JP5058674B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、リードフレームやカバーガラスなどのワークを横方向に搬送するワーク搬送装置に関する。

半導体製造に使用されるリードフレームは、各種の製造工程間で送り爪やプッシャーなどの各種搬送手段を使って連続搬送または間欠搬送される。複数のリードフレームを省スペースで製造工程間を搬送する搬送装置に、水平な複数のリードフレームを上下多段に積層して積層方向に搬送する搬送装置がある。この搬送装置は、昇降台上に複数のリードフレームを積層して積層方向上方に搬送し、最上段のリードフレームが定位置まで上昇すると、この１枚を吸着パッドで切り出す（例えば、特許文献１参照）。一方、複数のリードフレームを立てた状態で水平方向に並べて搬送する搬送装置がある。この搬送装置は、例えば複数のリードフレームを水平横方向に積層した状態で、横方向最先端のリードフレームを吸着パッドで切り出す。その具体例を、図１０と図１１で説明する。

図１０は平面図で、複数のリードフレーム１が左右一対のガイドレール構造の支持部材２に搬送方向に移動可能に案内支持される。リードフレーム１は短冊状の金属板で、図１１の正面図に示すように、複数のリード１ａと複数の放熱板１ｂをタイバー１ｃ、１ｄで連結し一体化している。リードフレーム１は、長手方向を水平にして、放熱板１ｂが下位になるよう縦置き仕様で一対の支持部材２に支持される。一対の支持部材２は、互いに平行に対向する水平な固定レールで、各々の内面に水平方向にガイド突起３を有する。リードフレーム１の長手方向両端に形成した切欠き１ｅを一対の支持部材２のガイド突起３に嵌挿して、ガイド突起３の上面に切欠き１ｅの上辺を係止させることで、リードフレーム１はガイド突起３に吊り下げ式に支持される。

図１０に示すように、一対の支持部材２の間の後方開口部Ｓ１にプッシャー５が配置され、前方開口部Ｓ２にワーク切出し用吸着パッド６が配置される。一対の支持部材２の間に複数のリードフレーム１が横並びに支持されると、後方開口部Ｓ１からプッシャー５を水平な横方向前方（図１１で下方向）に移動させる。プッシャー５の前進で一対の支持部材２の間の複数のリードフレーム１が最後端の１枚から順に前方に押圧されて前進し、前方にある各リードフレームに順に重なり、重なった状態でワーク搬送が継続して行われる。複数全てのリードフレーム１が重なり、最先端のリードフレーム１が前方開口部Ｓ２に待機している吸着パッド６まで前進すると、吸着パッド６が最先端のリードフレーム１の前面を真空吸着する。この吸着で吸着パッド６の真空吸引系の負圧が急増し、この負圧急増をセンサ（図示せず）が検知して、プッシャー５の前進が停止する。吸着パッド６が最先端１枚のリードフレーム１を吸着すると、そのまま他の場所へ移動して１枚のリードフレーム１を切出し、次のワーク処理工程などの後工程へと搬送する。以上の工程を繰り返してプッシャー５によるワーク搬送と吸着パッド６によるワーク切出し搬送が行われる。
特開平０７−０９４５３０号公報

ワークを積層して搬送する上述のようなワーク搬送装置は、ワーク形状によってはワーク同士が引っ掛かって重なったまま切出されて搬送されるワーク重送の問題があった。

リードフレーム１の複数枚をプッシャー５で加圧して積層した場合、リードフレーム１が凹凸の少ない平板状のものであれば、隣接する２枚のリードフレームが重なっても分離し易くてワーク重送の虞は少ない。ところが、図１１に示すリードフレーム１は、上半分が板厚の小さなリード１ａやタイバー１ｃ、１ｄであり、下半分が板厚の大きな放熱板１ｂであることから、その表裏面に段差による凹凸がある。このようなリードフレーム同士を加圧して積層すると、互いに接合される凹凸同士の食い付きが生じて接合力が増し、容易に分離し難くなる。そのため、積層された複数枚のリードフレーム１の最先端の１枚を吸着パッド６で吸着して切り出す際に、この最先端のリードフレーム１に最先端から２番目のリードフレームが接合したまま一体となって切り出されて、後工程に２枚重送や３枚重送といった形で搬送されることがある。このような後工程のワーク重送は、後工程で異常として検知されて処理されるが、このときに後工程の稼働を一時停止させねばならず、後工程の稼働率を下げる要因になっていた。

