JP5447399B2

JP5447399B2 - 基板供給装置

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Publication number: JP5447399B2
Application number: JP2011016452A
Authority: JP
Inventors: 亨水野; 雄次斎藤; 龍矩大友; 博行高野; 浩池田; 正明竹島; 敏暢宮腰
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: JP2012156447A

Description

本発明は、電子部品が載置されたウエハを、ウエハケースより実装装置内の載置テーブルに供給する構成、を有する、回路基板に対して該電子部品を実装する実装装置に用いられる基板供給装置に関する。

電子機器に用いられる半導体チップ等の電子部品は、ウエハ上に整列載置された状態で通常実装装置等に供給される。これらウエハは、各々の間に間隔を空けて水平に保持して鉛直方向に重ねた状態で収容するウエハケース内に保持されている。本出願では、このウエハケースを基板マガジンと称呼する。このような電子部品を回路基板に実装する際には、該基板マガジンから単体のウエハを取り出し、実装装置内の電子部品取り出し位置である所謂載置テーブル上までこれを搬送している。具体的に、このような工程では、まず狭い間隔で重ねられたウエハの一枚を基板マガジンからその外部に引き出し、更にそのウエハを搬送機構によって把持し、搬送し、実装装置の載置テーブルの表面にこれを載置する操作が為される。

このような基板マガジンからのウエハの取り出しにおける一連の工程には、例えば特許文献１に示されるような電子部品搭載装置が用いられる。該電子部品搭載装置において、基板マガジンとウエハの搬送機構とは水平方向に一列に並ぶように配置されている。より詳細には、ウエハの押し出し機構によって基板マガジンの背後からウエハを押し出し、これを基板マガジン前方に配置されるウエハ把持具によって把持し、該ウエハ把持具は更にその前方に配置される電子部品供給部まで後退することで、ウエハを搬送している。

特開２００５−１２９７５５号公報

前述したように、特許文献１に開示される構成では、基板マガジン、ウエハ把持具、更には電子部品供給部が水平方向に並んで配置されている。このため、ウエハを供給し、且つ電子部品を取り去られた後のウエハを基板マガジンに排出する機構が、基板マガジンの外方に向かって張り出す構成となり、実装装置の設置面積を増大させていた。実装装置は回路基板の小型化高性能化に伴う配線等の微細化により、できるだけ塵等を抑制した環境下にて実装工程を行う必要があり、所謂クリーンルームに配置される場合が多い。このようなクリーンルームの管理に要するコストは該クリーンルームの内容積の増大に伴って急激に大きくなる。このため、最終製品のコスト、更には歩留まり等の観点から、実装装置の設置面積の抑制は急務と考えられる。また、製造効率の向上の観点から、今後ウエハのサイズが大口径化することは避けられない。この場合、ウエハの大口径化に伴ってウエハの把持具及びその搬送系、更にはこれらの動作領域も大きくなり、更なる設置面積の増大が懸念されている。

本発明は以上の状況に鑑みて為されたものであって、設置面積を抑制することを可能とする基板供給装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る基板供給装置は、所定の方向に延在する棚上に基板を支持する基板マガジンから基板を取り出す操作を行う実装装置であって、基板マガジンを昇降可能に支持するマガジン昇降テーブルと、基板マガジンの棚上に支持される基板を所定の方向に沿って押圧して基板マガジンの外部に押し出す基板押し出し手段と、マガジン昇降テーブルの昇降方向と平行に昇降可能であって、且つ上昇した位置においてマガジン昇降テーブルに支持される基板マガジンにおける棚と整列して基板マガジンから押し出された基板を収容可能な基板昇降手段と、基板昇降手段が降下した位置において基板を把持可能であって所定の方向に沿って移動可能な把持爪を有する基板把持搬送手段と、把持搬送手段を所定の方向に沿って駆動する駆動手段と、を有し、基板昇降手段は所定の方向に沿って開放され且つ基板把持手段により把持可能に基板を支持し、基板把持搬送手段はマガジン昇降テーブルの下方の待機位置で待機し、降下した基板昇降手段に向かって前記駆動手段により所定の方向に沿って移動して基板受け取り位置にて基板昇降手段に収容された基板を把持し且つ基板昇降手段から基板を取り出すことを特徴としている。

なお、上述した基板供給装置にあって、上昇した位置で基板昇降手段がマガジン昇降テーブルに支持される基板マガジンの棚と整列した状態では所定の方向に沿って基板マガジン、基板昇降手段、及び基板押し込み手段の順に並ぶ位置に配置される基板押し込み手段を更に有し、基板押し込み手段はマガジン昇降テーブルに支持された基板マガジンに対して基板昇降手段に収容された基板を押し込むことが好ましい。また、把持爪は、基板を保持した際に基板を保持する側と反対の側の基板端が基板を保持する側の基板端よりも昇降方向における上方へ持ち上げられて、所定の方向に対して所定の傾斜角を有する基板の姿勢を維持して基板を把持することがより好ましい。

