JP4957947B2

JP4957947B2 - 平板状物品の搬送装置

Info

Publication number: JP4957947B2
Application number: JP2006080047A
Authority: JP
Inventors: 哲雄北口
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2026-03-23
Also published as: JP2007254088A

Description

本発明は、平板状物品の搬送装置の改良に関するもので、詳しくは半導体製造装置の基板の搬送システムにおいて、基板が収容されている平板状の基板フレームや基板トレイなどの搬送装置を主眼に開発されたものである。

半導体製造装置では、マウントやボンディングされる基板は、基板フレームや基板トレイといった平板状の物品に収容され搬送される場合がある。通常、これらの基板トレイや基板フレームは、一つの基板フレームや基板トレイごとに、同一の搬送ユニット、具体的には把持部材により把持され、搬入搬出されていた。しかし、同一の搬送ユニットによって、一つの基板トレイまたは一つの基板フレームごとに搬送する方式では、把持する基板トレイ等の交換ごとにロス時間が発生し、特に、取数が少ない基板トレイ等の場合にはマシーンタクトの低下につながり、生産性を落とす原因となってきた。

そこで、特許文献１に示されるように搬送ライン上に基板の搬送ユニットを、同一方向に２列設けた搬送装置が提案された。しかし、この方法は、図４に示されるように、２つの搬送ユニット１，２で、異なる２つの隣接する基板トレイ３，４を各々把持し、マウント位置６を基板トレイ３に収容された基板５が一つ一つ停止しながら通過するよう移動し、次の基板トレイ４の先頭の基板５がマウント位置６に到達したとき、搬送ユニット１，２が、把持していた基板トレイ３，４を放し、後退して搬送ユニット２が、次の基板トレイ７を把持し、搬送ユニット１が、先頭の基板５がマウント位置に到着した基板トレイ４を把持し、その後に移動を再開する必要があった。

上記のような手段では、把持部材が把持対象の基板トレイを交換する際にロス時間が発生し、マシーンタクト低下を根本的に解決するには至らなかった。更に、搬送ユニット１により把持された次の基板トレイ４に至っては、持ち替えのために位置ずれが生じる危険があった。

特開平７ー１７６５５２号公開特許公報

本発明は、把持手段を退避機構により物品の把持位置より退避させるとともに、後続する他の搬送ユニットの把持手段を追い越して後退し、新たな物品を把持して、先行している把持手段に後続することを特徴とする平板状物品の搬送装置を提供することにより、平板状物品の持ち替え時のロス時間発生をなくしてマシーンタクト低下を防止し、更には、搬送ユニットにより把持された平板状物品の持ち替えのために生じる位置ずれの発生を防止することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、平板状の物品を支持して直線的に案内するガイドレールと、該ガイドレールに支持された物品を把持して所定ピッチずつ前進する複数の搬送ユニットとを備え、各搬送ユニットの各々が異なる平板状物品を把持して前進する平板状物品の搬送装置に次の手段を採用する。
第１に、各搬送ユニットは、それぞれ物品を把持する互いに上下に配置された把持手段と、把持手段をガイドレールに沿って前進及び後退させる往復移動機構と、１つの把持手段を上昇させて物品の把持位置から他の把持手段に干渉しない退避位置へ待避させる退避機構とを有するものとする。
第２に、各搬送ユニットは、前記ガイドレールにより形成される搬送路の一方の側方に設けられている。
第３に、先行している一の搬送ユニットの把持手段が前進端まで移動すると、物品の把持を解除し、該把持手段を退避機構により上昇させて物品の把持位置から退避位置へ退避するとともに、後続する物品を把持した他の搬送ユニットの把持手段を追い越して後退し、新たな物品を把持して、先行している把持手段の末尾に後続するものとする。

先行している第１の搬送ユニットが前進端まで移動すると、図３に示されるように物品の把持を解除し、該把持手段を退避機構により物品の把持位置から退避するとともに、後続する物品を把持した他の搬送ユニットの把持手段を追い越して後退し、新たな物品を把持して、先行している把持手段に後続するものであるので、第１の搬送ユニットが、第１の物品の搬送動作を完了した後、第１の搬送ユニットが第１の物品から第２の物品へ持ち替える必要がなく、第２の搬送ユニットが、把持している第２の物品をそのまま搬送するため、交換時のロス時間の発生がなく、更には、第２の搬送ユニットでの物品の持ち替えによる位置ずれがなくなった。