また、図１０の状態において、プッシャー５に近いリードフレーム１になるほど、プッシャー５でより長時間かけて加圧され積層した状態にある。そのため、図１０の状態で積層された複数のリードフレーム１を最先端のものから順に１枚ずつ切出しを行うと、始めの切出し段階で１枚ずつの切出しが円滑に行えても、後の切出し段階になるほど隣接するリードフレーム同士の接合力が大きくなるため、２枚重送といったワーク重送が発生し易くなる不具合が発生していた。

本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたもので、複数のワークを同時に搬送して隣接するワーク同士が接触したとしてもワーク重送とならないようにして、常に正常なワーク搬送が可能なワーク搬送装置を提供することを目的とする。

本発明の上記目的を達成する技術的手段は、ワークを横方向前方側に移動可能に案内支持する固定配置の第一支持部材と、第一支持部材から上下方向に離間して対設されると共に、ワークの重心よりも下方であって重心を通る垂線よりも後方側でワークを支持する上昇位置とワークから離間した下降位置との間を昇降可能な第二支持部材とを有する構成で、ワークを第一支持部材と第二支持部材で交互に支持することによりワークを前方側に漸進させるようにしたことを特徴とする。

ここで、ワークは平板状や曲面状、凹凸状のリードフレーム、パネル、ブロック、部品実装基板などが適用できる。第一支持部材が固定配置された固定部材であり、第二支持部材が固定された第一支持部材に対して上下方向に往復動する昇降部材である。固定部材の第一支持部材は、ワークの重心より上方の一部を引っ掛けるようにして支持するガイドレールが適用できる。昇降部材の第二支持部材は、固定された第一支持部材に対して相対接近と相対離反の昇降動作をして、第一支持部材に支持されたワークを第一支持部材に代わり一時的に支持する。このような第二支持部材は、ワークの重心より下方の被支持点に係止して支持する平板、棒体、爪などの他、磁性体ワークにおいては被支持点を磁気吸着する電磁石が適用できる。第一支持部材に対して第二支持部材を相対的に上下方向に昇降させる毎に、第一支持部材に支持されたワークが第一支持部材に対して一回上昇動して重心との関係から前方側に傾動して定ピッチ前進し、そのまま第一支持部材に再び支持される。第一支持部材と第二支持部材を相対的に接近離反させる毎に、第一支持部材に対してワークが間欠的に漸進する。このようなワーク漸進によるワーク搬送は、第一支持部材に複数のワークを支持した場合は、複数のワークそれぞれが同時に漸進するので、隣接するワーク同士が接触しても互いに引っ掛かることがなく、ワーク切出し時の重送が回避される。

また、本発明は上記目的を達成するため、ワークを横方向前方側に移動可能に案内支持すると共に前記ワークを支持した状態で昇降可能な第一支持部材と、第一支持部材から上下方向に離間して対設されると共に、ワークの重心よりも下方であって前記重心を通る垂線よりも後方側でワークを支持する固定配置の第二支持部材とを有する構成を特徴とする。

ここでの第一支持部材は昇降部材であり、第二支持部材が固定部材となり、ワークを支持した第一支持部材がワークと共に第二支持部材に対して相対接近および相対離反の昇降動作をする。この場合も、第一支持部材を固定部材とし、第二支持部材を昇降部材とした上述ワーク搬送装置と同じ要領でワークが第一支持部材に案内支持されて漸進する。

