JP6898936B2 - ウエハ供給装置および部品実装装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ウエハ供給装置および部品実装装置に関する。
従来より、粘着シートに貼着されたペレット（ダイ）をペレット側から吸着ノズルにより押圧しながら吸着して基板にボンディングするボンディングヘッドと、粘着シートの裏面から突き上げピンを用いて突き上げることにより当該ペレットを粘着シートから剥離させるペレット突き上げユニットとを備える部品実装システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ペレット突き上げユニットは、突き上げピンを支持しカムの回転に伴って上昇するピン支持体と、カムを駆動するモータと、ピン支持体に設けられた荷重測定器と、を備え、突き上げピンの突き上げ動作に伴いペレットに作用する突き上げ荷重を荷重測定器により測定する。一方、ボンディングヘッドは、突き上げ荷重の測定結果に基づいて吸着ノズルによるペレットの吸着動作に伴いペレットに作用するピックアップ荷重をフィードバック制御により調整する。
特開２００４−２７３９１０号公報
しかしながら、特許文献１記載のシステムでは、常に突き上げ荷重を測定しながらモータによりカムを回転させて突き上げピンを上昇させているため、ペレット（ダイ）の押し上げ動作に時間を要してしまう。
本発明は、高速かつ高精度に部品をシートから剥離させることを主目的とする。
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明のウエハ供給装置は、複数の部品に分割されたウエハが貼着されたシートから部品をノズルによりピックアップして対象物に実装する部品実装装置に用いられるウエハ供給装置であって、前記ノズルがピックアップしようとする部品を前記シートの裏側から押し上げるための押上部と、昇降部材を昇降させる第１押上部昇降装置と、前記第１押上部昇降装置により前記昇降部材と共に昇降され、該昇降部材に対して相対的に前記押上部を昇降させる第２押上部昇降装置と、を備えることを要旨とする。
この本発明のウエハ供給装置は、ノズルがピックアップしようとする部品をシートの裏側から押し上げる押上部と、昇降部材を昇降させる第１昇降装置と、第１押上部昇降装置により昇降部材と共に昇降されて昇降部材に対して相対的に押上部を昇降させる第２押上部昇降装置と、を備えて構成される。これにより、ウエハ供給装置は、第１押上部昇降装置により押上部を高速に動作させることができる一方、第２押上部昇降装置により押上部を高精度に動作させることができる。この結果、高速かつ高精度に部品をシートから剥離させることができる。
こうした本発明のウエハ供給装置において、前記押上部に作用する荷重を測定する荷重測定部と、前記ノズルにより前記部品がピックアップされる際に前記荷重測定部により測定される荷重に基づいて前記押上部が押し上げられるよう前記第１押上部昇降装置および前記第２押上部昇降装置を制御する制御部と、を備えるものとしてもよい。
この態様の本発明のウエハ供給装置において、前記制御部は、前記押上部が所定の押上位置まで押し上げられるよう前記第１押上部昇降装置を制御し、前記押上部で前記部品が押し上げられている状態で前記荷重測定部により測定される荷重が所定の押上荷重範囲内に保持されるよう前記第２押上部昇降装置を制御するものとしてもよい。こうすれば、ウエハ供給装置は、適切な荷重を付与して部品に破損を生じさせることなく部品をシートから剥離させることができる。
さらにこの態様の本発明のウエハ供給装置において、前記制御部は、前記押上部で前記部品が押し上げられている状態で前記荷重測定部により測定される荷重が目標荷重に保持されるよう前記第２押上部昇降装置を制御するものであり、前記押上部の押し上げ量または押し上げ位置に応じて前記目標荷重を変化させるものとしてもよい。こうすれば、部品の剥離の進行状況に応じて押し上げ荷重を変化させることができるため、部品を押し上げる際の破損の発生をより確実に抑制することができる。
本発明の第１の部品実装装置は、複数の部品に分割されたウエハが貼着されたシートから部品をノズルによりピックアップして対象物に実装する部品実装装置であって、ヘッドと、ノズルと、前記ヘッドに対して前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、前記ノズルがピックアップしようとする部品を前記シートの裏側から押し上げるための押上部と、昇降部材を昇降させる第１押上部昇降装置と、前記第１押上部昇降装置により前記昇降部材と共に昇降され該昇降部材に対して相対的に前記押上部を昇降させる第２押上部昇降装置と、前記押上部に作用する荷重を測定する荷重測定部と、前記ノズルが所定のノズル位置まで下降すると共に前記押上部が所定の押上位置まで押し上げられるよう前記ノズル昇降装置と前記第１押上部昇降装置を制御し、前記押上部で前記部品が押し上げられている状態で前記荷重測定部により測定される荷重が所定の押上荷重範囲内に保持されるよう前記第２押上部昇降装置を制御する制御部と、を備えることを要旨とする。
この本発明の第１の部品実装装置は、ヘッドと、ノズルと、ヘッドに対してノズルを昇降させるノズル昇降装置と、を備える。また、第１の部品実装装置は、ノズルがピックアップしようとする部品をシートの裏側から押し上げるための押上部と、昇降部材を昇降させる第１押上部昇降装置と、第１押上部昇降装置により昇降部材と共に昇降され昇降部材に対して相対的に押上部を昇降させる第２押上部昇降装置と、押上部に作用する荷重を測定する荷重測定部と、を備える。そして、第１の部品実装装置は、ノズルが所定のノズル位置まで下降すると共に押上部が所定の押上位置まで押し上げられるようノズル昇降装置と第１押上部昇降装置を制御し、押上部で部品が押し上げられている状態で荷重測定部により測定される荷重が所定の押上荷重範囲内に保持されるよう第２押上部昇降装置を制御する。これにより、第１の部品実装装置は、第１押上部昇降装置により押上部を高速に動作させることができる一方、第２押上部昇降装置により押上部を高精度に動作させることができる。この結果、第１の部品実装装置は、高速かつ高精度に部品をシートから剥離させることができる。