以下、図面に従って、実施例とともに本発明の実施の形態について説明する。本実施例は、半導体製造装置に関するもので、平板状物品の搬送装置として、半導体チップがマウントされる基板５が４連収容された基板トレイ３，４の搬送装置を用いた。図１は、基板搬送装置の平面説明図であり、図２が、同側面説明図である。

基板トレイ搬送装置は、図１に示されるように搬送対象となる平板状の物品である基板トレイ３，４を支持して直線的に案内するガイドレール８，１８，２８と、該ガイドレール８，１８，２８に支持された基板トレイ３，４を把持して所定ピッチずつ前進する第１及び第２の搬送ユニット１，２とを備えている。

ガイドレール８，１８、２８は、基板トレイ３，４が支持され、摺動可能なるようスライド溝が内側に形成された一対のレールであり、基板トレイ３，４の短尺方向の幅に適合する幅で平行に設けられており、各々長尺方向（図１中矢印の示す方向）を搬送ラインとする搬送路９，１９、２９を形成する。すなわちガイドレール８は、搬入側の搬送路９を形成し、ガイドレール１８は、マウント位置６付近の搬送路１９を形成し、ガイドレール２８は、搬出側の搬送路２９を形成する。

搬入側の搬送路９のガイドレール８及び搬出側の搬送路２９のガイドレール２８は、昇降用エアシリンダ１０，１１により上下の高さ位置を変えられるよう設置されている。更に、搬入側の搬送路９のガイドレール８の間の下方及び搬出側の搬送路２９のガイドレール２８の間の下方には、ガイドレール８、２８が、低い位置にあるときガイドレール８，２８の間に支持されている基板トレイ４，２３に下方より当接し、基板トレイ４，２３を移動させるベルトコンベア１２，１３が設置されている。そして、進行方向上流のガイドレール８は、第１び第２の搬送ユニット１，２の搬送動作中は、昇降用エアシリンダ１０により上昇しており、中央のガイドレール１８と同じ高さとされており、それ以外のときは昇降用エアシリンダ１０により下降しており、ベルトコンベア１２が、ガイドレール８の間に支持されている基板トレイ４に下方より当接し、基板トレイ４を搬送可能としている。他方進行方向下流のガイドレール２８は、払い出し部材３４による払い出し動作中に、昇降用エアシリンダ１１により上昇しており、中央のガイドレール１８と同じ高さとされており、それ以外のときは昇降用エアシリンダ１１により下降しており、ベルトコンベア１３が、ガイドレール２８の間に支持されている基板トレイ２３に下方より当接し、基板トレイ２３を搬送可能としている。尚、図１中符号２５は、ベルトコンベア１２により搬送されてきた基板トレイ４を搬入位置で停止させるためのストッパであり、ストッパ２５は昇降可能とされており、基板トレイ４が第２搬送ユニット２により移動（前進）中には、下降しており移動の障害となるのを回避している。

マウント位置６付近の搬送路１９での基板トレイ３の搬送手段は、第１及び第２の搬送ユニット１，２であり、第１及び第２の搬送ユニット１，２以外にベルトコンベア１２，１３のような基板トレイ３を前進させるための独自の搬送手段を有しない。このガイドレール１８のマウント位置６の上方には、昇降動作により基板５に半導体チップをマウントするマウントヘッド１４が配置されており、マウント位置６の下方には、マウントヘッド１４により、基板５に半導体チップをマウントする際のマウントステージとなる昇降ステージ１５が配置されている。

昇降ステージ１５は、昇降ガイド１６に取付部材１７を介して上下スライド自在に取り付けられており、通常はスプリング２０により低い位置に付勢されているが、マウント時には昇降モータ２１により回転するカム２２により、取付部材１７に装着されたカムフォロワ２４を介して昇降ステージ１５がマウントステージとなる位置まで上昇可能とされている。尚、昇降ステージ１５は、図示されていない吸引装置と接続されており、マウント時にマウント対象の基板５を吸着保持する。従って、マウント時には昇降ステージ１５が、基板トレイ３の底から基板５を吸着保持して、基板５を基板トレイ３より上方へ持ち上げることができる。