本発明においては、第一支持部材は、ワークを複数並べて支持すると共に、当該第一支持部材のワークが漸進する前方側に、第一支持部材に案内支持されて漸進する複数のワークの最先端ワークを一つずつ切り出すワーク切出し手段を配備することができる。

ここでのワーク切出し手段は、漸進するワークの前方でワークに対峙して、ワークを一つずつワーク前面で吸着して取り出す吸着パッドと、吸着パッドを常時に真空吸引動作させる真空吸引系を備えた構造とすることができる。

また、本発明においては、放熱板を一体に連結した放熱板一体型リードフレームである構造とすることができる。この場合、第一支持部材は、リードフレームをリード側を上向きにし放熱板側を下向きにして横方向前方側に前傾させて支持する構造とすることができる。

ここで、第一支持部材に放熱板一体型リードフレームを支持する場合、リード側を上向きにし、重心のある放熱板側を下向きにすることで、リードフレームのより安定した支持が可能になり、第一支持部材でのリードフレームのより安定した漸進が容易になる。また、リードフレームの重心が放熱板側にあることを利用して、第一支持部材にリードフレームを前方側に前傾させることで、前傾したリードフレームを第二支持部材との当接でさらに前傾するようにして漸進させることができ、定ピッチの漸進がより確実性よくできるようになる。

本発明のワーク搬送装置によれば、ワークを案内支持する第一支持部材と、これと離間した第二支持部材とで交互に支持させることで、交互に支持される毎にワークが独自的に第一支持部材に沿ってほぼ定ピッチで漸進するので、複数のワークを接近させて搬送するような場合でもワーク同士が強く接合することが無く、第二支持部材におけるワーク重送や第二支持部材からワークを切り出す際のワーク重送のいずれもが回避され、ワーク搬送の信頼性が向上するという優れた効果を奏し得る。また、複数のワークそれぞれが漸進搬送されるため、ワーク搬送時にワーク同士が強く接触して損傷し合うといった不具合がなくなり、品質を保全したワーク搬送が容易になる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図９を参照して説明する。

図１〜図３に示すワーク搬送装置は、複数のワークＴ１を水平な横方向前方Ｘに搬送する。ワークＴ１は、図１０及び図１１のリードフレーム１で、以下、必要に応じてワークＴ１をリードフレーム１と称する。リードフレーム１は、リード１ａと放熱板１ｂをタイバー１ｃ、１ｄで一体に連結したもので、図３に示すように放熱板１ｂに重心Ｗがある。

図１及び図２のワーク搬送装置は、複数のリードフレーム１を縦置きして平行に対峙させ、各々の板厚方向である横方向前方Ｘ側に前進移動させる。同図のワーク搬送装置は、リードフレーム１を横方向前方Ｘ側に移動可能に案内支持する固定配置された第一支持部材１０と、第一支持部材１０から上方に離間して対設される上下に可動に配置された第二支持部材２０を備える。

第一支持部材１０は、図１０及び図１１のガイドレール構造の支持部材２と同様なものでよい。第一支持部材１０は、左右一対のガイドレール構造の支持部材１２を有する。一対の支持部材１２は、互いに平行に対向する水平な固定レールで、各々の内面に水平方向にガイド突起１３を有する。図１０の場合と同様に、リードフレーム１の長手方向両端に形成した切欠き１ｅを一対の支持部材１２のガイド突起１３に嵌挿して、ガイド突起１３の上面に切欠き１ｅの上辺を係止させることで、リードフレーム１はガイド突起１３に吊り下げ式に支持される。リードフレーム１を支持したとき、ガイド突起１３の下面と切欠き１ｅの下辺との間には所定の隙間ｇが形成される。この隙間ｇを利用してガイド突起１３に対しリードフレーム１が相対的に上下動する。