本発明の第２の部品実装装置は、複数の部品に分割されたウエハが貼着されたシートから部品をノズルによりピックアップして対象物に実装する部品実装装置であって、ヘッドと、ノズルと、前記ヘッドに対して昇降部材を昇降させる第１ノズル昇降装置と、前記昇降部材と共に昇降され、前記昇降部材に対して前記ノズルを相対的に昇降させる第２ノズル昇降装置と、前記ノズルがピックアップしようとする部品を前記シートの裏側から押し上げるための押上部と、前記押上部を昇降させる押上部昇降装置と、前記ノズルに作用する荷重を測定する荷重測定部と、前記ノズルが所定のノズル位置まで下降すると共に前記押上部が所定の押上位置まで押し上げられるよう前記第１ノズル昇降装置と前記押上部昇降装置を制御し、前記ノズルが前記部品に当接すると共に前記押上部で該部品が押し上げられている状態で前記荷重測定部により測定される荷重が所定の押上荷重範囲内に保持されるよう前記第２ノズル昇降装置を制御する制御部と、を備えることを要旨とする。
この本発明の第２の部品実装装置は、ヘッドと、ノズルと、ヘッドに対して昇降部材を昇降させる第１ノズル昇降装置と、昇降部材と共に昇降され昇降部材に対してノズルを相対的に昇降させる第２ノズル昇降装置と、を備える。また、第２部品実装装置は、ノズルがピックアップしようとする部品を前記シートの裏側から押し上げるための押上部と、押上部を昇降させる押上部昇降装置と、ノズルに作用する荷重を測定する荷重測定部と、を備える。そして、第２の部品実装装置は、ノズルが所定のノズル位置まで下降すると共に押上部が所定の押上位置まで押し上げられるよう第１ノズル昇降装置と押上部昇降装置を制御し、ノズルが部品に当接すると共に押上部で部品が押し上げられている状態で荷重測定部により測定される荷重が所定の押上荷重範囲内に保持されるよう第２ノズル昇降装置を制御する。これにより、第２の部品実装装置は、第１ノズル昇降装置によりノズルを高速に動作させることができる一方、第２ノズル昇降装置によりノズルを高精度に動作させることができる。この結果、第２の部品実装装置は、高速かつ高精度に部品をシートから剥離させてノズルでピックアップすることができる。
こうした本発明の第２の部品実装装置において、前記制御部は、前記ノズルが前記所定のノズル位置まで下降するよう前記第１ノズル昇降装置を制御し、該ノズルが前記部品に当接すると共に前記荷重測定部により測定される荷重が所定の当接荷重範囲内となるよう前記第２ノズル昇降装置を制御し、前記押上部により前記部品が押し上げられるよう前記押上部昇降装置を制御し、前記ノズルが前記部品に当接すると共に前記押上部で該部品が押し上げられている状態で前記荷重測定部により測定される荷重が所定の押上荷重範囲内に保持されるよう前記第２ノズル昇降装置を制御するものとしてもよい。こうすれば、ノズルが部品に当接する際に当該部品に過大な荷重が作用するのを抑制して部品の破損をより確実に抑制することができる。
部品実装システム１０の構成の概略を示す構成図である。 ダイ剥離装置５０の構成の概略を示す上面図である。 ダイ剥離装置５０の構成の概略を示す側面図である。 昇降装置６０の構成の概略を示す構成図である。 部品実装システム１０の電気的な接続関係を示すブロック図である。 ピックアップ処理の一例を示すフローチャートである。 ダイ剥離処理の一例を示すフローチャートである。 目標荷重Ｆ＊と押上ピン７１の押し上げ量との関係を示す説明図である。 ダイシート４３に貼着されたダイＤをダイシート４３から剥離しながら吸着ノズル２４でピックアップする様子を示す説明図である。 変形例の実装ヘッド１２２の構成の概略を示す構成図である。 変形例の実装ヘッド１２２を用いた部品実装システム１１０の電気的な接続関係を示すブロック図である。 変形例のピックアップ処理を示すフローチャートである。 変形例のダイ剥離処理を示すフローチャートである。
次に、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、部品実装システム１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、ダイ剥離装置５０の構成の概略を示す上面図であり、図３は、ダイ剥離装置５０の構成の概略を示す側面図であり、図４は、昇降装置６０の構成の概略を示す構成図であり、図５は、部品実装システム１０の電気的な接続関係を示すブロック図である。なお、図１中、左右方向はＸ軸方向であり、前後方向はＹ軸方向であり、上下方向はＺ軸方向である。
部品実装システム１０は、図１に示すように、ウエハＷを分割したダイＤなどの部品を対象物（基板Ｓや他の部品など）上に実装するシステムであり、部品実装装置２０と、管理コンピュータ（ＰＣ）８０とを備える。部品実装システム１０は、部品を基板Ｓに実装する複数台の部品実装装置２０が上流から下流に配置されている。図１では、説明の便宜のため部品実装装置２０を１台のみ示している。なお、部品実装システム１０は、部品実装装置２０と同じ実装ライン上に半田印刷機や検査機、リフロー炉などを備えるものとしてもよい。
部品実装装置２０は、基板搬送装置２１と、実装ヘッド２２と、ヘッド移動装置２３と、吸着ノズル２４と、パーツカメラ２５と、マークカメラ２６と、テープ供給装置２８と、ウエハ供給装置４０と、制御装置２９とを備える。基板搬送装置２１は、基板Ｓの搬入、搬送、実装位置での固定、搬出を行なう。基板搬送装置２１は、図１の前後に間隔を開けて設けられ左右方向に架け渡された１対のコンベアベルトを有している。基板Ｓはこのコンベアベルトにより搬送される。
