JP7421412B2

JP7421412B2 - 吸着装置の状態判定装置

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Publication number: JP7421412B2
Application number: JP2020081342A
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Inventors: 聖一寺岡
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Priority date: 2020-05-01
Filing date: 2020-05-01
Publication date: 2024-01-24
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Description

本明細書は、吸着装置の状態判定装置について開示する。

従来、ウエハシートから取り出されるベアチップを吸着して保持する実装ヘッドと、ウエハシートから取り出し対象のベアチップを剥離させながら持ち上げる突き上げ部を有する突き上げヘッドと、実装ヘッドと突き上げヘッドとに負圧供給管を介して負圧を供給する真空ポンプと、制御部とを備える部品実装装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、更に負圧供給管を流れる空気の流量センサまたは圧力センサを備える。制御部は、実装ヘッドに測定対象物が吸着された場合に負圧供給管を流れる空気の流量が変化すること又は負圧供給管内の圧力が変化することを利用して測定対象物の高さ（ベアチップの吸着高さ）を取得する。

特開２００８－６５４２号公報

特許文献１には、負圧供給管に設置された流量センサや圧力センサからの信号に基づいて高さ測定を行なうことについては記載されているものの、部品実装装置（吸着装置）の状態の適否を判定することについては何ら言及されていない。

本開示は、吸着装置の状態をより正確に判定することが可能な状態判定装置を提供することを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示は、
複数のダイに分割されると共に裏面がシートに貼着されたウエハから前記ダイを吸着する吸着装置において、
昇降可能であると共に負圧により前記ダイを吸着可能なノズルを有するヘッドと、
昇降可能なピンを有し、前記複数のダイのうち吸着対象である吸着対象ダイを前記シートの裏側から前記ピンで突き上げることにより前記吸着対象ダイを前記シートから剥離する剥離装置と、
前記吸着対象ダイを吸着するに際して、前記吸着対象ダイの上方において前記ノズルが下降するよう前記ヘッドを制御するノズル下降制御と、前記ピンで前記吸着対象ダイが前記シートの裏側から突き上げられるよう前記剥離装置を制御するピン突き上げ制御と、前記ノズルが上昇するよう前記ヘッドを制御するノズル上昇制御とを順次実行する制御装置と、
を備える吸着装置の状態を判定する状態判定装置であって、
前記ノズルへの負圧供給状態を検知する負圧供給状態検知センサと、
前記ピン突き上げ制御を実行した直後に前記負圧供給状態検知センサにより検出された負圧供給状態の数値と、前記ノズル上昇制御を実行している最中に前記負圧供給状態検知センサにより検知された負圧供給状態の数値との組み合わせを、複数の所定範囲ごとに集計する集計手段と、
を備えることを要旨とする。

この本開示の吸着装置の状態判定装置は、ノズルへの負圧供給状態を検知する負圧供給状態検知センサを備える。そして、状態判定装置は、ピン突き上げ制御を実行した直後に負圧供給状態検知センサにより検出された負圧供給状態の数値とノズル上昇制御を実行している最中に負圧供給状態検知センサにより検知された負圧供給状態の数値との組み合わせを複数の所定範囲ごとに集計する。これにより、集計結果から吸着装置の状態をより正確に判定することが可能となる。

部品実装機を含む実装システムの概略構成図である。ダイ剥離装置の概略構成図である。負圧供給系の概略構成図である。実装システムの電気的な接続関係を示すブロック図である。吸着処理の一例を示すフローチャートである。吸着動作を行なう際の吸着ノズルとポットと押上ピンの各高さの時間変化の様子を示す説明図である。状態判定処理の一例を示すフローチャートである。突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３の集計結果の一例を示す説明図である。突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３の組み合わせが属する範囲と吸着状態との関係を示す説明図である。吸着不適正状態の一例を示す説明図である。吸着不適正状態の一例を示す説明図である。吸着不適正状態の一例を示す説明図である。吸着不適正状態の一例を示す説明図である。

次に、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態について説明する。

図１は、部品実装機を含む実装システムの概略構成図である。図２は、ダイ剥離装置の概略構成図である。図３は、負圧供給系の概略構成図である。図４は、実装システム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。

実装システム１０は、図１に示すように、部品を基板Ｓ上に実装するシステムであり、複数の部品実装機２０と、管理装置８０とを備える。複数の部品実装機２０は、基板Ｓの搬送方向に沿って整列して設置されることで実装ラインを構成する。なお、実装システム１０は、実際には、複数の部品実装機２０と同じ実装ライン上に半田印刷機や検査機、リフロー炉なども備える。

部品実装機２０は、基板搬送装置２１と、ヘッド３０と、ヘッド移動装置２２と、パーツカメラ２３と、マークカメラ２４と、テープ供給装置２５と、ウエハ供給装置４０と、制御装置７０とを備える。

