引流路とが遮断されるピストンが装着されていることを特徴とする。
また、前記本体が、ワーク個片を吸着する吸着孔が設けられたワーク支持プレートと、該ワーク支持プレートの下面に配置され前記エア流路が形成されたエア流路プレートと、該エア流路プレート及び前記ワーク支持プレートを重ねて脱着自在に支持する搬送プレートとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るワークの搬送治具の実施形態について、添付図面とともに詳細に説明する。
図１は搬送治具１０を平面方向から見た構成を示す。同図でＣ−Ｃ線の上半部は搬送治具１０の上面図、Ｃ−Ｃ線の下半部は搬送治具１０の内部構成を示し、破線により搬送治具１０に形成したエア流路を示す。搬送治具１０は搬送プレート４０と、搬送プレート４０の下面側に装着してエア流路を形成するためのエア流路プレート４２と、搬送プレート４０の上面に設置したワーク支持プレート４４によりプレート状の本体を構成し、エアを制御する部材としてピストン４６及びガイドピン４８を備える。
【００１４】
ワーク５０は、ワーク支持プレート４４の表面でエア吸着によって支持される。図示例のワーク５０は短冊状の板状に形成された製品であり、幅方向に８個のワーク個片に分離されるものである。搬送治具１０にワーク５０をセットするため、本実施形態では搬送プレート４０の中央部を横断するようにワーク支持プレート４４を配置し、ワーク支持プレート４４の中央部にワーク支持プレート４４の長手方向と長手方向と同方向としてワーク５０を配置するように構成している。
【００１５】
ワーク支持プレート４４の材料および寸法はとくに限定されるものではないが、本実施形態では導電性のゴムシートを用いてワーク支持プレート４４を形成した。ワーク５０の吸着部に導電性素材を使用することによって帯電を防止し半導体チップ等の静電破壊されやすい製品を保護することができ、柔軟性を有するゴム材を使用することによりワーク５０を傷めずにワーク５０を確実に吸着でき、ダイシング時に切断刃が硬質材によって形成した搬送プレート４０に接触して摩耗することを防ぐことができる。
【００１６】
ワーク支持プレート４４には、各々のワーク個片の位置に対応して一つずつ吸着孔５２ａを形成し、ワーク支持プレート４４を支持する搬送プレート４０には、各々の吸着孔５２ａと同位置に吸引孔５２ｂを形成する。図では、Ｃ−Ｃ線の上半部にワーク支持プレート４４に吸着孔５２ａを形成した状態、Ｃ−Ｃ線の下半部に搬送プレート４０に吸引孔５２ｂを形成した状態を示す。
【００１７】
ワーク５０あるいはワーク個片は、搬送プレート４０に形成した吸引孔５２ｂ及びワーク支持プレート４４に形成された吸着孔５２ａを介して搬送治具１０にエア吸着される。このエアによる吸着操作は搬送治具１０の内部に形成したエア流路を介してなされる。
図１で搬送プレート４０に設けた吸引孔５２ｂはワーク５０の幅方向の１列ごと１本の吸引流路５４によって連通され、各々の吸引流路５４はワーク支持プレート４４の左右に交互に振り分けるようにして引き出される。このように、１列おきに交互に引き出すことによって、ワーク５０が小さな個片に分離され、個片が高密度に配置される場合であっても吸引流路５４を引き出すスペースを確保することができる。
【００１８】
図２及び図３は吸着孔５２ａ、吸引孔５２ｂ、吸引流路５４等の構成を拡大して示す平面図及び断面図である。図３に示すように、ワーク支持プレート４４は搬送プレート４０の上面に形成した段差部に支持され、ワーク支持プレート４４と搬送プレート４０に設けた吸着孔５２ａと吸引孔５２ｂとは上下に連通している。吸引流路５４は、実際には搬送プレート４０の下面に取り付けたエア流路プレート４２に溝状に形成したものである。すなわち、溝状に形成した各々の吸引流路５４によって１列ごと吸引孔５２ｂが連通している。
エア流路プレート４２の両側縁部側に各々引き出された吸引流路５４の端部は、搬送プレート４０に形成された連絡流路５６に連通する。５６ａは吸引流路５４の端部で吸引流路５４と連絡流路５６とを連絡する連絡孔である。
【００１９】
図１、２に示すように、吸引流路５４は各々別個に１本ごと連絡流路５６に接続する。吸引流路５４が中途で屈曲した形態に形成されるのに対し、連絡流路５６は互いに平行に相互に一定間隔離間して、ワーク５０及びワーク支持プレート４４の長手方向に直交する向きに配置されている。前述したピストン４６及びガイドピン４８は隣接する連絡流路５６の中間に配置され、連絡流路５６に対するエア流を制御してワーク５０あるいはワーク個片のエア吸着操作を制御する。なお、吸引流路５４と連絡流路５６とを別個に設けずに一連の吸引流路として形成することも可能である。
【００２０】
図４にピストン４６とガイドピン４８を拡大して示す。ピストン４６には中間にくびれ部４６ｃを挟んで軸線方向に２つの径大部４６ａ、４６ｂが形成され、搬送プレート４０の外縁に向いて配置される端部に径大部４６ａ、４６ｂよりも細径の突部４７が形成されている。ガイドピン４８はピストン４６とは別部材に形成され、ピストン４６が当接する一端部にヘッド部４８ａが形成され、他端部がヘッド部４８ａよりも細径のピン部４８ｂに形成されている。なお、本実施形態のように、ピストン４６とガイドピン４８とを別部材とした方がエアシール性が良好になるが、ピストン４６とガイドピン４８とを一体形成してもよい。
【００２１】
図２に示すように、ピストン４６及びガイドピン４８は、隣接する連絡流路５６の中間に連絡流路５６と平行に形成されたシリンダ孔６０に摺動自在に挿入される。６２はヘッド部４８ａに一端を当接させガイドピン４８に外挿してシリンダ孔６０内に装着したスプリングである。スプリング６２はガイドピン４８を常時外向きに突出させる向きに付勢し、ガイドピン４８を介してピストン４６を外向きに付勢する。
６４は搬送プレート４０の外側面に固定した側面板である。側面板６４にはピストン４６の突部４７が挿入される挿入孔６４ａが形成され、ピストン４６の径大部４６ａの端面が当接して、スプリング６２により外向きに付勢されるピストン４６の突出位置を規制している。
【００２２】
スプリング６２の作用により、ピストン４６及びガイドピン４８が外向きに押されている状態は、搬送治具１０を加工ステージ間で搬送するハンドリングユニットが搬送治具１０から外され、搬送治具１０が加工ステージにセットされて、加工ステージからのエア吸引によりワーク５０あるいはワーク個片がエア吸着される状態である。
一方、ピストン４６及びガイドピン４８がスプリング６２の付勢力に抗して押入される状態は、搬送治具１０にハンドリングユニットが装着された状態で、ハンドリングユニットを経由して、搬送治具１０上のワーク５０あるいはワーク個片がエア吸着される状態である。
【００２３】
このように、ピストン４６及びガイドピン４８は軸線方向に押入された位置と外方に突出した位置との間で移動することによりエア吸引を制御する。すなわち、ピストン４６はシリンダ孔６０内で移動することによってエアの吸引流路を制御する切換弁として作用する。
以下では、まず、搬送治具１０をハンドリングユニットにより支持してエア吸引する方法を説明する。
図５〜７は、搬送治具１０がハンドリングユニットに支持されている状態で、ハンドリングユニットを経由してワーク５０あるいはワーク個片をエア吸着する状態である。ハンドリングユニットは、各加工ステージに搬送治具１０を移動させるためのＸ−Ｙ移動機構、搬送治具１０をチャックするためのチャック機構、チャック機構に取り付けたエア吸引用挿入管７０、ピストン押圧ピン７２等を備えている。本実施形態のチャック機構は、搬送プレート４０の両側面にチャック板を装着し、搬送プレート４０を両側から挟圧するようにして搬送治具１０を支持する。
【００２４】