実装ヘッド２２は、ウエハ供給装置４０から供給されるダイＤやテープ供給装置２８から供給される部品をピックアップし、基板搬送装置２１に固定された基板Ｓへ実装するヘッドであり、ヘッド移動装置２３によってＸＹ軸方向に移動可能となっている。ヘッド移動装置２３は、ガイドレールに導かれてＸＹ軸方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータと、スライダのＸＹ軸方向の位置を検出する位置センサとを備える。実装ヘッド２２には１以上のノズルホルダが取り付けられ、ノズルホルダの下面には吸着ノズル２４が取り外し可能に取り付けられている。吸着ノズル２４は、その吸着口が切替弁３６（電磁弁）を介して負圧源と正圧源とに連通しており、切替弁３６を駆動することにより吸着口に負圧を作用させて部品を吸着したり吸着口に正圧を作用させて部品の吸着を解除したりすることができるようになっている。また、実装ヘッド２２は、昇降装置３１を内蔵しており、昇降装置３１によってＺ軸に沿って吸着ノズル２４の高さを調整可能となっている。昇降装置３１は、Ｚ軸方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータと、スライダのＺ軸方向の位置を検出するＺ軸位置センサ３２とを備える。また、実装ヘッド２２は、回転装置３３を内蔵しており、昇降装置３１によって吸着ノズル２４に吸着された部品の角度を調整可能となっている。回転装置３３は、吸着ノズル２４を保持するノズルホルダを回転させるモータと、モータの回転位置を検出する回転位置センサとを備える。
パーツカメラ２５は、基板搬送装置２１とテープ供給装置２８との間に設けられている。パーツカメラ２５は、部品を吸着した吸着ノズル２４がパーツカメラ２５の上方を通過する際、吸着ノズル２４に吸着された部品を下方から撮像し、その画像を制御装置２９へ出力する。
マークカメラ２６は、ＸＹ軸方向に移動可能にヘッド移動装置２３に設けられている。マークカメラ２６は、基板Ｓが搬送されたときに基板Ｓの位置を確認するために基板Ｓに設けられた位置決め基準マークを上方から撮像し、その画像を制御装置２９へ出力する。また、マークカメラ２６は、実装ヘッド２２がピックアップしようとするダイＤを含むウエハＷを上方から撮像し、その画像を制御装置２９へ出力する。
テープ供給装置２８は、部品が収容されたテープが巻回されたリールを備え、リールからテープを引き出すことにより部品を部品実装装置２０へ供給する。
ウエハ供給装置４０は、ウエハＷを分割したダイＤを実装ヘッド２２の吸着位置に供給する装置であり、ウエハパレット４１と、マガジン４２と、ダイ剥離装置５０と、を備える。ウエハパレット４１は、ウエハＷが貼着されたダイシート４３が張った状態で固定されたものである。このウエハパレット４１は、マガジン４２に複数収容されており、実装ヘッド２２がダイＤを吸着する際にパレット引出装置４４によってマガジン４２から引き出される。
ダイ剥離装置５０は、図２および図３に示すように、ポット５１と、ポット移動装置５２と、押上ピン７１（図４参照）と、昇降装置６０とを備える。ポット５１は、パレット引出装置４４により引き出されたウエハパレット４１の下方に配置され、ポット移動装置５２によってＸＹ軸方向に移動可能となっている。ポット移動装置５２は、ガイドレールに導かれてＸＹ軸方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータと、スライダのＸＹ軸方向の位置を検出する位置センサとを備える。押上ピン７１は、ポット５１の内部に配置され、ダイシート４３に貼着されたウエハＷの分割されたダイＤのうちピックアップしようとするダイＤをダイシート４３の裏側から押し上げるものである。押上ピン７１の下端部は、ピン支持体７３によって支持されている。押上ピン７１は、ピン支持体７３に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に取り付けられている。ピン支持体７３には図示しない圧縮コイルスプリングが内蔵されており、押上ピン７１は、圧縮コイルスプリングの付勢力によりピン支持体７３に対して下方向に付勢されている。また、押上ピン７１は、ダイＤのサイズに応じて太さや本数などが異なるものが複数種類設けられる。ダイ剥離装置５０は、種類の異なる押上ピン７１を有するポット５１を複数備えており、ダイＤのサイズに応じていずれかのポット５１を選択してダイＤを押し上げることができる。ポット５１の上面には吸引口が設けられており、ダイ剥離装置５０は、ポット５１の上面でダイシート４３を吸引支持させた状態で押上ピン７１を突き上げることにより、ピックアップしようするダイＤだけを押し上げてダイシート４３から剥離させることができる。
昇降装置６０は、図４に示すように、第１昇降装置６１と、第２昇降装置６５と、ロードセル６９（荷重計測部）とを備える。昇降装置６０は、押上ピン７１と共にポット５１を昇降可能に構成されており、ポット５１の上面がダイシート４３にほぼ接触する位置まで近接すると、図示しないストッパ機構によってポット５１の上昇が止まり、その後、押上ピン７１がポット５１の上面から突出して、ダイＤをダイシート４３の裏側から押し上げるようになっている。
第１昇降装置６１は、第１リニアモータ６２と、第１リニアモータ６２の駆動によりＺ軸方向に昇降可能な第１Ｚ軸スライダ６３と、第１Ｚ軸スライダ６３のＺ軸方向の位置を検出する第１Ｚ軸位置センサ６４と、を備える。第１Ｚ軸スライダ６３には押上ピン７１を支持するピン支持体７３に設けられた水平部７４に係合（当接）可能な第１係合部６３ａが形成されている。これにより、押上ピン７１は、第１Ｚ軸スライダ６３の昇降に伴って昇降可能となっている。
