JP6653016B2 - 異物除去装置 - Google Patents

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Description

本発明は、異物除去装置、特に、搬送される基板等の平板状部材表面の異物を除去する異物除去装置の構造に関する。
ＩＣ等の電子部品の製造工程では、ウェーハから切り出した半導体ダイを基板に接着するダイボンディング装置、基板に接着された半導体ダイの電極と基板の電極とをワイヤで接合するワイヤボンディング装置、半導体ダイの電極の上にバンプを形成しておき、半導体ダイを反転させて基板に固定すると共に半導体ダイの電極と基板の電極とを接続するフリップチップ実装装置等の多くの装置が用いられている。また、最近では、ウェーハの半導体ダイの上に半導体ダイを積層接合するボンディング装置も用いられている。
このようなボンディング装置では、基板等を搬送装置で一方向に搬送しながら、基板の所定の位置に半導体ダイをボンディングしたり、表面に半導体ダイが固定された基板を搬送して所定の位置で半導体ダイの電極と基板の電極とをワイヤで接続したりしている。
このような装置において、基板等の表面にゴミ等に異物が付着していると、接着剤の接着力が低下する場合がある。また、基板の電極や半導体ダイの電極の表面にゴミが付着していると、半導体ダイにクラック等が生じることがある。
このため、基板に対して空気を吹き付けて基板に付着している異物を吹き飛ばし、吹き飛んだ異物を吸引回収して異物の除去を行う装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２−１９９４５８号公報
ところで、特許文献１に記載された異物除去装置は、搬送方向に移動する基板の上を基板の搬送方向と直交する方向にクリーニングノズルを移動させて基板の表面の異物を除去するものである。つまり、異物の付着している基板がクリーニングノズルの移動領域を通過した際に基板の表面の異物を除去し、クリーニングノズルの搬送方向下流側では基板の表面がクリーンな状態とするものである。
しかし、特許文献１に記載された従来技術のクリーニングノズルでは、搬送方向に一列に配置されている空気吹き出し口の内、一番搬送方向下流側の空気吹き出し口から噴出した空気が基板に付着した異物を搬送方向下流側に吹き飛ばしてしまう場合がある。この場合、一度、清浄な状態にした搬送方向下流側の基板の上に異物が再付着してしまい、基板表面を十分に清浄な状態とすることができない場合があった。
そこで、本発明は、搬送される平板状部材表面の清浄度を向上させることを目的とする。
本発明の異物除去装置は、水平方向に搬送される平板状部材の表面に帯状に空気を噴射する噴射口と、前記噴射口に隣接して配置される長方形状の吸引口と、を含む直方体状のクリーニングヘッドと、前記クリーニングヘッドを前記平板状部材の表面に沿って搬送方向と直交方向に移動させる駆動部と、を備え、前記平板状部材の表面の異物を除去する異物除去装置であって、前記クリーニングヘッドの長手方向の吸引口側端面が、搬送方向と直交方向から搬送方向と反対方向に向かって傾斜し、前記吸引口は、前記平板状部材の前記表面に向かう方向に開口し、前記噴射口は、搬送方向側に位置する長手方向の吸引口側端面のみに隣接して配置され、前記平板状部材の前記表面に対して前記吸引口に向かう方向に傾斜していること、を特徴とする。
本発明の異物除去装置において、噴射口は、直線状のスリットとしても好
本発明の異物除去装置において、噴射口は、直線状に配置された孔列であることとしても好適である。
本発明の異物除去装置において、吸引口の長手方向長さは、噴射口の長手方向長さよりも長いこととしても好適である。
本発明の異物除去装置において、駆動部は、クリーニングヘッドを平板状部材の搬送方向と直交方向の幅に応じて設定された長さだけ移動させることとしても好適である。
本発明は、搬送される平板状部材表面の清浄度を向上させることができる。