図８に、ハンドリングユニットのチャック機構の一部であるチャック板７４にエア吸引用挿入管７０とピストン押圧ピン７２が取り付けられた状態を示す。エア吸引用挿入管７０は、搬送プレート４０の両側面の中央で開口する挿入孔５８にエアシールして挿入可能な径寸法及び長さ寸法に形成されている。エア吸引用挿入管７０はハンドリングユニットのエア機構に連通し、搬送プレート４０の挿入孔５８に挿入した状態で、エア吸引用挿入管７０の管内はエア吸引流路となる。ピストン押圧ピン７２はチャック板を装着した際に、搬送プレート４０のシリンダ孔６０に挿入されているピストン４６の突部４７を押圧して、ピストン４６を両側から内側に押入する。このため、ピストン押圧ピン７２は側面板６４に設けた挿入孔６４ａの各々の位置にあわせて櫛状に配置されている。
【００２５】
図５に示すピストン押圧ピン７２によってピストン４６を内方に押入した状態は、エア吸引用挿入管７０から、連絡流路５６及び吸引流路５４を介してワーク５０あるいはワーク個片をエア吸引可能とする状態である。本実施形態では隣接する連絡流路５６を横断するように連通流路５９を設け、連通流路５９及び連絡流路５６、吸引流路５４を介してワーク５０及びワーク個片をエア吸引可能とした。連通流路５９は、図１に示すように搬送プレート４０の両側に１本ずつ搬送プレート４０を横断するように配置する。５９ａは連通流路５９を封止する栓である。
【００２６】
ピストン４６はピストン押圧ピン７２によって内方へ押入した状態でくびれ部４６ｃがちょうど連通流路５９に一致する位置に移動するよう、ピストン４６の形状及び連通流路５９の配置、ピストン４６の押入位置を設定する。シリンダ孔６０については、連通流路５９と連通する位置が開口し、ピストン４６のくびれ部４６ｃがこの開口部と重複する位置に移動した際に、くびれ部４６ｃの外周面とシリンダ孔６０の内面との間に空隙が形成され、この空隙部分を介して連通流路５９が連続する。
【００２７】
図５、６、７の斜線部分は、吸引流路５４及び連絡流路５６及び連通流路５９がエア流路として連通した状態を示す。これらの連通したエア流路により、ワーク５０あるいはワーク個片は、ハンドリングユニットからのエア吸引により、吸引孔５２ｂ、吸着孔５２ａを介してワーク支持プレート４４にエア吸着されて支持される。
図６は、連通流路５９と連絡流路５６とが交差（重複）して連通することを示す。図７は、ピストン押圧ピン７２によってピストン４６が押入されることにより、連通流路５９とくびれ部４６ｃとが重複し、くびれ部４６ｃを介してエア流路が連通されることを示す。７６はシリンダ孔６０に連通して搬送プレート４０の下面で開口する排気孔である。ピストン４６を押入操作したりする際にこの排気孔７６からエアを排気する。
【００２８】
次に、ハンドリングユニットが搬送プレート４０から外され、搬送治具１０が加工ステージにセットされている状態でのエア流路の構成について説明する。
図９で、７８はピストン４６がスプリング６２の付勢力により突出位置に移動した状態で加工ステージ側と接続する通気孔８０と連通させるための連通孔である。７８ａは連通孔７８を封止する栓である。
図１０に示すように、通気孔８０はシリンダ孔６０の下面に連通し、搬送プレート４０の下面で開口するように設けられる。加工ステージには通気孔８０に接続する吸引口が通気孔８０と同一位置に設けられる。
【００２９】
図１１は、シリンダ孔６０と連通孔７８及び通気孔８０の配置位置関係を示す断面図である。Ｃ−Ｃ線の右半部はシリンダ孔６０と連通孔７８、通気孔８０の位置関係、Ｃ−Ｃ線の左半部は連通流路５９の部位での位置関係を示す。
図のように、連絡流路５６は連通孔７８と重複位置にあって連通し、連通孔７８と通気孔８０とはシリンダ孔６０を介して連通する。すなわち、ピストン４６のくびれ部４６ｃが連通孔７８及び通気孔８０と連通する位置に移動することにより、くびれ部４６ｃの外周面とシリンダ孔６０の内面との間に形成される空隙部を介して連通孔７８と通気孔８０とが連通する。
【００３０】
図１２は、搬送治具が加工ステージ上に位置し、ハンドリングユニットから解放されてスプリング６２の付勢力によりガイドピン４８を介してピストン４６が側面板６４に当接する位置まで移動した状態である。ピストン４６が戻り位置まで移動したことにより、ピストン４６の径大部４６ｂがシリンダ孔６０の側面の開口部を閉止し、連通流路５９を遮断する。
上述したように、くびれ部４６ｃは連通孔７８と通気孔８０と重複して連通する位置まで移動し、これによって通気孔８０及び連通孔７８が連通し、連絡流路５６、吸引流路５４が連通して吸引孔５２ｂを介してワーク５０あるいはワーク個片がエア吸着される。
【００３１】
図９、１０、１２で斜線部分がエア流路が連通する部分を示す。図９は、連絡流路５６及び吸引流路５４が連通してエア吸引なされること、図１０は、ピストン４６が通気孔８０と重複する位置に移動し、くびれ部４６ｃを介して通気孔８０とエア流路が連通することを示す。
このように、搬送プレート４０の下面で開口する通気孔８０を介してエア流路を連通させることにより、加工ステージ側からエア吸引することにより、ハンドリングユニットから加工ステージ側でのエアの吸引に切り替えてワーク５０あるいはワーク個片をエア吸着して支持することができる。
【００３２】
図１３は、加工ステージの例として、ピックアップステージの構成例を示す。
同図で８２が加工ステージに設けた吸引口である。この吸引口８２を搬送治具１０の通気孔８０と同一位置に設けておくことにより、加工ステージからエア吸引することによって、搬送治具１０に支持されたワーク５０あるいはワーク個片をエア吸着して支持することができる。吸引口８２は各々別個の開閉バルブを介して加工ステージ側のエア機構に連通する。開閉バルブは個別に開閉制御可能であり、これによって通気孔８０を介してワーク個片の吸着制御を行うことができる。
３４は搬送治具１０を加工ステージにエア吸着して支持するための治具用吸引溝であり、治具用吸引溝３４に連通して治具用吸引口３６が設けられ、エア機構に連絡して搬送治具１０を支持する。３８は製品の切断時に使用する冷却水及び洗浄工程での洗浄水、搬送治具１０に付着した水滴を排出するための排水溝である。
【００３３】
本実施形態の搬送治具１０を用いる例として、上述した短冊状のワークを個片に切断し、洗浄して、収納トレイに収納するまでの工程について使用する方法を説明する。なお、図１で、Ｄ部分はハンドリングユニットを装着していない状態でのピストン４６等の配置、Ｅ部分はハンドリングユニットを外した状態でのピストン４６等の配置を示す。
まず、搬送治具１０を所定のステージにセットし、搬送治具１０にハンドリングユニットを装着し、ワーク５０をワーク支持プレート４４の所定位置にセットする。ハンドリングユニット側からエア吸引すると、図５に示すように、連通流路５９、連絡流路５６、吸引流路５４を介してワーク支持プレート４４にセットされているワーク５０がエア吸着されて支持される。
【００３４】
この状態でダイシングによる加工ステージに搬送治具１０を搬送する。加工ステージに搬送治具１０を位置合わせしてセットしたら、加工ステージ側からエア吸引開始し、ハンドリングユニットは作業の妨げにならない退避位置に移動させる。ハンドリングユニットが搬送治具１０から外されると、図１０に示すエア流路、すなわち通気孔８０から連絡流路５６及び吸引流路５４を介するエア流路に切り換わり、ワーク５０がワーク支持プレート４４にエア吸着されて支持される。この流路の切り換えは、ハンドリングユニットを外すことによりピストン４６がスプリング６２の弾性力によって移動することによる。すなわち、ピストン４６が切換弁として作用して流路の切り換えを行っている。
【００３５】