第２昇降装置６５は、第１昇降装置６１の第１Ｚ軸スライダ６３に取り付けられた第２リニアモータ６６と、第２リニアモータ６６の駆動によりＺ軸方向に昇降可能な第２Ｚ軸スライダ６７と、第２Ｚ軸スライダ６７のＺ軸方向の位置を検出する第２Ｚ軸位置センサ６８と、を備える。第２Ｚ軸スライダ６７には、押上ピン７１の下部で径方向に延びるフランジ部７２の下面に係合（当接）可能な第２係合部６７ａが形成されている。これにより、押上ピン７１は、第２Ｚ軸スライダ６７の昇降に伴って昇降可能となっている。本実施形態では、第２昇降装置６５による第２Ｚ軸スライダ６７のストローク距離は、第１昇降装置６１による第１Ｚ軸スライダ６３のストローク距離よりも短くなっている。昇降装置６０は、第１昇降装置６１によって押上ピン７１のＺ軸位置を大まかに調整した後、第２昇降装置６５によって押上ピン７１のＺ軸位置を細かく調整することができる。また、第２Ｚ軸スライダ６７には、押上ピン７１がダイＤを押し上げる際に押上ピン７１に作用する荷重Ｆを検出するためのロードセル６９が設けられている。
制御装置２９は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＲＯＭやＲＡＭ、入出力ポートなどを備える。図３に示すように、制御装置２９は、実装ヘッド２２（Ｚ位置センサ３２や回転位置センサ）や、ヘッド移動装置２３（位置センサ）、パーツカメラ２５、マークカメラ２６、テープ供給装置２８、パレット引出装置４４、ダイ剥離装置５０（第１Ｚ軸位置センサ６４や第２Ｚ軸位置センサ６８、ロードセル６９）からの信号を入力ポートを介して入力する。また、制御装置２９は、基板搬送装置２１や実装ヘッド２２（昇降装置３１や回転装置３３、切替弁３６）、パーツカメラ２５、マークカメラ２６、テープ供給装置２８、パレット引出装置６４、ダイ剥離装置５０（ポット移動装置５２や第１昇降装置６１、第２昇降装置６５）へ信号を出力ポートを介して出力する。
管理ＰＣ８０は、部品実装装置２０の制御装置２９と通信可能に接続され、ジョブ情報などを管理する。ジョブ情報には、例えば、部品の実装順、実装する部品の種別、サイズ、用いる装置、基板Ｓのサイズ、生産枚数などの情報が含まれている。
次に、こうして構成された本実施形態の部品実装システム１０の動作、特に、ダイシート４３に貼着されたダイＤをダイシート４３から剥離しながらピックアップする動作について説明する。図６は、ピックアップ処理の一例を示すフローチャートであり、図７は、ダイ剥離処理の一例を示すフローチャートである。ピックアップ処理およびダイ剥離処理は、本実施形態では、管理ＰＣ８０からジョブ情報を含む生産指令を受信したときに制御装置２９により並行して実行される。なお、本実施形態では、ピックアップ処理およびダイ剥離処理は、同じ制御装置２９により実行されるものとしたが、互いに信号のやり取りが可能な異なる制御装置により実行されるものとしてもよい。
ピックアップ処理では、制御装置２９は、まず、ヘッド移動装置２３を駆動制御して吸着ノズル２４をピックアップしようとするダイＤ（対象ダイ）の真上に移動させる（ステップＳ１００）。次に、制御装置２９は、昇降装置３１を駆動制御して吸着ノズル２４を下降させ（ステップＳ１０５）、吸着ノズル２４のＺ軸方向の位置が目標位置Ｐ１に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、目標位置Ｐ１は、吸着ノズル２４がダイＤをピックアップする位置であり、ダイ剥離装置５０によりダイシート４３からダイＤを剥離する際のダイＤの位置に対応する位置に定められる。制御装置２９は、吸着ノズル２４の位置が目標位置Ｐ１に到達していないと判定すると、昇降装置３１により吸着ノズル２４の下降を継続させ、吸着ノズル２４の位置が目標位置Ｐ１に到達したと判定すると、昇降装置３１の駆動を停止すると共に（ステップＳ１１５）、切替弁３６を駆動制御して吸着ノズル２４の吸着口に負圧を供給する（ステップＳ１２０）。そして、制御装置２９は、ダイ剥離装置５０において押上ピン７１による対象ダイの押し上げが完了するのを待って（ステップＳ１２５）、昇降装置３１を駆動制御して吸着ノズル２４を上昇させて（ステップＳ１３０）、ピックアップ処理を終了する。なお、ステップＳ１２５の処理は、ダイ剥離処理のステップＳ２３５の判定結果に基づいて行なわれる。
一方、ダイ剥離処理では、制御装置２９は、まず、ポット移動装置５２を駆動制御して対象ダイの真下にポット５１を移動させる（ステップＳ２００）。次に、制御装置２９は、第１昇降装置６１を駆動制御して押上ピン７１を高速で上昇させる（ステップＳ２０５）。そして、制御装置２９は、第１Ｚ軸位置センサ６４および第２Ｚ軸位置センサ６８からの信号に基づいて特定される押上ピン７１のＺ軸方向の位置が規定位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ここで、規定位置は、押上ピン７１がダイシート４３と接触する位置よりも所定距離だけ手前の位置として定められている。制御装置２９は、押上ピン７１の位置が規定位置に到達していないと判定すると、第１昇降装置６１による押上ピン７１の上昇を継続させ、押上ピン７１の位置が規定位置に到達したと判定すると、第１昇降装置６１の駆動を停止すると共に（ステップＳ２１５）、第２昇降装置６５を駆動制御して押上ピン７１を低速で更に上昇させる（ステップＳ２２０）。次に、制御装置２９は、押上ピン７１が対象ダイの押し上げを開始したか否かを判定する（ステップＳ２２５）。この処理は、例えば、ロードセル６９により検出される押上ピン７１に作用する荷重Ｆが所定荷重を超えたか否かを判定することにより行なうことができる。