更に、上述した基板供給装置にあって、基板押し出し手段は、一方の端部にて基板に当接して基板を基板マガジンから押し出す当接部材と、当接部材を基板に対して接近及び離間させる当接部材駆動機構と、を有し、当接部材は所定の方向に沿って基板に対して接近及び離間をし、当接部材駆動機構は所定の方向とは異なる方向に沿った駆動力を提供し、基板押し出し手段は、駆動力の作用方向を所定の方向に変換して当接部材の接近及び離間を実施させる変換手段を更に有することがより好ましい。更に、基板昇降手段は、基板昇降手段の昇降方向の上側から吊り下げられて所定の方向に沿って延在する一対のレール部材を有し、基板は一対のレール部材により支持されることで基板昇降手段内に収容されることがより好ましい。

本発明によれば、設置面積をできるだけ抑制した実装装置を提供することが可能となる。また、本発明によれば、ウエハの口径が大きくなった場合であっても、ウエハの搬送に供せられる構成の移動範囲に影響を与える構成が実質的にウエハの昇降する基板昇降機構のみであることから、設置面積を大きく変えずにこの大口径化に対処することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る実装装置におけるウエハの供給排出部の概略構成を示すものであって、当該構成を側面から見た状態を示す図である。図１Ａに示される構成を上方（図中矢印１Ｂ方向）から見た状態を示す図である。図１Ａにおける断面１Ｃ−１Ｃを示す図である。図１Ａにおける断面１Ｄ−１Ｄを示す図である。図１Ａに示す構成において、基板マガジンからのウエハ供給を開始する状態を示す図である。図１Ａに示す構成において、基板マガジンからウエハを押し出し、該ウエハを基板昇降手段に載置した状態を示す図である。図１Ａに示す構成において、基板昇降手段から基板把持搬送手段への移載を行おうとする状態を示す図である。図１Ａに示す構成において、基板把持搬送手段がウエハの把持を行った状態を示す図である。図１Ａに示す構成において、基板把持搬送手段から基板載置テーブルへの基板移載を行う状態を示す図である。図１Ａに示す構成において、基板把持搬送手段により基板載置テーブル上のウエハの把持を行う状態を示す図である。基板昇降手段に対して基板把持搬送手段がウエハの移載を行おうとする状態を示す図である。図１Ａに示す構成において、基板昇降手段に対して基板把持搬送手段がウエハの移載を終えた状態を示す図である。図１Ａに示す構成において、基板マガジンの所定位置にウエハを載置可能となる位置まで基板昇降手段が移動した状態を示す図である。図１Ａに示す構成において、基板押し込み手段が基板マガジンに対してウエハを押し込んだ状態を示す図である。

以下に、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１Ａ、は本発明の一実施形態に係る実装装置における主要部、即ちウエハ（基板）の供給排出部及び基板載置テーブルの概略構成を示す図であって、これらを側方から見た状態を示している。また、図１Ｂは図１Ａに示される構成を上方（図中矢印１Ｂ方向）から見た状態を示し、図１Ｃは図１Ａにおける断面１Ｃ−１Ｃを示し、図１Ｄは図１Ａにおける断面１Ｄ−１Ｄを示している。なお、図１Ａ〜１Ｃにおいて１ａ〜１ｆで示される点線で記される構成は、各々搬送状態の各段階にあるウエハであってその際の位置を示すものである。

図１Ａ〜Ｄに示す実装装置は、基板マガジン３に収容されたウエハ１を取り出して基板載置テーブル５上に搬送し、且つ載置されていた電子部品が全て用いられた後の該ウエハ１を基板マガジン３内に排出する。該基板マガジン３は所定の方向（後述するＸ軸方向）に沿って延在する不図示の棚の上にウエハ１を支持している。該実装装置１００は、基板押し出し手段２０、マガジン昇降テーブル３０、基板昇降手段４０、基板把持搬送手段５０、基板押し込み手段６０、及び前述した基板載置テーブル５を含む。基板マガジン３は、向かい合って設けられた棚によってウエハ１の端部を２箇所支持することで、間隔を空けて複数のウエハ１を重ねるように保持可能な構造を有する。また、棚の突き出す方向に対して直交する前述した所定の方向は開放されており、該所定の方向に沿ってウエハ１を移動させることにより当該基板マガジン３に対するウエハ１の挿脱を可能としている。