ダイシング等の加工では、ワーク５０をしっかりとワーク支持プレート４４に支持する必要がある。本実施形態の搬送治具１０は個片に分離されるワーク個片の配置位置に１個ずつ吸着孔５２ａを開口させることによって確実にワーク個片をエア吸着できるようにした。吸着孔５２ａはワーク個片が配置される領域内に適宜径寸法および適宜配置で形成できるから、十分な吸着力が得られるように適宜設計することは容易である。ダイシング加工の際にはすべての吸着孔５２ａから常時エア吸引してワークが確実にエア吸着されて支持されるようにする。
【００３６】
切断工程が完了した後は、再度、搬送治具１０にハンドリングユニットを取り付け、加工ステージのエア吸引操作からハンドリングユニットによるエア吸引操作に切り換え、ハンドリングユニットによる搬送操作時にワーク個片が位置ずれしないように支持する。
次の洗浄工程においても、上述した切断工程と同様に、洗浄用のステージに搬送治具を位置合わせしてセットし、ハンドリングユニットを搬送治具１０から外し、洗浄用ステージからエア吸引してワーク個片をワーク支持プレート４４に支持する。この状態で洗浄し、洗浄終了後は、再度、搬送治具１０にハンドリングユニットを取り付け、搬送側に受け渡しする。
【００３７】
洗浄後のワーク個片をピックアップする工程においても、ハンドリングユニットによって搬送治具１０を支持してピックアップステージにセットし、ハンドリングユニットを外してピックアップステージ側からエア吸引してワーク個片を支持する方法は同様である。
ただし、このピックアップ工程では、すべてのワーク個片について常時エア吸引することなく、個々の吸引口８２からのエア吸引を制御することによってピックアップ対象列のワーク個片に連通するエア流路についてはエア吸引を停止するように制御する。個々の吸引口８２には個別にエアの吸引を制御する開閉バルブが取り付けてあるから、この開閉バルブを制御することによって、個別にピックアップ対象列のエア吸引操作を制御することができる。吸引口８２からのエア吸引を制御する制御部はワーク個片をピックアップするチャック機構に連動してエアの吸引を制御する。
【００３８】
本実施形態では、ワーク個片の配置位置に対応して、各列ごとに独立の吸引流路５４を形成している。したがって、ピックアップの対象となっている列ごとにエア流路による吸引操作を制御することが可能である。
ピックアップ装置では、１列ごと、あるいは複数列ごとワーク個片をチャックするように制御し、ピックアップの対象となっている列についてはエア吸引を切ることによって、確実にチャックすることが可能となる。
【００３９】
図１４〜１８は本発明に係るワークの搬送治具の他の実施形態を示す。上記実施形態のワークの搬送治具１０では搬送プレート４０の下面にエア流路プレート４２を固定して吸引流路５４を形成していたのに対し、本実施形態のワークの搬送治具１０では、図１５に示すように、搬送プレート４０の上にエア流路プレート４２を支持し、エア流路プレート４２にワーク支持プレート４４を支持したことを特徴とする。
図１６、１７に示すように、ワーク支持プレート４４にはワーク個片の配置位置に合わせて吸着孔５２ａが形成され、エア流路プレート４２には吸着孔５２ａに１列ごと連通する吸引流路５４が形成される。
【００４０】
図１４に示すように、搬送プレート４０の両側部には吸引流路５４に連通する連絡流路５６が形成され、搬送プレート４０の幅方向の中央部にエア流路プレート４２とワーク支持プレート４４とを重ねて収納可能に形成した凹部内に、エア流路プレート４２とワーク支持プレート４４とをボルト８４により固定することによって吸引流路５４と連絡流路５６とが連通して接続される。５６ａが吸引流路５４と連絡流路５６とを連絡する連絡孔である。
図１８に示すように、隣接する連絡流路５６を連通流路５９によって連通させ、隣接する連絡流路５６の中間にシリンダ孔６０を設け、シリンダ孔６０にピストン４６を装着しピストン４６の軸線方向への移動を制御して連通流路５９と連絡流路５６との連通あるいは遮断を制御するように構成することは上述した実施形態と同様である。
【００４１】
そして、本実施形態の搬送治具１０の場合も搬送治具１０にハンドリングユニットを装着した場合は、ハンドリングユニット側からエア吸引してワーク支持プレート４４にワークあるいはワーク個片を支持することができ、加工ステージに搬送治具１０をセットしてハンドリングユニットを解放した際には、加工ステージ側から搬送治具１０を介してワークあるいはワーク個片をワーク支持プレート４４にエア吸着して支持することができる。
【００４２】
本実施形態のワークの搬送治具で特徴的な構成は、搬送プレート４０の上にエア流路プレート４２とワーク支持プレート４４を脱着可能に支持する構成とした点にある。このように、エア流路プレート４２とワーク支持プレート４４とを脱着可能に形成したことにより、搬送プレート４０を共通にしてエア流路プレート４２とワーク支持プレート４４とを交換するだけで異品種に対応することが可能になる。異品種を取り扱う場合に搬送治具１０全体を別個に製作する方法にくらべて製造コスト、製作作業の点ではるかに容易になる。
【００４３】
以上説明したように、本発明に係るワークの搬送治具を使用することは、ワーク個片の寸法がますます小さくなる傾向にあることから、各々のワーク個片の配置位置に合わせて吸着孔を形成するといった加工が容易になり、さらにワーク個片が小さくなった場合でも搬送治具の製作が可能であること、ピックアップ操作が問題なくできることから吸着支持を優先して十分な大きさの吸着孔を形成することができてワーク個片を確実に支持することができて信頼性及び作業効率を向上させることが可能になる。なお、上述した実施形態のワーク５０はワーク個片が１列で８個配置されるものであるが、本発明に係る搬送治具はワーク個片の１列内の配置数、列数、サイズ等に限定されるものではなく、種々のタイプの製品に応用して利用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に係るワークの搬送治具によれば、上述したように、ハンドリングユニットを介して搬送治具を搬送する際にワークあるいはワーク個片を確実にエア吸着して支持することができ、また、加工ステージにおいてもワークあるいはワーク個片を確実にエア吸着して所定の加工を施すことができる。また、孔径の異なる吸着孔を形成するといった必要がなく、搬送治具の製作が容易になるとともに、より小さなワーク個片を取り扱うことが可能になる。また、ピックアップの対象列ごとにエアの吸引を制御することによってワーク個片のピックアップ操作を確実に行うことができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワークの搬送治具の一実施形態の構成を示す説明図である。
【図２】エア流路及びピストン等の平面配置を示す説明図である。
【図３】搬送治具内におけるエア流路の配置を示す断面図である。
【図４】ピストン及びガイドピンの正面図である。
【図５】ハンドリングユニットを装着した状態においてエア流路が連通されて構成される様子を示す説明図である。
【図６】エア流路が連通されて形成された状態の断面図である。
【図７】エア流路が連通されて形成された状態をピストンの配置との関係で示す説明図である。
【図８】ハンドリングユニットのチャック機構の要部を示す平面図である。
【図９】エア流路が連通されて形成された状態の断面図である。
【図１０】エア流路が連通されて形成された状態をピストンの配置との関係で示す説明図である。
【図１１】シリンダ孔及び連通孔、通気孔の配置を示す説明図である。
【図１２】加工ステージにセットした状態でエア流路が連通されて構成された様子を示す説明図である。
【図１３】ピックアップステージの構成を示す平面図である。
【図１４】搬送治具の他の実施形態の構成を示す説明図である。
【図１５】搬送プレートにエア流路プレートとワーク支持プレートが支持された状態を示す断面図である。