本発明の実施形態における異物除去装置を示す斜視図である。 図１に示す異物除去装置のクリーニングヘッドの断面図である。 図１に示す異物除去装置のクリーニングヘッドの本体と蓋の構造と、蓋の本体への組み付けを示す説明斜視図である。 図１に示すクリーニングヘッドの吸引口とスリットとが配置されている下面を上方向から見た図で、本発明の実施形態の異物除去装置の動作を示す説明図である。 本発明の他の実施形態の異物除去装置のクリーニングヘッドの断面図である。 図５に示すクリーニングヘッドの吸引口と噴射孔とが配置されている下面を上方向から見た図で、本発明の他の実施形態の異物除去装置の動作を示す説明図である。 本発明の他の実施形態の異物除去装置のクリーニングヘッドの断面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態の異物除去装置１００について説明する。図１に示すように、異物除去装置１００は、クリーニングヘッド２０と、クリーニングヘッド２０を搬送方向と直交方向に移動させる駆動部３０とを備えている。図１において、ガイドレール１１、１２によってガイドされて水平方向に搬送される平板状部材である基板１３の搬送方向がＸ方向であり、Ｘ方向と同一面でＸ方向と直交する方向をＹ方向、ＸＹ面に鉛直な方向をＺ方向として説明する。
図１に示すように、クリーニングヘッド２０は、本体２１の後面２１ｂに蓋２２が取り付けられた直方体形状で、上部に異物除去用の圧縮空気が供給される空気入口２５と、図示しない真空装置に接続される吸引接続管２６とが取り付けられている。クリーニングヘッド２０の下面には、基板１３の表面に帯状に空気を噴射する噴射口であるスリット２３と、スリット２３と隣接して配置される長方形状の吸引口２４とが設けられている。なお、以下の説明では、本体２１の長手方向の面で吸引口２４のある側が本体２１の前面２１ａであり、本体２１の前面２１ａに垂直な方向をＰ方向、Ｐ方向と直角の水平方向をＱ方向、ＰＱ面に鉛直な方向をＺ方向として説明する。Ｑ方向は、平面視で、本体２１の表面に平行な方向である。また、前面２１ａの対向面を後面２１ｂ、短辺方向の面は側面として説明する。
図１に示すように、クリーニングヘッド２０の一方の側面は、楔形の接続部材２７を介してアーム２８に接続されている。アーム２８は、駆動部３０によってＹ方向に往復移動する。図２に示すように、基板１３の表面とクリーニングヘッド２０の下面との間には隙間ｄが開いており、クリーニングヘッド２０の下面は基板１３の上側を基板１３の表面に沿って移動する。図１に示すように、接続部材２７は、角度θ１の傾斜を有しており、一方の面に直方体のクリーニングヘッド２０の側面が固定され、反対側の面にＹ方向に延びるアーム２８の面が固定されている。このため、図１に示すように、クリーニングヘッド２０の前面２１ａは、Ｙ方向から搬送方向と反対方向に角度θ１だけ傾斜している。ここで、角度θ１は、例えば、１０〜１５度程度でもよいし、１５〜４５度程度でもよい。角度θ１は具体的には、１０,１１,１２,１３,１４,１５度であり、これら数値のいずれか２つの間の範囲であってもよい。さらに、角度θ１は具体的には、１５から４５までの正の整数の範囲であり、これらの数値のいずれか２つの間の範囲内であってもよい。
次に、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）を参照しながら、本実施形態の異物除去装置１００のクリーニングヘッド２０の構造について説明する。図２、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、クリーニングヘッド２０は、本体２１と、本体２１の後面２１ｂに固定される蓋２２とによって構成される。
図３（ａ）に示すように、本体２１の下面には、長方形の吸引口２４が掘り込まれている。また、本体２１の後面２１ｂには、後で説明する噴射ヘッダ２９を構成する凹部２９ａが形成されている。凹部２９ａの下側は、吸引口２４に向かって傾斜する傾斜面２９ｂとなっている。