制御装置２９は、押上ピン７１による対象ダイの押し上げが開始されていないと判定すると、押上ピン７１の上昇を継続させ、押上ピン７１による対象ダイの押し上げが開始されたと判定すると、押上ピン７１に作用する荷重Ｆが目標荷重Ｆ＊に保持されるようフィードバック制御を用いて第２昇降装置６５を駆動制御する（ステップＳ２３０）。ここで、目標荷重Ｆ＊は、本実施形態では、図８に例示するように、押上ピン７２による対象ダイの押し上げ量が大きくなる（押し上げ位置が高くなる）につれて小さくなるよう段階的に変化させるものとした。ダイＤは下面全面がダイシート４３に貼着されているため、ダイＤをダイシート４３の裏側から押し上げてダイシート４３から剥離させるには比較的高い初期荷重をもって押上ピン７１を押し上げる必要がある。ダイＤは、押上ピン７２により押し上げられると、最初は外周縁からゆっくりと剥離していく。そして、ダイＤは、剥離が進むにつれて、ダイシート４３との貼着面積が小さくなるため、剥離の速度が速くなり、必要な荷重も小さくなる。制御装置２９は、押上ピン７１の押し上げ量が大きくなるにつれて小さくなるよう目標荷重Ｆ＊を変化させることにより、ダイＤの剥離の進行状況に応じた適切な押し上げ荷重を付与し、ダイＤを破損させることなくダイシート４３から剥離させることができる。ここで、制御装置２９は、制御性を向上させるため、目標荷重Ｆ＊を変化させる際には、第２昇降装置６５を停止して押上ピン７１の上昇を一時的に停止させるものとしてもよい。そして、制御装置２９は、押上ピン７１の押し上げが完了したか否かを判定する（ステップＳ２３５）。この処理は、対象ダイの上面が吸着ノズル２４の先端と接触したか否かを判定するための処理であり、第１Ｚ軸位置センサ６４および第２Ｚ軸位置センサ６８からの信号に基づいて特定される押上ピン７１のＺ軸方向の位置が吸着ノズル２４の目標位置Ｐ１に対応する目標位置Ｐ２に到達したか否かを判定することにより行なわれる。そして、制御装置２９は、押上ピン７１の押し上げが完了したと判定すると、第２昇降装置６５の駆動を停止して（ステップＳ２４０）、ダイ剥離処理を終了する。
図９はダイシート４３に貼着されたダイＤをダイシート４３から剥離しながら吸着ノズル２４でピックアップする様子を示す説明図である。制御装置２９は、昇降装置３１を駆動制御してピックアップしようとするダイＤの真上から目標位置（ピックアップ位置）まで吸着ノズル２４を下降させると共に、昇降装置６０を駆動制御して吸着ノズル２４がピックアップしようとするダイＤを押し上げるよう押上ピン７１を上昇させる（図９（ａ）〜（ｃ）参照）。具体的には、制御装置２９は、押上ピン７１がダイシート４３に接触するまでは、第１昇降装置６１によって押上ピン７１を高速で上昇させ、押上ピン７１がダイシート４３に接触すると、第２昇降装置６５によって押上ピン７１を低速で上昇させる。そして、制御装置２９は、押上ピン７１によりダイＤの押し上げが開始されると、押上ピン７１に作用する荷重Ｆが目標荷重Ｆ＊となるようにフィードバック制御を用いて第２昇降装置６５を駆動制御する。これにより、ダイＤを破損させることなく、ダイＤをダイシート４３から適切に剥離させることができる（図９（ｄ），（ｅ）参照）。制御装置２９は、押上ピン７１によるダイＤの押し上げが完了すると、吸着ノズル２４を上昇させてダイシート４３から剥離されたダイＤをピックアップする（図９（ｆ）参照）。
ここで、本実施形態の主要な要素と発明の開示の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、押上ピン７１が「押上部」に相当し、第１昇降装置６１が「第１押上部昇降装置」に相当し、第２昇降装置６５が「第２押上部昇降装置」に相当する。また、ロードセル６９が「荷重測定部」に相当し、制御装置２９が「制御部」に相当する。また、実装ヘッド２３が「ヘッド」に相当し、吸着ノズル２４が「ノズル」に相当し、昇降装置３１が「ノズル昇降装置」に相当する。
以上説明した本実施形態のウエハ供給装置４０は、実装ヘッド２２が、ウエハＷが貼着されたダイシート４３からダイＤをピックアップする際に、ダイＤをダイシート４３の裏側から押上ピン７１により押し上げることで、ピックアップしようとするダイＤをダイシート４３から剥離させるダイ隔離装置５０を備える。ダイ剥離装置５０は、押上ピン７１と、第１Ｚ軸スライダ６３を昇降させる第１昇降装置６１と、第１Ｚ軸スライダ６３と共に昇降され第１Ｚ軸スライダ６３に対して押上ピン７１を昇降させる第２昇降装置６５とを備えて構成される。これにより、ウエハ供給装置４０（ダイ剥離装置５０）は、第１昇降装置６１により押上ピン７１を高速で上昇させることができ、それ以降は第２昇降装置６５により低速で上昇させることができる。この結果、ダイＤを押上ピン７１で押し上げる際にダイＤに過大な応力が作用するのを抑制し、ダイＤを破損させることなく、ダイＤの剥離動作を素早く実行することができる。
また、本実施形態のウエハ供給装置４０は、第２昇降装置６５を駆動して押上ピン７１により対象ダイを押し上げる際には押上ピン７１に作用する荷重Ｆが目標荷重Ｆ＊に保持されるようにフィードバック制御を用いて第２昇降装置６５を駆動制御する。これにより、押上ピン７１の押し上げによって対象ダイに過大な応力が作用するのを防止し、対象ダイの破損を効果的に抑制することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