【図１６】エア流路プレートとワーク支持プレートの構成を示す平面図である。
【図１７】エア流路プレートとワーク支持プレートの断面図である。
【図１８】搬送プレートにおけるピストン等の配置を示す断面図である。
【図１９】搬送治具の従来の構成を示す平面図である。
【図２０】従来の搬送治具における吸引孔等の配置を示す説明図である。
【図２１】従来の搬送治具を用いる場合のピックアップステージの構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 搬送治具
２０ ダイシング溝
３０ ピックアップステージ
３４ 治具用吸引溝
３６ 治具用吸引口
３８ 排水溝
４０ 搬送プレート
４２ エア流路プレート
４４ ワーク支持プレート
４６ ピストン
４６ａ、４６ｂ 径大部
４６ｃ くびれ部
４８ ガイドピン
５０ ワーク
５２ａ 吸着孔
５２ｂ 吸引孔
５４ 吸引流路
５６ 連絡流路
５８ 挿入孔
５９ 連通流路
６０ シリンダ孔
６２ スプリング
６４ 側面板
６４ａ 挿入孔
７０ エア吸引用挿入管
７２ ピストン押圧ピン
７４ チャック板
７６ 排気孔
７８ 連通孔
８０ 通気孔
８２ 吸引口
【発明の属する技術分野】
本発明はワークの搬送治具に関し、より詳細には半導体装置等を製造する際に半導体チップあるいは基板等の個片に形成したワークを加工ステージ間で搬送するためのワークの搬送治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造にあたっては、たとえば短冊状に形成した回路基板を個片に切断し、個片状態で加工ステージ間で搬送して所定の加工を施すといったことが行われる。図１９は、これらのワークの搬送に使用される搬送治具１０の従来例を示す。この搬送治具は回路基板（ワーク）をダイシングして個片に分離するステージ、個片に分離したワークを洗浄するステージ、ワークをピックアップするステージに順次搬送するためのものである。なお、各加工ステージでは搬送治具１０をステージにのせ、搬送治具１０を介してワークを支持することによって所定の加工を施す。
【０００３】
図示した搬送治具はワーク個片を長手方向に２列に配置して支持するものであり、支持板１２の左右中央部に回路基板（ワーク）を支持する吸着部１４が設けられている。吸着部１４にはワークをエア吸引するための吸引孔が設けられ、吸引孔からエア吸引することによりワークが搬送治具に吸着して支持される。１６は搬送治具１０を加工ステージ間で搬送するハンドリングユニットからエア吸引するためのエア流路である。このエア流路１６は吸着部１４の長手方向に延びる４本のエア流路１８に連通して設けられ、搬送操作の際にハンドリングユニットからエア吸引することによりエア流路１６を介してワークが吸着支持される。
２０はダイシングの際にダイシング刃が通過するダイシング溝である。ダイシング溝２０によって縦横に区切られた一区画が個片に切断される部位である。
【０００４】
図２０(a)、(b)、(c)にワークをエア吸着する吸着部１４の構成を拡大して示す。図２０(b)は図２０(a)でのＤ−Ｄ線断面図、図２０(c)は図２０(a)でのＥ−Ｅ線断面図である。図２０(a)で２２は搬送治具１０によってワークを搬送する際にワークをエア吸着するための吸引孔であり、２４は各加工ステージでワークを弱くエア吸引するための吸引孔、２６は切断加工ステージと洗浄ステージでワークを強く吸引して支持するための吸着孔である。吸着孔２６の孔径が吸引孔２２，２４にくらべて大きくしてあるのは、切断加工ステージと洗浄ステージではワークをしっかりとエア吸着して支持する必要があるからである。２８はワークを吸着する表面をざぐり加工して凹部状に形成した部位である。吸着孔２６はこのざぐり加工した凹部の内底面で開口する。
【０００５】
搬送治具１０を移動させる場合は、搬送治具１０の支持板１２の左右側面にハンドリングユニットを装着し、ハンドリングユニットによって支持板１２を挟んで支持した状態で搬送治具１０を移動させる。ハンドリングユニットにはエア流路１６に連結するエア管を設けておき、ハンドリングユニットによって搬送治具１０を挟圧した際にエア流路１６とエア機構が連通するように形成されている。
これにより、搬送治具１０を移動する際にはハンドリングユニットを介してエア吸引しながらワークを搬送治具１０に支持して移動させることができる。
【０００６】
図２１は、搬送治具１０を搬送して所定の加工を施す加工ステージの例としてワーク個片をピックアップしてトレイに収納するピックアップステージ３０を示す。このピックアップステージ３０では、搬送治具１０をステージ上まで搬送してセットした後、ハンドリングユニットを搬送治具１０から外し、ピックアップステージ３０からエア吸引してワークを支持する。図２１で３２は、ワークをエア吸引する吸引孔２４ａに連通して設けたエア流路、３４は治具用吸引溝、３６は治具用吸引口、３８は排水溝である。治具用吸引溝３４は搬送治具１０をステージに吸着して固定するためのもの、排水溝３８は洗浄時に搬送治具１０に付着した水を排出するためのものである。
このピックアップステージ３０では、エア流路３２から吸引孔２４ａ及び吸引孔２４を介してエア吸引することにより搬送治具１０に支持されているワーク個片が弱くエア吸引されて支持され、ピックアップ装置によりワーク個片をピックアップして順次トレイに移載することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、回路基板等のワークをエア吸着して所定の加工ステージに搬送して加工を行う場合、従来の搬送治具１０では、ワーク個片の各々についてエア吸着するための吸引孔２２、２４と吸着孔２６を設けている。径寸法の異なる吸引孔２２、２４と吸着孔２６を設けているのは、搬送治具１０を共通に使用して異なる加工ステージでの操作に対応できるようにするためである。
【０００８】
しかしながら、半導体装置の製造に使用する回路基板等では製品がきわめて小型化しているから、これらの製品サイズに合わせて搬送治具の吸着部に吸引孔等の微細な加工を施すことが困難になってきた。製品サイズが小さくなると吸引孔と吸着孔を形成する領域が制限され、各々の個片の吸着部に吸引孔と吸着孔とを形成することはスペース的にも技術的にも難しくなるからである。また、搬送治具１０に設けるエア流路１８は長手方向に４本設けなければならないが、長手方向に孔あけ加工する際に一方向からのみ加工することが困難であり、前後二方向からの突き合わせ加工になるが、この加工も難しいという問題があった。
【０００９】
また、従来の搬送治具では、たとえばピックアップステージで搬送治具からワーク個片をピックアップする場合、ワーク個片に対してはワーク個片が位置ずれしないようにピックアップステージから常時エア吸引した状態でピックアップ操作する。このため、エア吸引孔の孔径を小さくして弱くエア吸着するようにしているが、このようにしても、ワーク個片をピックアップできずにピックアップミスが生じることがあった。