他方、基板トレイ搬送装置は、ガイドレール８，１８，２８に支持された基板トレイ３，４を把持して所定ピッチずつ前進させる手段として第１及び第２の搬送ユニット１，２とを備えている。実施例では２つの搬送ユニット１，２を用いており、第１及び第２の搬送ユニット１，２が基板搬送ラインと同一方向に２列に設けられている。尚、搬送ユニット１，２は、複数であればよく、２つの搬送ユニット１，２に限定されるものではない。第１及び第２の搬送ユニット１、２は、各々が異なる基板トレイ３，４を把持して、図１中矢印で示される搬送ラインをマウントされる基板５の収容位置に適するピッチで前進し、基板５がマウント位置６に来たときに停止する。

第１及び第２の搬送ユニット１，２は、それぞれ基板トレイ３，４を把持する把持手段としての把持部材３７，３８と、把持部材３７，３８をガイドレール８，１８に沿って搬送ライン方向に前進及び後退させる移動機構３０，３１と、移動機構３０，３１によって往復動する際に、把持部材３７，３８が、物品の把持位置から退避する退避機構としての退避用昇降シリンダ３２，３３とを有している。

把持部材３７，３８は、基板トレイ３，４を把持する可動把持爪２６と固定把持爪２７を有する。図１中３５，３６は、把持開閉用エアシリンダで、この把持開閉用エアシリンダ３５，３６が、把持部材３７，３８の開閉手段であり、把持開閉用エアシリンダ３５，３６により可動把持爪２６が固定把持爪２７に近接して、基板トレイ３，４を把持し、隔離して基板トレイ３，４を解放する。

把持部材３７，３８には、移動機構３０，３１と退避用昇降エアシリンダ３２，３３が設けられている。把持部材は３７，３８は、退避用エアシリンダ３２，３３に取り付けられており、該退避用昇降エアシリンダ３２，３３は取付部材３９を介して移動機構３０，３１に取り付けられている。把持部材３７，３８の動作について説明すれば、移動機構３０により、図１中矢印で示される搬送ラインをマウントされる基板５の収容位置に適するピッチで前進するとともに、退避動作として、退避用昇降エアシリンダ３２，３３により、上昇し、把持可能な位置から基板トレイ３，４及び基板トレイ４を把持している後続の把持部材３８に干渉しない退避位置（図２中点線で示す位置）に退避する。実施例での退避動作は、このように行われるが、本発明においては、把持手段を物品の把持位置から退避させるものであればよい。続いて、後続する把持部材を追い越して後退し、新たな基板トレイを把持して、先行している把持部材に後続する動作を繰り返す。

図中符号３４で示されるのは、基板トレイ３，４の払い出し部材である。払い出し部材３４は、第１及び第２の搬送ユニット１，２で搬送されてきて、把持部材３７，３８から解放された基板トレイ３，４を、搬送ユニット１，２が退避、後退した後に、下降し、基板トレイ３，４をベルトコンベア１３により搬送可能な搬出側の搬送路２９まで移動させる。

以下、実施例にかかる基板トレイ搬送装置の動作について説明する。先ず、第１の基板トレイ３が、搬入位置である搬送路９に到着し、上昇しているストッパ２５に当接することにより停止する。停止の後、昇降用エアシリンダ１０によりガイドレール８を上昇させて、第１の基板トレイ３をベルトコンベア１２から離す。その後、開放状態の把持部材３７を退避用昇降エアシリンダ３２の作動により下降させ、可動把持爪２６と固定把持爪２７の間に第１の基板トレイ３を位置させる。このときストッパ２５は下降させられる。続いて把持開閉用エアシリンダ３５を作動させ、可動把持爪２６を固定把持爪２７に引き寄せて第１の基板トレイ３を把持し、移動機構３０により先頭の基板５をマウント位置６まで搬送する。第１の基板トレイ３がガイドレール１８上へ移動されたら、ストッパ２５を上昇させ、ガイドレール８を下降させて、搬送路９は、次の搬入動作に備える。マウント位置６では、下方より昇降ステージ１５を上昇させて基板５を吸着保持し、第１の基板トレイ３の基板５を持ち上げて、上方よりマウントヘッド１４が下降して、基板５に半導体チップをマウントしていく。マウント終了ごとに昇降ステージ１５を下降させ、把持部材３７を基板トレイ３の基板５の収容ピッチに対応した量ずつ間欠的に移動機構３０により前進させ、４回のマウントを行う。