マガジン昇降テーブル３０は、実際に基板マガジン３を支持する支持テーブル３１と、該支持テーブル３１を支持し且つこれを第１の方向に往復移動させるテーブル駆動機構３３と、を有する。即ち、マガジン昇降テーブル３０は基板マガジン３を昇降可能に支持している。なお、テーブル駆動機構３３は、直動機構と該直動機構及び支持テーブル３１とを連結する部分とからなり、公知の種々の構成を適用可能である。本実施形態において、前述した所定の方向は例えばＸＹＺからなる直交座標系におけるＸ軸方向に対応し、第１の方向はＺ軸方向に対応する。本実施形態では、図１ＡにおいてＸ軸は紙面左から右に延在し、Ｙ軸は紙面に対して垂直に延在し、Ｚ軸は紙面下から上に延在する。また、本実施形態では、このＺ軸は鉛直方向に延在する軸である。従って、基板マガジン３内において、ウエハ１は鉛直方向において間隔を空けて重ねられる。

基板押し出し手段２０は、所定の方向においてマガジン昇降テーブル３０の一方の側に配置される。基板押し出し手段２０は、ウエハ１に当接可能な当接部材２１を有する。当接部材２１は、該所定の方向に沿って基板マガジン３の一方の側から他方の側に向かって伸縮する動作を行い、ウエハ１の端部に当接した状態で当該動作を行うことで、ウエハ１を基板マガジン３の外方に押し出す。即ち、基板押し出し手段２０は、基板マガジン３の棚上に支持されるウエハ１を所定の方向であるＸ軸方向に押圧して、該基板マガジン３からウエハ１を押し出す。なお、本実施形態では、当接部材２１は可撓性を有し、且つ一方の端部に当接領域２１ａを有する部材からなる。当接部材２１はＺ軸方向の所定の位置（高さ）においてＸ軸方向に曲がるように一対のローラ部材２３、２５に挟持される。これらローラ部材２３、２５は伸縮方向の変換手段として機能する。また、該当接部材２１は他方の端部において不図示のエアシリンダ等からなる可撓性部材駆動機構２７と接続されており、Ｚ軸方向での伸縮動作が可能とされている。このＺ軸における伸縮動作が一対のローラ２３、２５によってＸ軸方向の伸縮動作に変換され、ウエハ１に対する押圧駆動を可能としている。

なお、本実施形態では、当接部材２１は単体とし且つ当接領域２１ａは所定方向に延在するウエハ１の中心線上の基板押し出し手段２０側の端面（１点）と当接可能に配置され、該中心線に沿って伸縮する構造としている。しかし、該中心線から等距離に位置する基板押し出し手段２０側の２端面（２点）、或いは更に多くの点（複数点）に対応するように当接領域を配置しても良い。また、当接部材２１を複数位置しても良い。この場合、構造は複雑になるが、ウエハ１の姿勢を変えることなくウエハ１の基板マガジン３からの押し出し操作が可能となり、後述する基板昇降手段４０の一対のレール部材４１ａ、４１ｂとウエハ１の端面との不必要な接触を抑制することが可能となる。更に、本実施形態では基板押し出し手段２０の設置面積の抑制の観点から当該構成を採用しているが、基板マガジン３からの所定方向へのウエハ１の移動が可能であれば、公知の種々の構成を用いることが可能である。

また、当接部材２１の伸縮方向をＺ軸方向からＸ軸方向に変換する伸縮方向の変換手段は構成の簡略化等の観点から好適であるが、当該構成に関しても同様に公知の種々の構成に置き換えることも可能である。また、前述した可撓性の当接部材２１を例えば棒状の部材とすることも可能であり、従って、当接部材２１のウエハ１に対する動作は接近及び離間として定義されることが好ましい。また、この場合、可撓性部材駆動機構２７は当接部材駆動機構としてＸ軸方向とは異なる方向に駆動力を提供し、先の変換手段がその駆動方向をＸ軸方向に変換することと定義されることが好ましい。