例えば、上述した実施形態では、制御装置２９は、図６のピックアップ処理において、吸着ノズル２４を目標位置Ｐ１まで下降させた後、押上ピン７１によってダイＤが押し上げられるまで吸着ノズル２４を目標位置Ｐ１で待機させるものとした。しかし、制御装置２９は、ピックアップ処理において、ダイＤが押し上げられる前に吸着ノズル２４をダイＤに接触するまで下降させ、押上ピン７１によるダイＤの押し上げに伴って吸着ノズル２４を上昇させるものとしてもよい。この場合、制御装置２９は、ダイ剥離処理において、押上ピン７１に作用する荷重Ｆに基づいて当該荷重Ｆが目標荷重Ｆ＊となるように吸着ノズル２４の上昇に押上ピン７１を追従させるものとしてもよい。
また、上述した実施形態では、押上ピン７１でダイＤを押し上げる際の目標荷重Ｆ＊を押上ピン７１の押し上げ量（押し上げ位置）に応じて変化させるものとしたが、押上ピン７１でダイＤを押し上げている間、目標荷重Ｆ＊として一定荷重を設定するものとしてもよい。
また、上述した実施形態では、昇降装置６０に押上ピン７１に作用する荷重Ｆを測定するためのロードセル１６９を備えるものとしたが、第２リニアモータ１６６の負荷電流を検出または推定することにより押上ピン７１に作用する荷重を測定するものとしてもよい。
また、上述した実施形態では、第１昇降装置６１のアクチュエータとして第１リニアモータ６２を用いるものとしたが、ボイスコイルモータやボールねじ機構等を用いるものとしてもよい。また、第２昇降装置６５のアクチュエータとして第２リニアモータ６６を用いるものとしたが、ボイスコイルモータ等を用いるものとしてもよい。
また、上述した実施形態では、ダイ剥離装置５０の昇降装置６０を第１昇降装置６１および第２昇降装置６５により構成したが、実装ヘッドの昇降装置を第１昇降装置および第２昇降装置により構成してもよい。図１０は、変形例の実装ヘッド１２２の構成の概略を示す構成図であり、図１１は、変形例の実装ヘッド１２２を用いた部品実装システム１１０の電気的な接続関係を示すブロック図である。
変形例の実装ヘッド１２２は、図１０に示すように、ヘッド本体１２２ａと、吸着ノズル２４と、回転装置１３３と、昇降装置１６０と、を備える。実装ヘッド１２２には１以上のノズルホルダ１７３が取り付けられ、ノズルホルダ１７３の下端部には吸着ノズル２４が着脱可能に取り付けられる。吸着ノズル２４は、ノズルホルダ１７３に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に取り付けられている。ノズルホルダ１７３には図示しない圧縮コイルスプリングが内蔵されており、吸着ノズル２４は、圧縮コイルスプリングの付勢力によりノズルホルダ１７３に対して上方向に付勢されている。回転装置１３３は、回転軸にギヤ１３３ｂが設けられた回転モータ１３３ａを備える。ノズルホルダ１７３の上端部にはギヤ１３３と噛み合うギヤ１７６が、ギヤ１３３に対してノズルホルダ１７３がＺ軸方向に移動可能に設けられている。実装ヘッド１２２は、回転モータ１３３ａを駆動することで、ノズルホルダ４２を任意の角度に調整することができる。ノズルホルダ４２には吸着ノズル２４が取り付けられるから、実装ヘッド１２２は、ノズルホルダ４２を角度を調整することで、吸着ノズル２４に吸着されたダイＤの角度を調整することができる。昇降装置１６０は、第１昇降装置１６１と、第２昇降装置１６５と、ロードセル１６９（荷重測定部）とを備える。第１昇降装置１６１は、第１リニアモータ１６２と、第１リニアモータ１６２の駆動によりＺ軸方向に昇降可能な第１Ｚ軸スライダ１６３と、第１Ｚ軸スライダ１６３のＺ軸方向の位置を検出する第１Ｚ軸位置センサ１６４と、を備える。第１Ｚ軸スライダ１６３にはノズルホルダ１７３に設けられた水平部１７４に係合（当接）可能な第１係合部１６３ａが形成されている。これにより、ノズルホルダ１７３に取り付けられる吸着ノズル２４は、第１Ｚ軸スライダ１６３の昇降に伴って昇降可能となっている。第２昇降装置１６５は、第１昇降装置１６１の第１Ｚ軸スライダ１６３に取り付けられた第２リニアモータ１６６と、第２リニアモータ１６６の駆動によりＺ軸方向に昇降可能な第２Ｚ軸スライダ１６７と、を備える。第２Ｚ軸スライダ１６７には、吸着ノズル２４の上部で径方向に延びるフランジ部１７２の上面に係合（当接）可能な第２係合部１６７ａが形成されている。これにより、吸着ノズル２４は、第２Ｚ軸スライダ１６７の昇降に伴って昇降可能となっている。本実施形態では、第２昇降装置１６５による第２Ｚ軸スライダ１６７のストローク距離は、第１昇降装置１６１による第１Ｚ軸スライダ１６３のストローク距離よりも短くなっている。昇降装置１６０は、第１昇降装置１６１によって吸着ノズル２４のＺ軸位置を大まかに調整した後、第２昇降装置１６５によって吸着ノズル２４のＺ軸位置を細かく調整する。また、第２Ｚ軸スライダ１６７には、吸着ノズル２４がダイＤを吸着してピックアップする際に吸着ノズル２４に作用する荷重Ｆを検出するためのロードセル１６９が設けられている。
ダイ剥離装置１５０は、押上ピン７１を昇降させる１の昇降装置１３１と、押上ピン７１のＺ軸位置を検出するＺ軸位置センサ１３２と、を備える。なお、昇降装置１３１は、リニアモータと、リニアモータによりＺ軸方向に移動可能なスライダと、を備え、スライダがＺ軸方向に移動することで、押上ピン７１を昇降可能となっている。
次に、こうして構成された変形例の部品実装システム１１０の動作につい説明する。図１２は、変形例のピックアップ処理を示すフローチャートであり、図１３は、変形例のダイ剥離処理を示すフローチャートである。