第１の基板トレイ３内に収容された最初の基板５への１回目のマウント動作中から、搬送路９に第２の基板トレイ４が搬入され、ガイドレール８の側方まで後退された開放状態の把持部材３８を退避用昇降エアシリンダ３３の作動により下降させ、可動把持爪２６と固定把持爪２７の間に第２の基板トレイ４を位置させ、把持開閉用エアシリンダ３６を作動させて把持し、移動機構３０により間欠的に前進され４回目のマウント動作中の第１の基板トレイ３の直後に位置づける。第１の基板トレイ３の全部の基板５に対するマウント動作が終了すると、把持部材３７を移動させて第１の基板トレイ３をマウント位置６の下流側の搬出位置まで搬送するとともに、把持部材３８を移動させて第２の基板トレイ４を後続させて、先頭の基板５をマウント位置６まで搬送する。搬出位置では把持部材３７の可動把持爪２６が開放動作してから上昇し、その後、払い出し部材３４が下降して、上昇位置にあるガイドレール２８に第１の基板トレイ３を払い出す。その後、第１の基板トレイ３はガイドレール２８が下降しベルトコンベア１３により搬出される。

ガイドレール１８から第１の基板トレイ３が払い出される間の、第２の基板トレイ４の基板５に対するマウント動作中に、移動機構３０を作動させて、第２の基板トレイ４を把持している把持部材３８を追い越し、可動把持爪２６が開放状態の把持部材３７を搬入位置まで後退させる。以降、この繰り返し動作が行われ、第１の搬送ユニット１と第２の搬送ユニット２が交互に処理を行っていくことで交換ロスの発生しないシステムの構築が可能となった。

本実施例にかかる基板トレイ搬送装置の平面図同部分断面説明図本実施例でのトレイ搬送手順を示す説明図従来のトレイ搬送手順を示す説明図

符号の説明

１．．．．．．．．．．．．．．．第１の搬送ユニット
２．．．．．．．．．．．．．．．第２の搬送ユニット
３．．．．．．．．．．．．．．．第１の基板トレイ
４．．．．．．．．．．．．．．．第２の基板トレイ
５．．．．．．．．．．．．．．．基板
６．．．．．．．．．．．．．．．マウント位置
７．．．．．．．．．．．．．．．第３の基板トレイ
８，１８，２８．．．．．．ガイドレール
９，１９，２９．．．．．．搬送路
１０，１１．．．．．．．．．．昇降用エアシリンダ
１２，１３．．．．．．．．．．ベルトコンベア
１４．．．．．．．．．．．．．．マウントヘッド
１５．．．．．．．．．．．．．．昇降ステージ
１６．．．．．．．．．．．．．．昇降ガイド
１７，３９．．．．．．．．．取付部材
２０．．．．．．．．．．．．．．スプリング
２１．．．．．．．．．．．．．．昇降モータ
２２．．．．．．．．．．．．．．カム
２３．．．．．．．．．．．．．．基板トレイ
２４．．．．．．．．．．．．．．カムフォロワ
２５．．．．．．．．．．．．．．ストッパ
２６．．．．．．．．．．．．．．可動把持爪
２７．．．．．．．．．．．．．．固定把持爪
３０，３１．．．．．．．．．移動機構
３２，３３．．．．．．．．．退避用昇降エアシリンダ
３４．．．．．．．．．．．．．払い出し部材
３５，３６．．．．．．．．．把持開閉用エアシリンダ
３７，３８．．．．．．．．．把持部材

Claims

平板状の物品を支持して直線的に案内するガイドレールと、該ガイドレールに支持された物品を把持して所定ピッチずつ前進する複数の搬送ユニットとを備え、各搬送ユニットの各々が異なる平板状物品を把持して前進する平板状物品の搬送装置において、
各搬送ユニットは、それぞれ物品を把持する互いに上下に配置された把持手段と、把持手段をガイドレールに沿って前進及び後退させる往復移動機構と、１つの把持手段を上昇させて物品の把持位置から他の把持手段に干渉しない退避位置へ待避させる退避機構とを有し、
各搬送ユニットは、前記ガイドレールにより形成される搬送路の一方の側方に設けられており、
先行している一の搬送ユニットの把持手段が前進端まで移動すると、物品の把持を解除し、該把持手段を退避機構により上昇させて物品の把持位置から退避位置へ退避するとともに、後続する物品を把持した他の搬送ユニットの把持手段を追い越して後退し、新たな物品を把持して、先行している把持手段の末尾に後続することを特徴とする平板状物品の搬送装置。