また、ガイド突起１３にリードフレーム１を吊り下げ式に支持したとき、図３（Ａ）に示すようにリードフレーム１が前方Ｘ側にほぼ一定の角度θで前傾するようにしてある。リードフレーム１の長手方向両端に形成した切欠き１ｅは、リードフレーム１の中間位置にあるタイバー１ｄの両端に形成される。このタイバー１ｄの上方がリード１ａ、下方が放熱板１ｂとなるようにリードフレーム１をガイド突起１３に支持させると、ガイド突起１３の下方に重心Ｗのある放熱板１ｂが下向きに吊り下がるため、吊り下げの姿勢が安定する。このとき、リードフレーム１の重心Ｗを通る垂線の重心Ｗより上位に切欠き１ｅとガイド突起１３との係止点ｍが位置して、係止点ｍを支点にリードフレーム１が自重で吊り下がる。また、リードフレーム１のリード１ａと放熱板１ｂの間に設けた段差と重心Ｗの位置の作用で、リードフレーム１が前方Ｘ側に角度θで前傾する。この前傾で、吊り下げ支持されたリードフレーム１の下端（放熱板１ｂの下端）の後述する被支持点ｎが重心Ｗより後方に位置する。被支持点ｎは、第二支持部材２０が適宜に当接してリードフレーム１を一時的に支持する箇所である。

第二支持部材２０は、固定配置された第一支持部材１０に対して相対接近と相対離反の昇降動作をする水平な平板や棒などの昇降部材である。第二支持部材２０は、第一支持部材１０に支持される複数のリードフレーム１の全てに同時に当接して一時的に支持する。図１及び図２に示す第二支持部材２０は、第一支持部材１０と同程度の長さの水平な昇降台で、シリンダやモーターなどの昇降駆動源２１に連接される。昇降駆動源２１は、第二支持部材２０を所定の下降位置と上昇位置の間を定ストロークで上下動させる。

第一支持部材１０と第二支持部材２０によるリードフレーム１の搬送は、第一支持部材１０と第二支持部材２０でリードフレーム１を交互に支持することで行われる。その動作要領を図３（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。

第一支持部材１０の左右一対の支持部材１２の間にリードフレーム１を供給する。この供給は図１０の場合と同様に、支持部材１２の後方開口部からリードフレーム１を１枚又は所定複数枚ずつ挿入することで行えばよい。左右一対の支持部材１２の間にリードフレーム１が前傾姿勢で吊り下げ式に支持されると、第二支持部材２０を例えば１秒から数秒に１回の割合で１往復上下動させる。図３（Ａ）は、第二支持部材２０が上昇する前の下降位置にある状態が示され、リードフレーム１は第一支持部材１０に前傾して支持されたままである。第二支持部材２０を真上に所定の上昇位置まで上昇させると、図３（Ｂ）に示すように、第二支持部材２０の上面がリードフレーム１の下端の被支持点ｎに当接してリードフレーム１を持ち上げる。この持ち上げでリードフレーム１が第一支持部材１０の支持から一時的に開放され、代わりに第二支持部材２０に支持される。同時に、リードフレーム１の下端の被支持点ｎが重心Ｗより後方にあるので、被支持点ｎを第二支持部材２０が持ち上げることで、リードフレーム１が被支持点ｎを支点に前方Ｘ側に回動する。この回動でリードフレーム１がさらに前傾し、切欠き１ｅの上辺がガイド突起１３の上面に当接して、回動による前傾が止まる。このときの前傾で第一支持部材１０に対してリードフレーム１が定ピッチＰで前進する。この直後に第二支持部材２０が元の下降位置まで下がり、リードフレーム１の下端から離れる。すると、図３（Ｃ）に示すように、リードフレーム１がガイド突起１３との係止点ｍを支点に自重で回動して、元の前傾姿勢に戻る。

以上のリードフレーム１の定ピッチ前進が第二支持部材２０の昇降動毎に１回行われて、リードフレーム１が第一支持部材１０に沿って漸進する。このようなワーク搬送は、複数のワークに対して同時に行う他、ワークを一つずつ順番に行うことも可能である。複数のワークに対して同時に行う場合、複数のワークそれぞれが単独的に搬送されるので、常に円滑な搬送が容易となる。