基板昇降手段４０は、前述した基板マガジン３に配された不図示の棚と平行（Ｘ軸方向）に延在する一対のレール部材４１ａ、４１ｂを有した基板収容部４１と、該基板収容部４１を支持してこれをＺ軸方向に移動させる昇降駆動機構４３と、を有する。これにより、基板昇降手段４０は基板マガジン昇降テーブル３０の昇降方向と平行な昇降動作を行うことが可能となる。レール部材４１ａ、４１ｂはウエハ１の端部のみを支持する。昇降駆動機構４３は基板収容部４１をＺ軸方向に昇降動作させ、基板マガジン３との間でウエハ１の授受を行う第一の基板移載位置４０ａ（図１Ｃの実線にて示される位置）と後述する基板把持搬送手段５０との間でウエハ１の授受を行う第二の基板移載位置４０ｂ（図１Ｃの点線にて示される位置）との間を移動させる。即ち、基板昇降手段４０は、マガジン昇降テーブル３０の昇降方向と平行にＺ軸方向に昇降可能であり、上昇位置（Ｚ軸方向における一方の側の停止位置）において、マガジン昇降テーブルに支持された基板マガジン３の棚と整列可能となっている。また、この整列状態において、前述した基板押し出し手段２０によって基板マガジン３から押し出されたウエハ１を収容した後に降下動作を為す。

基板昇降手段４０は、マガジン昇降テーブル３０によって支持された基板マガジン３がＸ軸方向において基板押し出し手段２０と基板昇降手段４０との間に挟まれるように配置される。本実施形態では、基板昇降手段４０の昇降駆動機構４３とマガジン昇降テーブル３０のテーブル駆動機構３３と、は不図示の制御手段によって同期するように制御されている。即ち、基板マガジン３に対するウエハ１の挿脱を行う際に、挿脱対象のウエハ１が収容された基板マガジン３内の棚、当接領域２１ａの下方部、及びレール部材４１ａ、４１ｂといった構造部が、Ｘ軸方向で一直線上に整列するように（Ｚ軸方向における位置が一致するように）制御が為される。なお、本実施形態では、コスト及び停止制度の観点から、昇降駆動機構４３に不図示のステッピングモータからなる駆動要素を用いているが、停止位置の制御が可能な種々の直線駆動機構をこれに用いることが可能である。

次に基板収容部４１について述べる。前述したＸ軸方向、Ｚ軸方向の双方に直交する方向をＹ軸方向とする場合に、基板収容部４１はＹＺ平面で切断した断面がＺ軸下方（基板昇降手段４０の降下方向）に開口するコの字上の形状を有している。コの字の開口における各々の辺の端部において、開口方向に垂直な面を有するようにレール部材４１ａ、４１ｂが取付けられている。本実施形態ではコの字の上辺及び左右辺は平板状の部材から構成されているが、これらは単なる枠から構成しても良い。換言すれば、ウエハ１の二端部を支持可能であって平行且つウエハサイズに応じた所定の間隔を空けて配置される一対のレール部材がＺ軸方向の上方から吊り下げられる態様であれば良い。基板収容部４１を当該形態とすることにより、後述する基板把持搬送手段５０による基板収容部４１からのウエハ１の取り出し或いは載置は、該基板収容部４０の特段の移動がなくとも実行することができる。

基板把持搬送手段５０は、ウエハ１の端部を把持することによってウエハ１単体の保持と搬送とを可能とする。基板把持搬送手段５０は、把持爪として作用する一対の把持部材５１を有した把持部本体５３と、該把持部本体５３をＸ軸方向に移動させる把持部本体駆動部５５と、を有する。一対の把持部材５１はＺ軸方向にて対峙し、互いの間隔を接近離間可能となっており、接近時に間にウエハ１の端部を把持することによって基板把持搬送手段５０として該ウエハ１を把持する。把持部本体駆動機構５５は、把持部本体５３を待機位置５３ａ、ウエハ受け取り位置５３ｂ（図２Ｄ参照）、及びウエハ移載位置５３ｃ（図１Ａにて点線で示される位置）の間を間欠的に駆動される。把持部本体５３は、通常は基板昇降手段４０の下方に待機している。ウエハ１を支持した基板昇降手段４０が下方に降下し、第二の基板移載位置４０ｂに位置した段階で、基板把持搬送手段５０はウエハ受け取り位置５３ｂに移動し、ウエハ１の端部を把持して基板昇降手段４０からウエハ１の受け取りを終える。

なお、一対の把持部材５１は、所定の方向（Ｘ軸）に対して傾斜角θにてその先端が上方に向かうように把持部本体５３に対して取り付けられている。即ち、把持爪である把持部材５１は、ウエハ１を保持した際に該ウエハ１を保持する側と反対の側のウエハ1の端が基板昇降手段４０の昇降方向の上方に持ち上がられて（Ｚ軸方向の上方に）、所定の方向に対して所定の傾斜角θを有するウエハ１の姿勢を維持してウエハ１を把持する。従って、把持部本体５３がウエハ１の端部を把持することによって、ウエハ１は被把持部である端部に対してその他方の端部がＸＹ平面（本実施例では水平面）に対して離れるように傾けられる。その結果、ウエハ１は把持部本体５３により把持されることによって、一対のレール部材４１ａ、４１ｂから上方に離される。一対のレール４１ａ、４１ｂは所定の方向に向かって開放されていることから、当該把持状態において、基板把持搬送手段５０は、基板昇降手段４０に何ら干渉されることなく所定の方向に対して移動することが可能となる。