図３（ｂ）に示すように、蓋２２は、本体２１の後面２１ｂの凹部２９ａ以外の平面部に密着するフランジ２２ａと、本体２１の傾斜面２９ｂと平行な楔状の傾斜部２２ｂとを備えている。図３（ｂ）に示すように、蓋２２の傾斜部２２ｂを本体の傾斜面２９ｂに合わせてフランジ２２ａを後面２１ｂにねじ止めすると、図２に示すように、本体２１の凹部２９ａと蓋２２のフランジ２２ａとの間にＱ方向に直線状に延びる噴射ヘッダ２９が形成される。そして、本体２１の傾斜面２９ｂと蓋２２の傾斜部２２ｂとの間には、基板１３の表面に向かって帯状に空気を噴射する噴射口であるスリット２３が形成される。図２に示すように、スリット２３は基板１３の表面に対して角度θ２だけ傾斜している。また、図４に示すように、吸引口２４のＱ方向の長さは、スリット２３のＱ方向の長さよりも長く、スリット２３よりもクリーニングヘッド２０の両側面の近傍まで延びている。なお、図４は、クリーニングヘッド２０の吸引口２４とスリット２３とが配置されている下面を上方向から見た図である。
以上のように構成された異物除去装置１００の動作について図２、図４を参照しながら説明する。図２に示す空気入口２５から流入した圧縮空気は、噴射ヘッダ２９の中に入り、噴射ヘッダ２９からスリット２３を通って吸引口２４の方向に向かって斜め下向きに基板１３の表面に向かって帯状に噴出する。
スリット２３から基板１３の表面に向かって斜め下向きに噴射された空気は、図４の矢印９１に示すように、スリット２３から搬送方向と反対方向に傾いたＰ方向に向かって基板１３の表面に衝突する。そして、基板１３の表面に付着している異物をＰ方向に向かって吹き飛ばす。吹き飛ばされた異物は、スリット２３のＰ方向側に隣接した長方形の吸引口２４に吸い込まれて図示しない真空装置に排出される。駆動部３０が、クリーニングヘッド２０を基板１３の幅分だけＹ方向に往復動させると、クリーニングヘッド２０が通過した図４に示す基板１３の領域Ｂの異物が除去される。なお、図４に示す領域Ｂの搬送方向下流側の領域Ａは、基板１３の表面の異物除去が終了した領域であり、領域Ｂの搬送方向上流側の領域Ｃは、基板１３の表面の異物除去を行っていない領域である。
基板１３の領域Ｂの異物除去を行う際、スリット２３から噴出する空気は、Ｙ方向から搬送方向と反対方向に傾斜したＰ方向に吹き出される。つまり、領域Ｂから基板１３の異物除去を行っていない領域Ｃの方向に向かって空気が吹き出される。このため、異物が噴射された空気によって異物除去の終了した領域Ａの方向に吹き飛ばされることがなく、異物除去の終了した領域Ａの基板１３の表面に異物が再付着することを抑制することができ、基板１３の清浄度を向上させることができる。
また、図４に示すように、吸引口２４のＱ方向の長さは、スリット２３のＱ方向の長さよりも長く、スリット２３よりもクリーニングヘッド２０の両側面の近傍まで延びている。このため、スリット２３から噴出した空気によって異物がＹ方向からＸ方向に傾いた方向に向かって吹き飛ばされた場合でも、吹き飛ばされた異物を吸引口２４によって確実に吸引することができる。このため、異物除去の終了した領域Ａの基板１３の表面に異物が再付着することを抑制することができ、基板１３の清浄度を向上させることができる。
更に、スリット２３から空気が吹き出す際に、空気は、クリーニングヘッド２０の蓋２２の側の空気を巻き込んで吸引口２４の方向に向かって流れる。このため、領域Ｂに隣接する範囲にある異物除去の終了した領域Ａの表面の空気を吸引口２４に向かって吸込み、領域Ｂから領域Ａに異物が飛散することを抑制することができる。これによって、更に、異物除去の終了した領域Ａの基板１３の表面に異物が再付着することを抑制することができ、基板１３の清浄度を向上させることができる。
なお、クリーニングヘッド２０のＹ方向の往復動は、基板１３の搬送と同時に行っても良いし、基板１３の搬送を一時的に停止してクリーニングヘッド２０の往復動を行ってもよい。また、基板１３のＹ方向の幅が変わる場合には、クリーニングヘッド２０のＹ方向の往復動の長さを基板１３のＹ方向の幅に応じて設定された長さとしても良い。これにより、本実施形態の異物除去装置１００は、クリーニングヘッド２０のＹ方向の往復動の長さを変化させるのみで、複数のＹ方向の幅の基板１３の異物除去を行うことができる。