本発明はこれらの問題点を解消すべくなされたものであり、その目的とするところは、ワークを加工ステージに確実に搬送することができ、半導体装置が小型化した場合であってもワークを確実にエア吸着できるとともに、ピックアップ操作等の操作が確実に行えるワークの搬送治具を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、複数個のワーク個片を所定の配列でエア吸着して支持可能に形成された搬送治具を、加工ステージ間での搬送機構及びエア吸引機構を備えたハンドリングユニットにより支持し、ハンドリングユニットからエア吸引してワーク個片を搬送治具にエア吸着しつつ所定の加工ステージに搬送し、加工ステージでは該加工ステージに設けたエア吸引機構によりエア吸引してワーク個片を搬送治具にエア吸着することにより所定の加工を施す装置に使用するワークの搬送治具において、前記ワーク個片を支持する本体に、ワーク個片の配置位置に対応して各々単一の吸着孔を開口し、前記本体内に、前記吸着孔と前記ハンドリングユニットのエア機構及び前記加工ステージのエア機構とを連通させるエア流路を設けるとともに、前記ハンドリングユニットが装着された際には該ハンドリングユニット側のエア機構に連通し、前記ハンドリングユニットが外されて前記加工ステージにセットされた際には加工ステージ側のエア機構に連通させる切換弁が前記本体内に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記エア流路に、ピックアップステージにおける各回のピックアップ操作の際にピックアップする複数個のワーク個片について、前記吸着孔を相互に連通させた前記エア流路の一部を構成する個別の吸引流路が形成されていることを特徴とする。
また、前記吸着孔が格子状に配置され、各列内のすべての吸着孔を相互に連通させた吸引流路が形成されていることを特徴とする。
また、前記吸着孔が前記本体の幅方向の中央部に配置され、前記吸引流路を含むエア流路が前記本体の幅方向の両側縁に向けて列ごとに交互に左右に振り分けて配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、前記本体内に、前記吸着孔に連通する個別の吸引流路を相互に連通し、前記ハンドリングユニットを前記本体に装着した際に該ハンドリングユニットのエア機構に連通する連通流路を設けるとともに、前記吸着孔に連通する個別の吸引流路の各々に、前記加工ステージに本体をセットした際に加工ステージに設けたエア吸引機構に連通する通気孔を設け、前記切換弁を、前記ハンドリングユニットを本体に装着した際に該ハンドリングユニットと前記連通流路とを連通させて前記吸引流路と前記通気孔とを遮断し、前記ハンドリングユニットを本体から外した際に前記加工ステージに設けたエア吸引機構と前記通気孔とを連通させて前記吸引流路と前記通気孔とを遮断可能に前記本体内に装着したことを特徴とする。
また、前記隣接して配置された個別の吸引流路の各中間位置に、前記連通流路を横切るシリンダ孔を形成し、該シリンダ孔内に、切換弁として、前記ハンドリングユニットが装着される前記本体の側縁に向けて突出する向きに付勢され、かつ軸線方向の中途部にくびれ部が設けられて、常時は前記くびれ部を介して前記通気孔と前記吸引流路とを連通するとともに前記連通流路を相互に遮断し、前記ハンドリングユニットを前記本体に装着した際には、該ハンドリングユニットのチャック機構に設けたピストン押圧ピンによりシリンダ孔の内方に押入され、前記くびれ部を介して前記連通流路が相互に連通し、前記通気孔と前記吸引流路とが遮断されるピストンが装着されていることを特徴とする。
また、前記本体が、ワーク個片を吸着する吸着孔が設けられたワーク支持プレートと、該ワーク支持プレートの下面に配置され前記エア流路が形成されたエア流路プレートと、該エア流路プレート及び前記ワーク支持プレートを重ねて脱着自在に支持する搬送プレートとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るワークの搬送治具の実施形態について、添付図面とともに詳細に説明する。
図１は搬送治具１０を平面方向から見た構成を示す。同図でＣ−Ｃ線の上半部は搬送治具１０の上面図、Ｃ−Ｃ線の下半部は搬送治具１０の内部構成を示し、破線により搬送治具１０に形成したエア流路を示す。搬送治具１０は搬送プレート４０と、搬送プレート４０の下面側に装着してエア流路を形成するためのエア流路プレート４２と、搬送プレート４０の上面に設置したワーク支持プレート４４によりプレート状の本体を構成し、エアを制御する部材としてピストン４６及びガイドピン４８を備える。
【００１４】
ワーク５０は、ワーク支持プレート４４の表面でエア吸着によって支持される。図示例のワーク５０は短冊状の板状に形成された製品であり、幅方向に８個のワーク個片に分離されるものである。搬送治具１０にワーク５０をセットするため、本実施形態では搬送プレート４０の中央部を横断するようにワーク支持プレート４４を配置し、ワーク支持プレート４４の中央部にワーク支持プレート４４の長手方向と長手方向と同方向としてワーク５０を配置するように構成している。
【００１５】
ワーク支持プレート４４の材料および寸法はとくに限定されるものではないが、本実施形態では導電性のゴムシートを用いてワーク支持プレート４４を形成した。ワーク５０の吸着部に導電性素材を使用することによって帯電を防止し半導体チップ等の静電破壊されやすい製品を保護することができ、柔軟性を有するゴム材を使用することによりワーク５０を傷めずにワーク５０を確実に吸着でき、ダイシング時に切断刃が硬質材によって形成した搬送プレート４０に接触して摩耗することを防ぐことができる。
【００１６】
ワーク支持プレート４４には、各々のワーク個片の位置に対応して一つずつ吸着孔５２ａを形成し、ワーク支持プレート４４を支持する搬送プレート４０には、各々の吸着孔５２ａと同位置に吸引孔５２ｂを形成する。図では、Ｃ−Ｃ線の上半部にワーク支持プレート４４に吸着孔５２ａを形成した状態、Ｃ−Ｃ線の下半部に搬送プレート４０に吸引孔５２ｂを形成した状態を示す。
【００１７】
ワーク５０あるいはワーク個片は、搬送プレート４０に形成した吸引孔５２ｂ及びワーク支持プレート４４に形成された吸着孔５２ａを介して搬送治具１０にエア吸着される。このエアによる吸着操作は搬送治具１０の内部に形成したエア流路を介してなされる。
図１で搬送プレート４０に設けた吸引孔５２ｂはワーク５０の幅方向の１列ごと１本の吸引流路５４によって連通され、各々の吸引流路５４はワーク支持プレート４４の左右に交互に振り分けるようにして引き出される。このように、１列おきに交互に引き出すことによって、ワーク５０が小さな個片に分離され、個片が高密度に配置される場合であっても吸引流路５４を引き出すスペースを確保することができる。
【００１８】
図２及び図３は吸着孔５２ａ、吸引孔５２ｂ、吸引流路５４等の構成を拡大して示す平面図及び断面図である。図３に示すように、ワーク支持プレート４４は搬送プレート４０の上面に形成した段差部に支持され、ワーク支持プレート４４と搬送プレート４０に設けた吸着孔５２ａと吸引孔５２ｂとは上下に連通している。吸引流路５４は、実際には搬送プレート４０の下面に取り付けたエア流路プレート４２に溝状に形成したものである。すなわち、溝状に形成した各々の吸引流路５４によって１列ごと吸引孔５２ｂが連通している。
エア流路プレート４２の両側縁部側に各々引き出された吸引流路５４の端部は、搬送プレート４０に形成された連絡流路５６に連通する。５６ａは吸引流路５４の端部で吸引流路５４と連絡流路５６とを連絡する連絡孔である。
【００１９】
図１、２に示すように、吸引流路５４は各々別個に１本ごと連絡流路５６に接続する。吸引流路５４が中途で屈曲した形態に形成されるのに対し、連絡流路５６は互いに平行に相互に一定間隔離間して、ワーク５０及びワーク支持プレート４４の長手方向に直交する向きに配置されている。前述したピストン４６及びガイドピン４８は隣接する連絡流路５６の中間に配置され、連絡流路５６に対するエア流を制御してワーク５０あるいはワーク個片のエア吸着操作を制御する。なお、吸引流路５４と連絡流路５６とを別個に設けずに一連の吸引流路として形成することも可能である。
【００２０】
図４にピストン４６とガイドピン４８を拡大して示す。ピストン４６には中間にくびれ部４６ｃを挟んで軸線方向に２つの径大部４６ａ、４６ｂが形成され、搬送プレート４０の外縁に向いて配置される端部に径大部４６ａ、４６ｂよりも細径の突部４７が形成されている。ガイドピン４８はピストン４６とは別部材に形成され、ピストン４６が当接する一端部にヘッド部４８ａが形成され、他端部がヘッド部４８ａよりも細径のピン部４８ｂに形成されている。なお、本実施形態のように、ピストン４６とガイドピン４８とを別部材とした方がエアシール性が良好になるが、ピストン４６とガイドピン４８とを一体形成してもよい。