また、図２の鎖線で示すように、第一支持部材１０の前方Ｘ側にワーク切出し手段３０を配置することができる。ワーク切出し手段３０は、例えば図１０と同様な吸着パッドである。第一支持部材１０に案内支持されて搬送される複数のリードフレーム１の最先端の１枚がワーク切出し手段３０の待機位置まで漸進すると、これをワーク切出し手段３０で１枚ずつ切り出す。このとき、最先端の１枚のリードフレーム１と、その後続のリードフレーム１は互いに押し合うことなく単独的に上下動しつつ漸進するため、リードフレーム１同士が引っ掛かることがない。従って、ワーク切出し手段３０は、確実に最先端の一枚のリードフレーム１のみを吸着して切出し、切出し後のワーク搬送のワーク重送が回避される。

次に、他の実施の形態を、図４〜図９に基づいて順に説明する。

図４に示すワーク搬送装置は、図１のワーク搬送装置における第一支持部材１０と第二支持部材２０の変形例を示す。図４の第一支持部材１０ａは、リードフレーム１のタイバー１ｄを真下から支持するもので、隣接する放熱板１ｂの間に嵌挿される複数の固定支持歯１４を有する。図４の第二支持部材２０ａは、リードフレーム１の両端部下端の下方で上下動する一対の昇降板２２と、その昇降駆動源２３を有する。第一支持部材１０ａで支持されるリードフレーム１のタイバー１ｄの両端が切欠き１ｅであることから、図４のリードフレーム１は第一支持部材１０ａに図１の場合と同様にして前方に前傾して支持される。従って、図４のワーク搬送装置によるワーク搬送動作は、図１の場合と同様に行われることから、ここでの詳細説明は省略する。

図５〜図７に示すワーク搬送装置は、形状・種類の異なるワークＴ２と、固定配置された第一支持部材１０ｂと、昇降可能に配置された第二支持部材２０ｂの変形例を示す。ワークＴ２は、液晶ディスプレイのカバーガラスのような矩形の平板状である。第一支持部材１０ｂは、前方Ｘに角度θ’で下降傾斜する一対のＶ形支持板１５と、これを固定する支柱１６を有する。一対の支持板１５の間に菱形に傾けた矩形ワークＴ２のＶ形２辺の上部が係止点ｍで支持される。一対の支持板１５が前方Ｘ側に下降傾斜することで、ワークＴ２が前方Ｘ側に角度θ’で前傾する。第二支持部材２０ｂは、第一支持部材１０ｂで支持された複数のワークＴ２のＶ形下端部の真下で上下動するＶ形昇降ブロック２４と、その昇降駆動源２５を有する。

図５のワーク搬送装置によるワーク搬送は、図１の場合と同様にして行われる。その動作要領を図７（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図７（Ａ）は、昇降ブロック２４が下降位置にあって、ワークＴ２は支持板１５との係止点ｍに係止して前傾した状態で支持される。昇降ブロック２４を真上に所定の上昇位置まで上昇させると、図７（Ｂ）に示すように、昇降ブロック２４がワークＴ２の下端の被支持点ｎに当接して持ち上げる。この持ち上げでワークＴ２が支持板１５の支持から一時的に開放されながら、被支持点ｎを支点に前方Ｘ側に回動する。この回動で図７（Ｂ）に示すように、ワークＴ２がさらに前傾して、支持板１５に係止して前傾が止まる。この前傾で支持板１５に対してワークＴ２が定ピッチ前進する。この直後に支持ブロック２４が下降位置まで下がり、ワークＴ２の下端から離れる。すると図７（Ｃ）に示すように、ワークＴ２が支持板１５に元の前傾姿勢に戻って再び支持される。

以上の各実施の形態は、第一支持部材が固定部材であり、第二支持部材が昇降する可動部材の場合であるが、第一支持部材を可動部材、第二支持部材を固定部材とすることも有効である。その実施の形態を図８及び図９に示し説明する。