ピックアップ処理では、部品実装装置２０の制御装置２９は、まず、ヘッド移動装置２３を駆動制御して吸着ノズル２４をピックアップしようとする対象ダイの真上に移動させる（ステップＳ３００）。次に、制御装置２９は、第１昇降装置１６１を駆動制御して吸着ノズル２４を高速で下降させる（ステップＳ３０５）。そして、制御装置２９は、第１Ｚ軸位置センサ１６４および第２Ｚ軸位置センサ１６８からの信号に基づいて特定される吸着ノズル２４のＺ軸方向の位置が規定位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ここで、規定位置は、吸着ノズル２４がダイＤに接触する位置よりも所定距離だけ手前の位置として定められている。制御装置２９は、吸着ノズル２４の位置が規定位置に到達していないと判定すると、第１昇降装置１６１による吸着ノズル２４の下降を継続させ、吸着ノズル２４の位置が規定位置に到達したと判定すると、第１昇降装置１６１の駆動を停止すると共に（ステップＳ３１５）、第２昇降装置１６５を駆動制御して吸着ノズル２４を低速で更に下降させる（ステップＳ３２０）。そして、制御装置２９は、吸着ノズル２４が対象ダイに接触したか否かを判定する（ステップＳ３２５）。この処理は、例えば、ロードセル１６９により検出される吸着ノズル２４に作用する荷重Ｆが閾値を超えたか否かを判定することにより行なうことができる。制御装置２９は、吸着ノズル２４が対象ダイに接触していないと判定すると、吸着ノズル２４の下降を継続させ、吸着ノズル２４が対象ダイに接触したと判定すると、切替弁３６を駆動制御して吸着ノズル２４の吸着口に負圧を供給し（ステップＳ３３０）、吸着ノズル２４に作用する荷重Ｆが目標荷重Ｆ１に保持されるようフィードバック制御を用いて第２昇降装置１６５を駆動制御する（ステップＳ３３５）。目標荷重Ｆ１は、吸着ノズル２４が対象ダイに接触した状態を維持するための荷重であり、対象ダイに過大な応力が作用しない範囲内で定められる。次に、制御装置２９は、押上ピン７１が対象ダイの押し上げを開始したか否かを判定する（ステップＳ３４０）。この処理は、例えば、吸着ノズル２４に作用する荷重Ｆが閾値を超えたか否かを判定することにより行なうことができる。制御装置２９は、押上ピン７１が対象ダイの押し上げを開始していないと判定すると、ステップＳ３４０に戻って目標荷重Ｆ１を用いた第２昇降装置１６５のフィードバック制御を継続させ、押上ピン７１が対象ダイの押し上げを開始したと判定すると、吸着ノズル２４に作用する荷重が目標荷重Ｆ２に保持されるようフィードバック制御を用いて第２昇降装置１６５を駆動制御する（ステップＳ３４５）。ここで、目標荷重Ｆ２は、上述した目標荷重Ｆ＊と同等の荷重を定めることができる。制御装置２９は、目標荷重Ｆ＊と同じように、押上ピン７１の押し上げ量が大きくなるにつれて小さくなるよう目標荷重Ｆ２を変化させてもよい。そして、制御装置２９は、押上ピン７１の押し上げが完了したか否かを判定する（ステップＳ３５０）。この処理は、図１３のダイ剥離処理のステップＳ４１５の判定結果（押上ピン７１が目標位置Ｐ２に到達したか否か）に基づいて判定することができる。制御装置２９は、押上ピン７１の押し上げが完了していないと判定すると、ステップＳ３４５に戻って目標荷重Ｆ２を用いた第２昇降装置１６５のフィードバック制御を継続させ、押上ピン７１の押し上げが完了したと判定すると、第１昇降装置１６１および第２昇降装置１６５を駆動制御して吸着ノズル２４を上昇させて（ステップＳ３５５）、ピックアップ処理を終了する。これにより、対象ダイは、吸着ノズル２４によってピックアップされることになる。
一方、ダイ剥離処理では、制御装置２９は、まず、ポット移動装置５２を駆動制御して対象ダイの真下にポット５１を移動させる（ステップＳ４００）。次に、制御装置２９は、吸着ノズル２４が対象ダイに接触するまで待機する（ステップＳ４０５）。この処理は、ピックアップ処理のステップＳ３２５の判定結果に基づいて行なうことができる。制御装置２９は、吸着ノズル２４が対象ダイに接触したと判定すると、昇降装置１３１を駆動制御して押上ピン７１を上昇させ（ステップＳ４１０）、Ｚ軸位置センサ１３２からの信号に基づいて押上ピン７１のＺ軸方向の位置が目標位置Ｐ２に到達したか否かを判定する（ステップＳ４１５）。ここで、目標位置Ｐ２は、吸着ノズル２４のピックアップ位置に対応する押上ピン７１の位置である。制御装置２９は、押上ピン７１の位置が目標位置に到達していないと判定すると、昇降装置１３１による押上ピン７１の上昇を継続させ、押上ピン７１の位置が目標位置Ｐ２に到達したと判定すると、昇降装置１３１の駆動を停止して（ステップＳ４２０）、ダイ剥離処理を終了する。
このように、変形例の部品実装装置２０では、実装ヘッド１２２は、第１昇降装置１６１と、第２昇降装置１６５と、ロードセル１６９とを備えて構成される。したがって、部品実装装置２０は、例えば、吸着ノズル２４が対象ダイに接触する前は第１昇降装置１６１により吸着ノズル２４を高速で下降させることができ、それ以降は第２昇降装置１６５により吸着ノズル２４を低速で下降させることにより、吸着ノズル２４が対象ダイに接触する際の衝撃を緩和することができる。また、部品実装装置２０は、吸着ノズル２４に対象ダイが接触した後は、吸着ノズル２４に作用する荷重Ｆが目標荷重Ｆ１に保持されるようフィードバック制御を用いて第２昇降装置１６５を駆動制御する。これにより、対象ダイに対して吸着ノズル２４を適切な荷重で押し当てることができ、吸着ノズル２４が対象ダイに接触した状態を維持することができる。さらに、部品実装装置２０は、押上ピン７１により対象ダイが押し上げられると、吸着ノズル２４に作用する荷重Ｆが目標荷重Ｆ２に保持されるようフィードバック制御を用いて第２昇降装置１６５を駆動制御する。これにより、押上ピン７１の押し上げによって対象ダイに過大な応力が作用するのを防止し、対象ダイの破損を効果的に抑制することができる。
ここで、上述した変形例において、第１昇降装置１６１が「第１ノズル昇降装置」に相当し、第２昇降装置１６５が「第２ノズル昇降装置」に相当し、昇降装置１３１が「押上部昇降装置」に相当し、ロードセル１６９が「荷重測定部」に相当する。
上述した変形例では、実装ヘッド１２２に吸着ノズル２４に作用する荷重Ｆを測定するためのロードセル１６９を備えるものとしたが、第２リニアモータ１６６の負荷電流を検出または推定することにより吸着ノズル２４に作用する荷重を測定するものとしてもよい。