【００２１】
図２に示すように、ピストン４６及びガイドピン４８は、隣接する連絡流路５６の中間に連絡流路５６と平行に形成されたシリンダ孔６０に摺動自在に挿入される。６２はヘッド部４８ａに一端を当接させガイドピン４８に外挿してシリンダ孔６０内に装着したスプリングである。スプリング６２はガイドピン４８を常時外向きに突出させる向きに付勢し、ガイドピン４８を介してピストン４６を外向きに付勢する。
６４は搬送プレート４０の外側面に固定した側面板である。側面板６４にはピストン４６の突部４７が挿入される挿入孔６４ａが形成され、ピストン４６の径大部４６ａの端面が当接して、スプリング６２により外向きに付勢されるピストン４６の突出位置を規制している。
【００２２】
スプリング６２の作用により、ピストン４６及びガイドピン４８が外向きに押されている状態は、搬送治具１０を加工ステージ間で搬送するハンドリングユニットが搬送治具１０から外され、搬送治具１０が加工ステージにセットされて、加工ステージからのエア吸引によりワーク５０あるいはワーク個片がエア吸着される状態である。
一方、ピストン４６及びガイドピン４８がスプリング６２の付勢力に抗して押入される状態は、搬送治具１０にハンドリングユニットが装着された状態で、ハンドリングユニットを経由して、搬送治具１０上のワーク５０あるいはワーク個片がエア吸着される状態である。
【００２３】
このように、ピストン４６及びガイドピン４８は軸線方向に押入された位置と外方に突出した位置との間で移動することによりエア吸引を制御する。すなわち、ピストン４６はシリンダ孔６０内で移動することによってエアの吸引流路を制御する切換弁として作用する。
以下では、まず、搬送治具１０をハンドリングユニットにより支持してエア吸引する方法を説明する。
図５〜７は、搬送治具１０がハンドリングユニットに支持されている状態で、ハンドリングユニットを経由してワーク５０あるいはワーク個片をエア吸着する状態である。ハンドリングユニットは、各加工ステージに搬送治具１０を移動させるためのＸ−Ｙ移動機構、搬送治具１０をチャックするためのチャック機構、チャック機構に取り付けたエア吸引用挿入管７０、ピストン押圧ピン７２等を備えている。本実施形態のチャック機構は、搬送プレート４０の両側面にチャック板を装着し、搬送プレート４０を両側から挟圧するようにして搬送治具１０を支持する。
【００２４】
図８に、ハンドリングユニットのチャック機構の一部であるチャック板７４にエア吸引用挿入管７０とピストン押圧ピン７２が取り付けられた状態を示す。エア吸引用挿入管７０は、搬送プレート４０の両側面の中央で開口する挿入孔５８にエアシールして挿入可能な径寸法及び長さ寸法に形成されている。エア吸引用挿入管７０はハンドリングユニットのエア機構に連通し、搬送プレート４０の挿入孔５８に挿入した状態で、エア吸引用挿入管７０の管内はエア吸引流路となる。ピストン押圧ピン７２はチャック板を装着した際に、搬送プレート４０のシリンダ孔６０に挿入されているピストン４６の突部４７を押圧して、ピストン４６を両側から内側に押入する。このため、ピストン押圧ピン７２は側面板６４に設けた挿入孔６４ａの各々の位置にあわせて櫛状に配置されている。
【００２５】
図５に示すピストン押圧ピン７２によってピストン４６を内方に押入した状態は、エア吸引用挿入管７０から、連絡流路５６及び吸引流路５４を介してワーク５０あるいはワーク個片をエア吸引可能とする状態である。本実施形態では隣接する連絡流路５６を横断するように連通流路５９を設け、連通流路５９及び連絡流路５６、吸引流路５４を介してワーク５０及びワーク個片をエア吸引可能とした。連通流路５９は、図１に示すように搬送プレート４０の両側に１本ずつ搬送プレート４０を横断するように配置する。５９ａは連通流路５９を封止する栓である。
【００２６】
ピストン４６はピストン押圧ピン７２によって内方へ押入した状態でくびれ部４６ｃがちょうど連通流路５９に一致する位置に移動するよう、ピストン４６の形状及び連通流路５９の配置、ピストン４６の押入位置を設定する。シリンダ孔６０については、連通流路５９と連通する位置が開口し、ピストン４６のくびれ部４６ｃがこの開口部と重複する位置に移動した際に、くびれ部４６ｃの外周面とシリンダ孔６０の内面との間に空隙が形成され、この空隙部分を介して連通流路５９が連続する。
【００２７】
図５、６、７の斜線部分は、吸引流路５４及び連絡流路５６及び連通流路５９がエア流路として連通した状態を示す。これらの連通したエア流路により、ワーク５０あるいはワーク個片は、ハンドリングユニットからのエア吸引により、吸引孔５２ｂ、吸着孔５２ａを介してワーク支持プレート４４にエア吸着されて支持される。
図６は、連通流路５９と連絡流路５６とが交差（重複）して連通することを示す。図７は、ピストン押圧ピン７２によってピストン４６が押入されることにより、連通流路５９とくびれ部４６ｃとが重複し、くびれ部４６ｃを介してエア流路が連通されることを示す。７６はシリンダ孔６０に連通して搬送プレート４０の下面で開口する排気孔である。ピストン４６を押入操作したりする際にこの排気孔７６からエアを排気する。
【００２８】
次に、ハンドリングユニットが搬送プレート４０から外され、搬送治具１０が加工ステージにセットされている状態でのエア流路の構成について説明する。
図９で、７８はピストン４６がスプリング６２の付勢力により突出位置に移動した状態で加工ステージ側と接続する通気孔８０と連通させるための連通孔である。７８ａは連通孔７８を封止する栓である。
図１０に示すように、通気孔８０はシリンダ孔６０の下面に連通し、搬送プレート４０の下面で開口するように設けられる。加工ステージには通気孔８０に接続する吸引口が通気孔８０と同一位置に設けられる。
【００２９】
図１１は、シリンダ孔６０と連通孔７８及び通気孔８０の配置位置関係を示す断面図である。Ｃ−Ｃ線の右半部はシリンダ孔６０と連通孔７８、通気孔８０の位置関係、Ｃ−Ｃ線の左半部は連通流路５９の部位での位置関係を示す。
図のように、連絡流路５６は連通孔７８と重複位置にあって連通し、連通孔７８と通気孔８０とはシリンダ孔６０を介して連通する。すなわち、ピストン４６のくびれ部４６ｃが連通孔７８及び通気孔８０と連通する位置に移動することにより、くびれ部４６ｃの外周面とシリンダ孔６０の内面との間に形成される空隙部を介して連通孔７８と通気孔８０とが連通する。
【００３０】
図１２は、搬送治具が加工ステージ上に位置し、ハンドリングユニットから解放されてスプリング６２の付勢力によりガイドピン４８を介してピストン４６が側面板６４に当接する位置まで移動した状態である。ピストン４６が戻り位置まで移動したことにより、ピストン４６の径大部４６ｂがシリンダ孔６０の側面の開口部を閉止し、連通流路５９を遮断する。
上述したように、くびれ部４６ｃは連通孔７８と通気孔８０と重複して連通する位置まで移動し、これによって通気孔８０及び連通孔７８が連通し、連絡流路５６、吸引流路５４が連通して吸引孔５２ｂを介してワーク５０あるいはワーク個片がエア吸着される。
【００３１】
図９、１０、１２で斜線部分がエア流路が連通する部分を示す。図９は、連絡流路５６及び吸引流路５４が連通してエア吸引なされること、図１０は、ピストン４６が通気孔８０と重複する位置に移動し、くびれ部４６ｃを介して通気孔８０とエア流路が連通することを示す。
このように、搬送プレート４０の下面で開口する通気孔８０を介してエア流路を連通させることにより、加工ステージ側からエア吸引することにより、ハンドリングユニットから加工ステージ側でのエアの吸引に切り替えてワーク５０あるいはワーク個片をエア吸着して支持することができる。