図８のワーク搬送装置における第一支持部材１０ｃは、図１と同様なガイド突起１３を有する支持部材１２を昇降駆動源１５で上下動させる。第二支持部材２０ｃは固定配置とする。複数のリードフレーム１を支持した支持部材１２が上昇位置にあるとき、図９（Ａ）に示すように各リードフレーム１の下端より下方に第二支持部材２０ｃが位置する。支持部材１２を第二支持部材２０ｃに接近する下方に相対移動させると、図９（Ｂ）に示すように、各リードフレーム１の下端が第二支持部材２０ｃの上面に当接する。これによりリードフレーム１が支持部材１２のガイド突起１３から少し浮上し、前方Ｘ側に回動して定ピッチ分だけ前進する。支持部材１２を元の上昇位置まで上昇させると、各リードフレーム１の下端が第二支持部材２０ｃから離れて、リードフレーム１が第一支持部材１０ｃに定ピッチ前進した位置で元の前傾姿勢で支持される。

なお、本発明のワーク搬送装置は、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。

実施の形態を示すワーク搬送装置の要部の正面図である。 図１装置の部分断面を含む側面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、図１装置によるワーク搬送の動作要領を説明するためのワークの各動作時での側面図である。 他の実施の形態を示す要部の正面図である。 他の実施の形態を示す要部の正面図である。 図５装置の部分側面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、図６装置によるワーク搬送の動作要領を説明するためのワークの各動作時での側面図である。 他の実施の形態を示す要部の正面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、図８装置によるワーク搬送の動作要領を説明するためのワークの各動作時での側面図である。 従来のワーク搬送装置の平面図である。 図１０装置の正面図である。

符号の説明

Ｔ１、Ｔ２、１ リードフレーム（ワーク）
１ａ リード
１ｂ 放熱板
６ ワーク切出し手段、吸着パッド
１０ 第一支持部材
１２ 支持部材
１３ ガイド突起
１５ 支持板
１５ 昇降駆動源
２０ 第二支持部材
ｍ 係止点
ｎ 被支持点
Ｐ 定ピッチ
Ｓ１ 後方開口部
Ｓ２ 前方開口部
Ｘ 横方向前方

Claims (5)

1. ワークを横方向前方側に移動可能に案内支持する固定配置の第一支持部材と、
   前記第一支持部材から上下方向に離間して対設されると共に、前記ワークの重心よりも下方であって前記重心を通る垂線よりも後方側で前記ワークを支持する上昇位置と前記ワークから離間した下降位置との間を昇降可能な第二支持部材とを有し、
   前記ワークを前記第一支持部材と第二支持部材で交互に支持することにより前記ワークを前方側に漸進させるようにしたことを特徴とするワーク搬送装置。
2. ワークを横方向前方側に移動可能に案内支持すると共に前記ワークを支持した状態で昇降可能な第一支持部材と、
   前記第一支持部材から上下方向に離間して対設されると共に、前記ワークの重心よりも下方であって前記重心を通る垂線よりも後方側で前記ワークを支持する固定配置の第二支持部材とを有し、
   前記ワークを前記第一支持部材と第二支持部材で交互に支持することにより前記ワークを前方側に漸進させるようにしたことを特徴とするワーク搬送装置。
3. 前記第一支持部材は前記ワークを複数並べて支持し、当該第一支持部材の前記ワークが漸進する前方側に、第一支持部材に案内支持されて漸進する複数のワークの最先端ワークを一つずつ切り出すワーク切出し手段を配備したことを特徴とする請求項１または２に記載のワーク搬送装置。
4. 前記ワークが、放熱板を一体に連結した放熱板一体型リードフレームであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク搬送装置。
5. 前記第一支持部材は、前記放熱板一体型リードフレームを、放熱板側を下向きにして横方向前方側に前傾させて支持することを特徴とする請求項４に記載のワーク搬送装置。

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