次に、図５、６を参照しながら、本発明の他の実施形態について説明する。先に図１〜図４を参照して説明したのと同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。図５、図６に示すように、本実施形態の異物除去装置２００は、先に説明した異物除去装置１００のクリーニングヘッド２０のスリット２３を直線状に配置された噴射孔４２の列として構成したものである。
図５に示すように、本実施形態の異物除去装置２００のクリーニングヘッド１２０の本体１２１は、下側から掘りこまれた吸引口２４と、上側から掘り込まれた噴射ヘッダ４１とを有している。吸引口２４の上部には吸引接続管２６が取り付けられ噴射ヘッダ４１の上部には空気入口２５が取り付けられている。本体１２１の下面の吸引口２４に隣接する部分には、噴射ヘッダ４１に貫通する噴射孔４２が開けられている。噴射孔４２は、基板１３の表面に対する角度がθ２となるように傾斜して開けられている。図４に示すように、噴射孔４２は、吸引口２４に隣接してＱ方向に一列に並んだ孔列を構成している。
図５に示す空気入口２５から流入した圧縮空気は、噴射ヘッダ４１の中に入り、噴射ヘッダ４１から複数の噴射孔４２を通って吸引口２４の方向に向かって斜め下向きに基板１３の表面に向かって帯状に噴出する。
噴射孔４２から基板１３の表面に向かって斜め下向きに噴射された空気は、図６の矢印９２に示すように、噴射孔４２から搬送方向と反対方向に傾いたＰ方向に向かって基板１３の表面に衝突する。そして、基板１３の表面に付着している異物をＰ方向に向かって吹き飛ばす。吹き飛ばされた異物は、噴射孔４２のＰ方向側に隣接した長方形の吸引口２４に吸い込まれて図示しない真空装置に排出される。駆動部３０が、クリーニングヘッド２０を基板１３の幅分だけＹ方向に往復動させると、クリーニングヘッド２０が通過した図６に示す基板１３の領域Ｂの異物が除去される。なお、図６に示す領域Ｂの搬送方向下流側の領域Ａは、基板１３の表面の異物除去が終了した領域であり、領域Ｂの搬送方向上流側の領域Ｃは、基板１３の表面の異物除去を行っていない領域である。
領域Ｂの基板１３の表面の異物除去を行う際、噴射孔４２から噴出する空気は、Ｙ方向から搬送方向と反対方向に傾斜したＰ方向に吹き出される。つまり、領域Ｂから基板１３の異物除去を行っていない領域Ｃの方向に向かって空気が吹き出される。このため、異物が噴射された空気によって異物除去の終了した領域Ａの方向に吹き飛ばされることがなく、異物除去の終了した領域Ａの基板１３の表面に異物が再付着することを抑制することができ、基板１３の清浄度を向上させることができる。
また、図６に示すように、吸引口２４のＱ方向の長さは、噴射孔４２の孔列のＱ方向の長さよりも長く、噴射孔４２よりもクリーニングヘッド１２０の両側面の近傍まで延びている。このため、噴射孔４２から噴出した空気によって異物がＹ方向からＸ方向に傾いた方向に向かって吹き飛ばされた場合でも、吹き飛ばされた異物を吸引口２４によって確実に吸引することができる。これにより、異物除去の終了した領域Ａの基板１３の表面に異物が再付着することを抑制することができ、基板１３の清浄度を向上させることができる。
更に、噴射孔４２から空気が吹き出す際に、空気は、クリーニングヘッド１２０の後面１２１ｂ側の空気を巻き込んで吸引口２４の方向に向かって流れる。このため、領域Ｂに隣接する範囲にある異物除去の終了した領域Ａの表面の空気を吸引口２４に向かって吸込み、領域Ｂから領域Ａに異物が飛散することを抑制することができる。これによって、更に、異物除去の終了した領域Ａの基板１３の表面に異物が再付着することを抑制することができ、基板１３の清浄度を向上させることができる。
次に、図７を参照しながら、本発明の他の実施形態について説明する。先に図１〜図６を参照して説明したのと同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。図７に示すように、本実施形態の異物除去装置３００は、先に説明した異物除去装置２００のクリーニングヘッド１２０の噴射孔４２を鉛直な噴射孔４３の列として構成したものである。