【００３２】
図１３は、加工ステージの例として、ピックアップステージの構成例を示す。
同図で８２が加工ステージに設けた吸引口である。この吸引口８２を搬送治具１０の通気孔８０と同一位置に設けておくことにより、加工ステージからエア吸引することによって、搬送治具１０に支持されたワーク５０あるいはワーク個片をエア吸着して支持することができる。吸引口８２は各々別個の開閉バルブを介して加工ステージ側のエア機構に連通する。開閉バルブは個別に開閉制御可能であり、これによって通気孔８０を介してワーク個片の吸着制御を行うことができる。
３４は搬送治具１０を加工ステージにエア吸着して支持するための治具用吸引溝であり、治具用吸引溝３４に連通して治具用吸引口３６が設けられ、エア機構に連絡して搬送治具１０を支持する。３８は製品の切断時に使用する冷却水及び洗浄工程での洗浄水、搬送治具１０に付着した水滴を排出するための排水溝である。
【００３３】
本実施形態の搬送治具１０を用いる例として、上述した短冊状のワークを個片に切断し、洗浄して、収納トレイに収納するまでの工程について使用する方法を説明する。なお、図１で、Ｄ部分はハンドリングユニットを装着していない状態でのピストン４６等の配置、Ｅ部分はハンドリングユニットを外した状態でのピストン４６等の配置を示す。
まず、搬送治具１０を所定のステージにセットし、搬送治具１０にハンドリングユニットを装着し、ワーク５０をワーク支持プレート４４の所定位置にセットする。ハンドリングユニット側からエア吸引すると、図５に示すように、連通流路５９、連絡流路５６、吸引流路５４を介してワーク支持プレート４４にセットされているワーク５０がエア吸着されて支持される。
【００３４】
この状態でダイシングによる加工ステージに搬送治具１０を搬送する。加工ステージに搬送治具１０を位置合わせしてセットしたら、加工ステージ側からエア吸引開始し、ハンドリングユニットは作業の妨げにならない退避位置に移動させる。ハンドリングユニットが搬送治具１０から外されると、図１０に示すエア流路、すなわち通気孔８０から連絡流路５６及び吸引流路５４を介するエア流路に切り換わり、ワーク５０がワーク支持プレート４４にエア吸着されて支持される。この流路の切り換えは、ハンドリングユニットを外すことによりピストン４６がスプリング６２の弾性力によって移動することによる。すなわち、ピストン４６が切換弁として作用して流路の切り換えを行っている。
【００３５】
ダイシング等の加工では、ワーク５０をしっかりとワーク支持プレート４４に支持する必要がある。本実施形態の搬送治具１０は個片に分離されるワーク個片の配置位置に１個ずつ吸着孔５２ａを開口させることによって確実にワーク個片をエア吸着できるようにした。吸着孔５２ａはワーク個片が配置される領域内に適宜径寸法および適宜配置で形成できるから、十分な吸着力が得られるように適宜設計することは容易である。ダイシング加工の際にはすべての吸着孔５２ａから常時エア吸引してワークが確実にエア吸着されて支持されるようにする。
【００３６】
切断工程が完了した後は、再度、搬送治具１０にハンドリングユニットを取り付け、加工ステージのエア吸引操作からハンドリングユニットによるエア吸引操作に切り換え、ハンドリングユニットによる搬送操作時にワーク個片が位置ずれしないように支持する。
次の洗浄工程においても、上述した切断工程と同様に、洗浄用のステージに搬送治具を位置合わせしてセットし、ハンドリングユニットを搬送治具１０から外し、洗浄用ステージからエア吸引してワーク個片をワーク支持プレート４４に支持する。この状態で洗浄し、洗浄終了後は、再度、搬送治具１０にハンドリングユニットを取り付け、搬送側に受け渡しする。
【００３７】
洗浄後のワーク個片をピックアップする工程においても、ハンドリングユニットによって搬送治具１０を支持してピックアップステージにセットし、ハンドリングユニットを外してピックアップステージ側からエア吸引してワーク個片を支持する方法は同様である。
ただし、このピックアップ工程では、すべてのワーク個片について常時エア吸引することなく、個々の吸引口８２からのエア吸引を制御することによってピックアップ対象列のワーク個片に連通するエア流路についてはエア吸引を停止するように制御する。個々の吸引口８２には個別にエアの吸引を制御する開閉バルブが取り付けてあるから、この開閉バルブを制御することによって、個別にピックアップ対象列のエア吸引操作を制御することができる。吸引口８２からのエア吸引を制御する制御部はワーク個片をピックアップするチャック機構に連動してエアの吸引を制御する。
【００３８】
本実施形態では、ワーク個片の配置位置に対応して、各列ごとに独立の吸引流路５４を形成している。したがって、ピックアップの対象となっている列ごとにエア流路による吸引操作を制御することが可能である。
ピックアップ装置では、１列ごと、あるいは複数列ごとワーク個片をチャックするように制御し、ピックアップの対象となっている列についてはエア吸引を切ることによって、確実にチャックすることが可能となる。
【００３９】
図１４〜１８は本発明に係るワークの搬送治具の他の実施形態を示す。上記実施形態のワークの搬送治具１０では搬送プレート４０の下面にエア流路プレート４２を固定して吸引流路５４を形成していたのに対し、本実施形態のワークの搬送治具１０では、図１５に示すように、搬送プレート４０の上にエア流路プレート４２を支持し、エア流路プレート４２にワーク支持プレート４４を支持したことを特徴とする。
図１６、１７に示すように、ワーク支持プレート４４にはワーク個片の配置位置に合わせて吸着孔５２ａが形成され、エア流路プレート４２には吸着孔５２ａに１列ごと連通する吸引流路５４が形成される。
【００４０】
図１４に示すように、搬送プレート４０の両側部には吸引流路５４に連通する連絡流路５６が形成され、搬送プレート４０の幅方向の中央部にエア流路プレート４２とワーク支持プレート４４とを重ねて収納可能に形成した凹部内に、エア流路プレート４２とワーク支持プレート４４とをボルト８４により固定することによって吸引流路５４と連絡流路５６とが連通して接続される。５６ａが吸引流路５４と連絡流路５６とを連絡する連絡孔である。
図１８に示すように、隣接する連絡流路５６を連通流路５９によって連通させ、隣接する連絡流路５６の中間にシリンダ孔６０を設け、シリンダ孔６０にピストン４６を装着しピストン４６の軸線方向への移動を制御して連通流路５９と連絡流路５６との連通あるいは遮断を制御するように構成することは上述した実施形態と同様である。
【００４１】
そして、本実施形態の搬送治具１０の場合も搬送治具１０にハンドリングユニットを装着した場合は、ハンドリングユニット側からエア吸引してワーク支持プレート４４にワークあるいはワーク個片を支持することができ、加工ステージに搬送治具１０をセットしてハンドリングユニットを解放した際には、加工ステージ側から搬送治具１０を介してワークあるいはワーク個片をワーク支持プレート４４にエア吸着して支持することができる。
【００４２】
本実施形態のワークの搬送治具で特徴的な構成は、搬送プレート４０の上にエア流路プレート４２とワーク支持プレート４４を脱着可能に支持する構成とした点にある。このように、エア流路プレート４２とワーク支持プレート４４とを脱着可能に形成したことにより、搬送プレート４０を共通にしてエア流路プレート４２とワーク支持プレート４４とを交換するだけで異品種に対応することが可能になる。異品種を取り扱う場合に搬送治具１０全体を別個に製作する方法にくらべて製造コスト、製作作業の点ではるかに容易になる。
【００４３】