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
本発明は、ウエハ供給装置や部品実装システムの製造産業などに利用可能である。
１０，１１０ 部品実装システム、２０ 部品実装装置、２１ 基板搬送装置、２２，１２２ 実装ヘッド、２３ ヘッド移動装置、２４ 吸着ノズル、２５ パーツカメラ、２６ マークカメラ、２８ テープ供給装置、３１，１３１ 昇降装置、３２ Ｚ軸位置センサ、３３，１３３ 回転装置、４０，１４０ ウエハ供給装置、４１ ウエハパレット、４２ マガジン、４３ ダイシート、４４ パレット引出装置、５０ ダイ剥離装置、５１ ポット、５２ ポット移動装置、６０，１６０ 昇降装置、６１，１６１ 第１昇降装置、６２，１６２ 第１リニアモータ、６３，１６３ 第１Ｚ軸スライダ、６３ａ，１６３ａ 第１係合部、６４，１６４ 第１Ｚ軸位置センサ、６５，１６５ 第２昇降装置、６６，１６６ 第２リニアモータ、６７，１６７ 第２Ｚ軸スライダ、６７ａ，１６７ａ 第２係合部、６８，１６８ 第２Ｚ軸位置センサ、６９，１６９ ロードセル、７１ 押上ピン、７２ フランジ部、７３ ピン支持体、７４ 水平部、８０ 管理コンピュータ（ＰＣ）、１２２ａ ヘッド本体、１３３ａ 回転モータ、１３３ｂ ギヤ、１７２ フランジ部、１７３ ノズルホルダ、１７４ 水平部、１７６ ギヤ、Ｄ ダイ、Ｓ 基板、Ｗ ウエハ。

Claims (4)

  1. 複数の部品に分割されたウエハが貼着されたシートから部品をノズルによりピックアップして対象物に実装する部品実装装置に用いられるウエハ供給装置であって、
    前記ノズルがピックアップしようとする部品を前記シートの裏側から押し上げるための押上部と、
    昇降部材を昇降させる第１押上部昇降装置と、
    前記第１押上部昇降装置により前記昇降部材と共に昇降され、該昇降部材に対して相対的に前記押上部を昇降させる第２押上部昇降装置と、
    前記押上部に作用する荷重を測定する荷重測定部と、
    前記ノズルにより前記部品がピックアップされる際に、前記押上部が所定の押上位置まで押し上げられるよう前記第１押上部昇降装置を制御し、前記押上部で前記部品が押し上げられている状態で前記荷重測定部により測定される荷重が目標荷重に保持されるよう前記第２押上部昇降装置を制御するものであり、前記押上部の押し上げ量または押し上げ位置に応じて前記目標荷重を変化させる制御部と、
    を備えることを特徴とするウエハ供給装置。
  2. 複数の部品に分割されたウエハが貼着されたシートから部品をノズルによりピックアップして対象物に実装する部品実装装置であって、
    ヘッドと、
    ノズルと、
    前記ヘッドに対して前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
    前記ノズルがピックアップしようとする部品を前記シートの裏側から押し上げるための押上部と、
    昇降部材を昇降させる第１押上部昇降装置と、
    前記第１押上部昇降装置により前記昇降部材と共に昇降され該昇降部材に対して相対的に前記押上部を昇降させる第２押上部昇降装置と、
    前記押上部に作用する荷重を測定する荷重測定部と、
    前記ノズルが所定のノズル位置まで下降すると共に前記押上部が所定の押上位置まで押し上げられるよう前記ノズル昇降装置と前記第１押上部昇降装置を制御し、前記押上部で前記部品が押し上げられている状態で前記荷重測定部により測定される荷重が目標荷重に保持されるよう前記第２押上部昇降装置を制御するものであり、前記押上部の押し上げ量または押し上げ位置に応じて前記目標荷重を変化させる制御部と、
    を備えることを特徴とする部品実装装置。
  3. 複数の部品に分割されたウエハが貼着されたシートから部品をノズルによりピックアップして対象物に実装する部品実装装置であって、
    ヘッドと、
    ノズルと、
    前記ヘッドに対して昇降部材を昇降させる第１ノズル昇降装置と、
    前記昇降部材と共に昇降され、前記昇降部材に対して前記ノズルを相対的に昇降させる第２ノズル昇降装置と、
    前記ノズルがピックアップしようとする部品を前記シートの裏側から押し上げるための押上部と、
    前記押上部を昇降させる押上部昇降装置と、
    前記ノズルに作用する荷重を測定する荷重測定部と、
    前記ノズルが所定のノズル位置まで下降すると共に前記押上部が所定の押上位置まで押し上げられるよう前記第１ノズル昇降装置と前記押上部昇降装置を制御し、前記ノズルが前記部品に当接すると共に前記押上部で該部品が押し上げられている状態で前記荷重測定部により測定される荷重が目標荷重に保持されるよう前記第２ノズル昇降装置を制御するものであり、前記押上部の押し上げ量または押し上げ位置に応じて前記目標荷重を変化させる制御部と、
    を備えることを特徴とする部品実装装置。
  4. 請求項３記載の部品実装装置であって、
    前記制御部は、前記ノズルが前記所定のノズル位置まで下降するよう前記第１ノズル昇降装置を制御し、該ノズルが前記部品に当接して前記荷重測定部により測定される荷重が所定の荷重範囲内となるよう前記第２ノズル昇降装置を制御し、前記押上部により前記部品が押し上げられるよう前記押上部昇降装置を制御し、前記ノズルが前記部品に当接すると共に前記押上部で該部品が押し上げられている状態で前記荷重測定部により測定される荷重が前記目標荷重に保持されるよう前記第２ノズル昇降装置を制御する、
    ことを特徴とする部品実装装置。
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