本実施形態の異物除去装置３００も、先に説明した異物除去装置２００と同様、噴射孔４３から噴出する空気は、搬送方向と反対方向に傾斜したＰ方向に吹き出される。つまり、領域Ｂから基板１３の異物除去を行っていない領域Ｃの方向に向かって空気が吹き出される。このため、異物が噴射された空気によって異物除去の終了した領域Ａの方向に吹き飛ばされることがなく、異物除去の終了した領域Ａの基板１３の表面に異物が再付着することを抑制することができ、基板１３の清浄度を向上させることができる。また、吸引口２４のＱ方向の長さは、噴射孔４３の孔列のＱ方向の長さよりも長く、噴射孔４３よりもクリーニングヘッド１２０の両側面の近傍まで延びている。このため、噴射孔４３から噴出した空気によって異物がＹ方向からＸ方向に傾いた方向に向かって吹き飛ばされた場合でも、吹き飛ばされた異物を吸引口２４によって確実に吸引することができる。これにより、異物除去の終了した領域Ａの基板１３の表面に異物が再付着することを抑制することができ、基板１３の清浄度を向上させることができる。
以上説明した各実施形態では、基板１３を搬送される平板状部材の例として説明したが、本実施形態の異物除去装置１００、２００、３００は、例えば、半導体ウェーハや、基板上に半導体ダイが接合されたリードフレーム等を搬送する際にも適用することができる。また、各実施形態の異物除去装置１００、２００、３００は、例えば、ダイボンディング装置、ワイヤボンディング装置、フリップチップ実装装置等の電子部品実装装置の内部に組み込むことも可能である。更に、本実施形態の異物除去装置１００、２００、３００は、例えば、ガラス、フィルム等の平板状部材を搬送する際にその表面の異物を除去することにも適用することができる。
１１，１２ ガイドレール、１３ 基板、２０，１２０ クリーニングヘッド、２１，１２１ 本体、２１ａ，１２１ａ 前面、２１ｂ，１２１ｂ 後面、２２ 蓋、２２ａ フランジ、２２ｂ 傾斜部、２３ スリット、２４ 吸引口、２５ 空気入口、２６ 吸引接続管、２７ 接続部材、２８ アーム、２９，４１ 噴射ヘッダ、２９ａ 凹部、２９ｂ 傾斜面、３０ 駆動部、４２，４３ 噴射孔、９１，９２ 矢印、１００，２００，３００ 異物除去装置、Ａ〜Ｃ 領域。

Claims (7)

  1. 水平方向に搬送される平板状部材の表面に帯状に空気を噴射する噴射口と、前記噴射口に隣接して配置される長方形状の吸引口と、を含む直方体状のクリーニングヘッドと、
    前記クリーニングヘッドを前記平板状部材の表面に沿って搬送方向と直交方向に移動させる駆動部と、を備え、前記平板状部材の表面の異物を除去する異物除去装置であって、
    前記クリーニングヘッドの長手方向の吸引口側端面が、搬送方向と直交方向から搬送方向と反対方向に向かって傾斜し、
    前記吸引口は、前記平板状部材の前記表面に向かう方向に開口し、
    前記噴射口は、搬送方向側に位置する長手方向の吸引口側端面のみに隣接して配置され、前記平板状部材の前記表面に対して前記吸引口に向かう方向に傾斜していること、
    を特徴とする異物除去装置。
  2. 請求項１に記載の異物除去装置であって、
    前記噴射口は、直線状のスリットである異物除去装置。
  3. 請求項１に記載の異物除去装置であって、
    前記噴射口は、直線状に配置された孔列である異物除去装置。
  4. 請求項１に記載の異物除去装置であって、
    前記吸引口の長手方向長さは、前記噴射口の長手方向長さよりも長い異物除去装置。
  5. 請求項２に記載の異物除去装置であって、
    前記吸引口の長手方向長さは、前記噴射口の長手方向長さよりも長い異物除去装置。
  6. 請求項３に記載の異物除去装置であって、
    前記吸引口の長手方向長さは、前記噴射口の長手方向長さよりも長い異物除去装置。
  7. 請求項１に記載の異物除去装置であって、
    前記駆動部は、前記クリーニングヘッドを前記平板状部材の搬送方向と直交方向の幅に応じて設定された長さだけ移動させる異物除去装置。
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