以上説明したように、本発明に係るワークの搬送治具を使用することは、ワーク個片の寸法がますます小さくなる傾向にあることから、各々のワーク個片の配置位置に合わせて吸着孔を形成するといった加工が容易になり、さらにワーク個片が小さくなった場合でも搬送治具の製作が可能であること、ピックアップ操作が問題なくできることから吸着支持を優先して十分な大きさの吸着孔を形成することができてワーク個片を確実に支持することができて信頼性及び作業効率を向上させることが可能になる。なお、上述した実施形態のワーク５０はワーク個片が１列で８個配置されるものであるが、本発明に係る搬送治具はワーク個片の１列内の配置数、列数、サイズ等に限定されるものではなく、種々のタイプの製品に応用して利用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に係るワークの搬送治具によれば、上述したように、ハンドリングユニットを介して搬送治具を搬送する際にワークあるいはワーク個片を確実にエア吸着して支持することができ、また、加工ステージにおいてもワークあるいはワーク個片を確実にエア吸着して所定の加工を施すことができる。また、孔径の異なる吸着孔を形成するといった必要がなく、搬送治具の製作が容易になるとともに、より小さなワーク個片を取り扱うことが可能になる。また、ピックアップの対象列ごとにエアの吸引を制御することによってワーク個片のピックアップ操作を確実に行うことができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワークの搬送治具の一実施形態の構成を示す説明図である。
【図２】エア流路及びピストン等の平面配置を示す説明図である。
【図３】搬送治具内におけるエア流路の配置を示す断面図である。
【図４】ピストン及びガイドピンの正面図である。
【図５】ハンドリングユニットを装着した状態においてエア流路が連通されて構成される様子を示す説明図である。
【図６】エア流路が連通されて形成された状態の断面図である。
【図７】エア流路が連通されて形成された状態をピストンの配置との関係で示す説明図である。
【図８】ハンドリングユニットのチャック機構の要部を示す平面図である。
【図９】エア流路が連通されて形成された状態の断面図である。
【図１０】エア流路が連通されて形成された状態をピストンの配置との関係で示す説明図である。
【図１１】シリンダ孔及び連通孔、通気孔の配置を示す説明図である。
【図１２】加工ステージにセットした状態でエア流路が連通されて構成された様子を示す説明図である。
【図１３】ピックアップステージの構成を示す平面図である。
【図１４】搬送治具の他の実施形態の構成を示す説明図である。
【図１５】搬送プレートにエア流路プレートとワーク支持プレートが支持された状態を示す断面図である。
【図１６】エア流路プレートとワーク支持プレートの構成を示す平面図である。
【図１７】エア流路プレートとワーク支持プレートの断面図である。
【図１８】搬送プレートにおけるピストン等の配置を示す断面図である。
【図１９】搬送治具の従来の構成を示す平面図である。
【図２０】従来の搬送治具における吸引孔等の配置を示す説明図である。
【図２１】従来の搬送治具を用いる場合のピックアップステージの構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 搬送治具
２０ ダイシング溝
３０ ピックアップステージ
３４ 治具用吸引溝
３６ 治具用吸引口
３８ 排水溝
４０ 搬送プレート
４２ エア流路プレート
４４ ワーク支持プレート
４６ ピストン
４６ａ、４６ｂ 径大部
４６ｃ くびれ部
４８ ガイドピン
５０ ワーク
５２ａ 吸着孔
５２ｂ 吸引孔
５４ 吸引流路
５６ 連絡流路
５８ 挿入孔
５９ 連通流路
６０ シリンダ孔
６２ スプリング
６４ 側面板
６４ａ 挿入孔
７０ エア吸引用挿入管
７２ ピストン押圧ピン
７４ チャック板
７６ 排気孔
７８ 連通孔
８０ 通気孔
８２ 吸引口
Claims (7)
- 複数個のワーク個片を所定の配列でエア吸着して支持可能に形成された搬送治具を、加工ステージ間での搬送機構及びエア吸引機構を備えたハンドリングユニットにより支持し、ハンドリングユニットからエア吸引してワーク個片を搬送治具にエア吸着しつつ所定の加工ステージに搬送し、
加工ステージでは該加工ステージに設けたエア吸引機構によりエア吸引してワーク個片を搬送治具にエア吸着することにより所定の加工を施す装置に使用するワークの搬送治具において、
前記ワーク個片を支持する本体に、ワーク個片の配置位置に対応して各々単一の吸着孔を開口し、
前記本体内に、前記吸着孔と前記ハンドリングユニットのエア機構及び前記加工ステージのエア機構とを連通させるエア流路を設けるとともに、
前記ハンドリングユニットが装着された際には該ハンドリングユニット側のエア機構に連通し、前記ハンドリングユニットが外されて前記加工ステージにセットされた際には加工ステージ側のエア機構に連通させる切換弁が前記本体内に設けられていることを特徴とするワークの搬送治具。 - 前記エア流路に、ピックアップステージにおける各回のピックアップ操作の際にピックアップする複数個のワーク個片について、前記吸着孔を相互に連通させた前記エア流路の一部を構成する個別の吸引流路が形成されていることを特徴とする請求項１記載のワークの搬送治具。
- 前記吸着孔が格子状に配置され、各列内のすべての吸着孔を相互に連通させた吸引流路が形成されていることを特徴とする請求項１記載のワークの搬送治具。
- 前記吸着孔が前記本体の幅方向の中央部に配置され、前記吸引流路を含むエア流路が前記本体の幅方向の両側縁に向けて列ごとに交互に左右に振り分けて配置されていることを特徴とする請求項３記載のワークの搬送治具。
- 前記本体内に、前記吸着孔に連通する個別の吸引流路を相互に連通し、前記ハンドリングユニットを前記本体に装着した際に該ハンドリングユニットのエア機構に連通する連通流路を設けるとともに、
前記吸着孔に連通する個別の吸引流路の各々に、前記加工ステージに本体をセットした際に加工ステージに設けたエア吸引機構に連通する通気孔を設け、
前記切換弁を、前記ハンドリングユニットを本体に装着した際に該ハンドリングユニットと前記連通流路とを連通させて前記吸引流路と前記通気孔とを遮断し、前記ハンドリングユニットを本体から外した際に前記加工ステージに設けたエア吸引機構と前記通気孔とを連通させて前記吸引流路と前記通気孔とを遮断可能に前記本体内に装着したことを特徴とする請求項２、３または４記載のワークの搬送治具。 - 前記隣接して配置された個別の吸引流路の各中間位置に、前記連通流路を横切るシリンダ孔を形成し、
該シリンダ孔内に、切換弁として、前記ハンドリングユニットが装着される前記本体の側縁に向けて突出する向きに付勢され、かつ軸線方向の中途部にくびれ部が設けられて、常時は前記くびれ部を介して前記通気孔と前記吸引流路とを連通するとともに前記連通流路を相互に遮断し、
前記ハンドリングユニットを前記本体に装着した際には、該ハンドリングユニットのチャック機構に設けたピストン押圧ピンによりシリンダ孔の内方に押入され、前記くびれ部を介して前記連通流路が相互に連通し、前記通気孔と前記吸引流路とが遮断されるピストンが装着されていることを特徴とする請求項５記載のワークの搬送治具。 - 前記本体が、ワーク個片を吸着する吸着孔が設けられたワーク支持プレートと、該ワーク支持プレートの下面に配置され前記エア流路が形成されたエア流路プレートと、該エア流路プレート及び前記ワーク支持プレートを重ねて脱着自在に支持する搬送プレートとを備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載のワークの搬送治具。
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