続いて把持部本体５３はウエハ移載位置５３ｃに移動し、当該位置にてウエハ１の把持状態を解除し（ウエハ１を解放し）、基板移載テーブル７０上にウエハ１の移載を終了する。移載終了後、次のウエハ１の把持及び搬送を行う場合には、把持部本体５３は先の待機位置５３ａにまで移動し、次の工程を待つ。なお、本実施形態では、コスト及び停止制度の観点から、把持部本体駆動機構５５に不図示のステッピングモータからなる駆動要素を用いているが、停止位置の制御が可能な種々の直線駆動機構をこれに用いることが可能である。また、一対の把持部材５１の接近離間動作は、不図示のエアシリンダからなる駆動源により行われるが、向かいあった一対の部材の接近離間を可能な種々の要素からこれを構築することが可能である。

基板押し込み手段６０は、基板押し込み部材６１と押し込み部材駆動機構６３とを有する。基板押し込み手段６０は、所定の方向（Ｘ軸方向）に沿ってマガジン昇降テーブル３０に支持される基板マガジン３、基板昇降手段４１、及び基板押し込み手段６０の順に並ぶ位置に配置される。押し込み部材６１は棒状の部材からなり、該棒状の部材はウエハ１の端面と当接可能な一方の端部６１ａと、押し込み部材駆動機構６３と連結する他方の端部とを有する。押し込み部材駆動機構６３は、押し込み部材６１の先の一方の端部６１ａがＸ軸方向に延在するウエハ１の中心線と一致する動作線に沿って移動するよう、該押し込み部材６１を駆動する。なお、先にも述べたように、基板昇降手段４０の昇降駆動機構４３とマガジン昇降テーブル３０のテーブル駆動機構３３と、は不図示の制御手段によって同期するように制御されている。即ち、基板マガジン３に対するウエハ１の押し込む操作を行う際に、押し込み対象のウエハ１が収容される基板マガジン３内の棚、一方の端部６１ａの下方部、及びレール部材４１ａ、４１ｂといった構造部が、Ｘ軸方向で一直線上に整列するように（Ｚ軸方向における位置が一致するように）制御が為される。

なお、本実施形態では、押し込み部材６１は単体とし且つウエハ１に当接可能な一方の端部６１ａは、前述したウエハ１の中心線上の基板押し込み手段６１側の一方の端面（１点）と当接可能に配置され、該中心線に沿って移動する構造としている。しかし、該中心線から等距離に位置する基板押し込み手段６０側の２端面（２点）、或いは更に多くの点（複数点）に対応するように当接端部を配置しても良い。また、押し込み部材６１を複数位置しても良い。この場合、構造は複雑になるが、ウエハ１の姿勢を変えることなくウエハ１の基板マガジン３への押し込み操作が可能となり、後述する基板昇降手段４０の一対のレール部材４１ａ、４１ｂとウエハ１の端面との不必要の接触を抑制することが可能となる。

次に、図２Ａ〜図２Ｅを参照して、基板マガジン３からウエハ１を取り出して基板載置テーブル５の表面にこれを載置する工程について述べる。なお、これら図２Ａ〜図２Ｅは、図１Ａと同様の様式にて本発明の実施形態を説明するための図であり、図２Ａは基板マガジン３からのウエハ１の供給を開始する状態を、図２Ｂは基板マガジン３からウエハ１を押し出してこれを基板昇降手段４０に載置した状態を、図２Ｃは基板昇降手段４０から基板把持搬送手段５０への移載を行おうとする状態を、図２Ｄは基板把持搬送手段５０がウエハ１の把持を行った状態を、図２Ｅは基板把持搬送手段５０から基板載置テーブル５への基板移載を行う状態を、各々示している。

図２Ａに示す基板マガジン３からのウエハ１の取り出しに際しては、押し出し対象のウエハ１が基板押し出し手段２０の当接部材２１と対向する位置となるように、マガジン昇降テーブル３０がＺ軸方向に移動する。その際、基板押し出し手段２０の当接部材２１及び基板昇降手段４０の基板収容部４１（及び基板押し込み手段６０の基板押し込み部材６１）はＸ軸方向において整列した所定の位置で待機している。即ち、基板収容部４１は、第一の基板移載位置４０ａに位置している。マガジン昇降テーブル３０の昇降動作の停止以後、基板押し出し手段２０が動作を開始し、当接部材２１が押し出し対象となるウエハ１に当接し、Ｘ軸方向に押圧し、基板マガジン３の棚上から基板昇降手段４０の基板収容部４１（一対のレール部材４１ａ、４１ｂ上）に該ウエハ１をスライドさせる（図２Ｂ）。なお、以上の動作が行われる際に、基板把持搬送手段５０は、把持本体部５３を前述した待機位置５３ａに停止させている。

図２Ｂに示すようにウエハ１が一対のレール部材４１ａ、４１ｂ上に位置することとなった後、当接部材２１の基板マガジン３内からの退避と、基板昇降手段４０の降下と、が同時に進められる。基板昇降手段４０の降下は、基板収容部４１が図２Ｃに示すように第二の基板移載位置４０ｂに達した段階で停止される。これによりウエハ１は基板把持搬送手段５０における把持部本体５３が把持可能な位置に至ることとなる。続いて、把持部本体駆動機構５５により把持部本体５３がウエハ受け取り位置５３ｂに移動し、図２Ｄに示すように把持部材５１がウエハ１の端部を把持する。先にも述べたように、把持部材５１はＸＹ平面に対して傾けてウエハ１を把持し、これによりウエハ１は一対のレール部材４１ａ、４１ｂから浮かされ、基板収容部４１から取り出し可能の状態となる。

ウエハ１の把持完了後、把持部本体５３はウエハ移載位置５３ｃまで把持部本体駆動機構５５により駆動される。図２Ｅに示した当該位置に到達した状態になった後、把持部材５１がウエハ１を解放し、ウエハ１を基板載置テーブル５上に載置する。本形態では、図２Ｄに示される状態から図２Ｅに示される状態に至る過程において、ウエハ１が取り出された後の基板収容部４１が把持部本体５３の駆動領域から脱離して、次に搬送するべきウエハ１を基板マガジン３から受け取るために第一の基板移載位置４０ａに向かって上昇している。ここで、基板昇降部４０における基板収容部４１はＺ軸方向に開口するよう一対のレール部材４１ａ、４１ｂが構成されており、把持部本体５３の移動を干渉しない構造となっている。従って、本実施形態とは異なり、基板収容部４１が図２Ｄに示す状態に停止したままであっても良い。

続いて、ウエハ１上の電子部品が全て実装に供された後、当該ウエハ１を元の基板マガジン３に戻す（押し込む）工程について、図３Ａ〜図３Ｅを参照して説明する。なお、これら図３Ａ〜図３Ｅは、図１Ａと同様の様式にて本発明の実施形態を説明するための図であり、図３Ａは基板把持搬送手段５０により基板載置テーブル５上のウエハ１の把持を行う状態を、図３Ｂは基板昇降手段４０に対して基板把持搬送手段５０がウエハ１の移載を行おうとする状態を、図３Ｃは基板昇降手段４０に対して基板把持搬送手段５０がウエハの移載を終えた状態を、図３Ｄは基板マガジン３の所定の棚にウエハ１を載置可能となる位置まで基板昇降手段４０が移動した状態を、図３Ｅは基板押し込み手段６０が基板マガジン３に対してウエハ３を押し込んだ状態を、各々示している。

図３Ａに示すように、電子部品使用後のウエハ１の排出時において、まず基板把持搬送手段５０による基板載置テーブル５からのウエハ１の把持操作が行われる。また、この段階で、基板昇降手段４０は第二の基板移載位置４０ｂにて待機している。把持部本体５３は、当初基板載置テーブル５から隔置された位置に待機していても良いが、ウエハ１の排出時にはウエハ移載位置５３ｃに停止した状態とされる。この状態で、ウエハ移載位置５３ｃに位置する把持部材５１がウエハ１を把持する。把持部材５１は、基板載置テーブル５の表面と平行なＸＹ平面に対して所定の傾斜角θを保持して板状の被把持物たるウエハ１を把持する。従って、把持されたウエハ１は基板載置テーブル５から該傾斜角θを保持して持ち上げられた状態となり、把持部材５１の移動に際してもウエハ１と基板載置テーブル５との接触が回避される。

続いて、把持部本体５１は把持部本体駆動手段５５によりウエハ受け取り位置５３ｂまで駆動される。把持部本体５１が受け取り位置５３ｂに停止することにより、ウエハ１はＸＹ平面に対して傾斜角θを保持した状態で、一対のレール部材４１ａ、４１ｂの上方に位置することとなる。この状態を図３Ｂに示す。ここで、把持部本体５１はウエハ１の把持を解放し、更に待機位置５３ａまで駆動される。この状態を図３Ｃに示す。ウエハ１は一対のレール部材４１ａ、４１ｂ上に載置されることにより、基板収容部４１内に収容される。

次に、基板昇降手段４０における昇降駆動機構４３が基板収容部４１を上昇させる。基板昇降手段４０の上昇動作は、基板収容部４１が図３Ｄに示すような第一の基板移載位置４０ａに達した段階で停止される。ここで、該第一の基板移載位置４０ａでは、基板収容部４１のＺ軸方向におけるウエハ保持位置と、マガジン昇降テーブル３０上に載置された基板マガジン３における当該ウエハ１の収容予定の棚３ａのＺ軸方向における位置と、が整列した状態となる。この状態での基板収容部４１でのウエハ支持位置、及び棚３ａの位置が、基板押し込み手段６０の基板押し込み部材６１駆動方向に対して同一軸線上で整列するように、マガジン昇降テーブル３０及び基板昇降手段４０の駆動量は、不図示の制御手段により予め制御されている。

この状態で、押し込み部材駆動機構６３が基板押し込み部材６１を所定の方向（Ｘ軸方向）に沿って移動させる。この移動に伴って、基板押し込み部材６１における一方の端部６１ａが基板収容部４１に収容されたウエハ１の端部に当接し、更に所定の方向（Ｘ軸方向）に沿って基板マガジン３の側にウエハ１を押圧、移動させる。基板押し込み部材６１の移動は、基板マガジン３の内の棚３ａ上の所定位置に該ウエハ１を移載した後に停止される。ウエハ１の基板マガジン３への排出が終了した後に基板押し込み手段６０は元の状態に復帰し、ウエハ１の排出動作が終了する。以下、マガジン昇降テーブル３０が上下動し、次に供給予定のウエハ１を基板押し出し手段２０の当接部材２１及び基板収納部４１と整列させ、前述した図２Ａ〜図２Ｅについて述べた動作が繰り返される。

以上述べたように、本発明に係る実装装置では、基板把持搬送手段５０の把持部材５１はウエハ１の搬送方向（Ｘ軸における移載目的位置である基板載置テーブル５が配置される方向）に向かってチャック用の爪が開いた構成となっている。例えば、特許文献１に開示される構成の場合、ウエハを把持する機構はウエハの移動方向側から該ウエハを把持し、把持位置から後退する様式で基板載置テーブルに向けてウエハを搬送している。当該様式の場合には、この把持機構の配置によってウエハの移載を行う機構の設置面積が大きくならざるを得ない。これに対して、本発明に合っては、基板把持搬送手段５０の前進方向でウエハを把持する構造となることから、把持部材の移動範囲を犠牲にすることなく、設置面積の抑制を為すことが可能となる。また、本発明では、把持部材５１の移動範囲がマガジン昇降テーブル３０の配置領域とＺ軸方向に部分的に重なる様式となることから設置面積に更なる抑制も可能となる。

また、特許文献１に開示される構成の場合、種々の駆動機構が移載対象ウエハ、或いは基板マガジン内のウエハに対して水平面より必然的に上方に位置することとなり、これら駆動機構が発生する塵等がウエハ上に落下、付着する恐れも存在する。本発明では、最も塵等の発生の点で留意されるべき基板把持搬送手段５０をこれらウエハの下方に配置することから、これから発せられる塵等の影響を考慮しなくとも良くなる。なお、本発明では基板押し込み手段６０がウエハ１の上方に配置されるが、本発明の如く、マガジン昇降テーブル３０及び基板昇降手段４０を主に上下動する構成とすることによって、ウエハ１の取り出し及び排出時においても基板押し込み手段６９、更には基板押し出し手段２０のＺ軸方向の移動は必要がなくなる。従って、これら構成のウエハ１に当接する部材以外を筐体内に保持すること等が可能となり、上述した塵排除がより容易に実施できる。更に、単純にこれら構成の配置をウエハの存在する部分から離すことも容易であって、筐体なしでも十分な塵排除の効果が得られる。

また、本発明によれば、ウエハの口径が大きくなった場合であっても、ウエハの搬送に供せられる基板把持搬送手段の移動範囲は、基板昇降手段４０における基板収容部４１の大きさ分だけ大きくなることで対応可能である。さらに、基板把持搬送手段５０が把持力等を高めるために大きくなったとしても、実際の移動範囲に影響を与えることがない。従って、本発明によれば、設置面積を大きく変えずにウエハサイズの大口径化に対処することが可能となる。

なお、以上の実施形態において、各構成物の駆動方向等はＸＹＺの直交座標系を基準とし、基板昇降手段４０における第一の基板移載位置４０ａが配置されるＺ軸上での位置を上方とし、第二の基板載置位置４０ｂが配置される位置を下方としている。また、基板把持搬送手段５０における把持部本体５３の待機位置５３ａ、ウエハ受け取り位置５３ｂ、及びウエハ移載位置５３ｃの順に、Ｘ軸方向における座標上の原点から離れる方向であって、便宜上前方方向に向かって並ぶこととして位置を特定している。しかし、本発明はこのような直交座標系に限定されず、個々の構成の並び方向或いは駆動方向は、例えばＺ軸はＸＹ平面に対して傾いて延在する等、実装装置の他の構成との位置関係に準じて種々変更することも可能である。

上述した実施形態では、ウエハという名称に例示される板状の基板を対象に本発明の内容について説明している。しかしながら、本発明の概念は当該態様のみならず、種々の板状の部材を所謂マガジンから取り出し、且つ該マガジンに排出を行う装置として把握することも可能である。従って、前述したウエハは更に上位の概念である基板として本発明を把握することが好ましい。

１：ウエハ、３：基板マガジン、５：基板載置テーブル、２０：基板押し出し手段、２１：当接部材、２３、２５：ローラ部材、２７：可撓性部材駆動機構、
３０：マガジン昇降テーブル、３１：支持テーブル、３３：テーブル駆動機構、４０：基板昇降手段、４１：基板収容部、４３：昇降駆動機構、５０：基板把持搬送手段、５１：把持部材、５３：把持部本体、５５：把持部本体駆動機構、６０：基板押し込み手段、６１：基板押し込み部材、６３：押し込み部材駆動機構

Claims

所定の方向に延在する棚上に基板を支持する基板マガジンから前記基板を取り出す操作を行う実装装置であって、
前記基板マガジンを昇降可能に支持するマガジン昇降テーブルと、
前記基板マガジンの前記棚上に支持される前記基板を前記所定の方向に沿って押圧して前記基板マガジンの外部に押し出す基板押し出し手段と、
前記基板マガジン昇降テーブルの昇降方向と平行に昇降可能であって、且つ上昇した位置において前記マガジン昇降テーブルに支持される前記基板マガジンにおける前記棚と整列して前記基板マガジンから押し出された前記基板を収容可能な基板昇降手段と、
前記基板昇降手段が降下した位置において前記基板を把持可能であって前記所定の方向に沿って移動可能な把持爪を有する基板把持搬送手段と、
前記把持搬送手段を前記所定の方向に沿って駆動する駆動手段と、を有し、
前記基板昇降手段は所定の方向に沿って開放され且つ前記基板把持手段により把持可能に前記基板を支持し、
前記基板把持搬送手段は前記マガジン昇降テーブルの下方の待機位置で待機し、降下した前記基板昇降手段に向かって前記駆動手段により前記所定の方向に沿って移動して基板受け取り位置にて前記基板昇降手段に収容された前記基板を把持し且つ前記基板昇降手段から前記基板を取り出すことを特徴とする基板供給装置。
上昇した位置で前記基板昇降手段が前記マガジン昇降テーブルに支持された前記基板マガジンの前記棚と整列した状態では、前記所定の方向に沿って前記基板マガジン、前記基板昇降手段、及び前記基板押し込み手段の順に並ぶ位置に配置される基板押し込み手段を更に有し、前記基板押し込み手段は前記マガジン昇降テーブルに支持された前記基板マガジンに対して前記基板昇降手段に収容された前記基板を押し込むことを特徴とする請求項１に記載の基板供給装置。
前記把持爪は、前記基板を保持した際に前記基板を保持する側と反対の側の基板端が前記基板を保持する側の基板端よりも前記昇降方向における上方へ持ち上げられて、前記所定の方向に対して所定の傾斜角を有する前記基板の姿勢を維持して前記基板を把持することを特徴とする請求項１或いは２の何れか一項に記載の基板供給装置。
前記基板押し出し手段は、一方の端部にて前記基板に当接して前記基板を前記基板マガジンから押し出す当接部材と、前記当接部材を前記基板に対して接近及び離間させる当接部材駆動機構と、を有し、
前記当接部材は前記所定の方向に沿って前記基板に対して接近及び離間をし、
前記当接部材駆動機構は前記所定の方向とは異なる方向に沿った駆動力を提供し、
前記基板押し出し手段は、前記駆動力の作用方向を前記所定の方向に変換して前記当接部材の接近及び離間を実施させる変換手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の基板供給装置。
前記基板昇降手段は、前記基板昇降手段の昇降方向の上側から吊り下げられて前記所定の方向に沿って延在する一対のレール部材を有し、前記基板は前記一対のレール部材により支持されることで前記基板昇降手段内に収容されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の基板供給装置。