ヘッド３０は、ヘッド移動装置２２により前後左右（ＸＹ軸方向）に移動させられ、テープ供給装置２５やウエハ供給装置４０から供給される部品をピックアップ（吸着）して基板搬送装置２１により機内に搬入された基板Ｓへ実装する。ヘッド３０は、ノズルホルダと、ノズルホルダを昇降させるノズル昇降装置と、を備える。例えば、ヘッド３０は、回転体を有するロータリヘッドとして構成される。ロータリヘッドは、それぞれ周方向に複数配列されると共に上下（Ｚ軸方向）に昇降可能に回転体に支持された複数のノズルホルダと、複数のノズルホルダのうち所定の旋回位置に位置するノズルホルダを昇降させるノズル昇降装置と、を備える。ノズルホルダの先端（下端）には、吸着ノズル３１が着脱可能に取り付けられる。吸着ノズル３１の先端（下端）には、負圧供給系６０に連通する吸着口が形成されている。吸着ノズル３１は、負圧供給系６０から吸着口に負圧が供給された状態で吸着口が部品（ダイＤを含む）の表面に接触することで当該部品を吸着することができる。ノズル昇降装置３２は、ガイドレールに導かれて上下（Ｚ軸方向）に移動するスライダと、スライダを駆動するモータと、スライダの上下（Ｚ軸方向）の位置を検出する位置センサと、を有する。ノズル昇降装置３２のスライダは、ノズルホルダの上方に設置されると共に、例えばボールねじ機構を介してモータと接続されている。ノズル昇降装置３２は、モータによりスライダを昇降することで、ノズルホルダを吸着ノズル３１と共に昇降させる。

基板搬送装置２１は、基板Ｓの機内への搬入と、機内での位置決めと、機外への搬出とを行なう。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。

ヘッド移動装置２２は、ガイドレールに導かれて前後左右（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、スライダの前後左右（ＸＹ軸方向）の位置を検出する位置センサとを備える。スライダには、ヘッド３０が固定されると共に、例えばボールねじ機構を介してモータに接続されている。ヘッド移動装置２２は、モータによりスライダを駆動することで、ヘッド３０を前後左右（ＸＹ軸方向）に移動させる。

パーツカメラ２３は、基板搬送装置２１とテープ供給装置２５との間に設置されている。パーツカメラ２３は、部品を吸着した吸着ノズル３１がパーツカメラ２３の上方を通過する際、吸着ノズル３１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７０へ出力する。

マークカメラ２４は、ＸＹ軸方向に移動可能にヘッド移動装置２２（スライダ）に設置されている。マークカメラ２４は、機内に搬入された基板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７０へ出力する。

テープ供給装置２５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ヘッド３０（吸着ノズル３１）の吸着位置に供給する。

ウエハ供給装置４０は、複数のダイＤに分割されたウエハＷをヘッド３０（吸着ノズル３１）の吸着位置に供給するものであり、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、図２に示すように、開口４１ｏを有し、開口４１ｏの周縁においてウエハＷが貼着されたウエハシート４３を張った状態で固定する。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、ヘッド３０（吸着ノズル３１）がダイＤを吸着する際にパレット引出装置４４（図４参照）によってマガジン４２から引き出されるようになっている。

ダイ剥離装置５０は、図２に示すように、ポット５１と、ポット移動装置５２と、押上ピン５５と、ピン昇降装置５６（図４参照）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の下方に設置されている。ポット５１の上面には、負圧供給系６０と連通する吸引面が形成されており、ポット５１は、負圧供給系６０から供給される負圧によりウエハシート４３を吸引支持する。ポット移動装置５２は、ガイドレールに導かれて前後左右（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、スライダの前後左右（ＸＹ軸方向）の位置を検出する位置センサと、を備える。ポット移動装置５２のスライダには、ピン昇降装置５６を介してポット５１が固定されると共に、例えばボールねじ機構を介してモータと接続されている。ポット移動装置５２は、モータによりスライダを駆動することで、ポット５１を前後左右（ＸＹ軸方向）に移動させる。

押上ピン５５は、ポット５１の内部に設置され、ウエハシート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（吸着）しようとするダイＤをウエハシート４３の裏側から押し上げるものである。押上ピン５５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５５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。ピン昇降装置５６は、ガイドレールに導かれて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、スライダの上下（Ｚ軸方向）の位置を検出する位置センサと、を備える。ピン昇降装置５６のスライダには、押上ピン５５の基端を支持するピン支持体の下方に設置されると共に、例えばボールねじ機構を介してモータと接続されている。ピン昇降装置５６は、押上ピン５５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（吸引面）がウエハシート４３にほぼ接触する位置まで近接すると、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５５がポット５１の上面から突出して、ダイＤをウエハシート４３の裏側から押し上げるようになっている。ダイ剥離装置５０は、ポット５１の上面でウエハシート４３を吸引支持させた状態で押上ピン５５を突き上げることにより、ピックアップ（吸着）しようするダイＤだけを押し上げてウエハシート４３から剥離させることができる。

負圧供給系６０は、図３に示すように、真空ポンプ６１と、ポンプ流路６２と、ノズル流路６３と、ポット流路６４と、開閉弁６５，６６と、流量センサ６７とを備える。真空ポンプ６１は、ポンプ流路６２に組み込まれている。ノズル流路６３は、ポンプ流路６２から分岐して各ノズルホルダに装着された吸着ノズル３１の吸着口と連通する。ポット流路６４は、ポンプ流路６２から分岐してポット５１の吸引面と連通する。開閉弁６５は、ノズル流路６３に設置され、ポンプ流路６２と吸着ノズル３１の吸着口との連通と遮断とが切り替えられるよう開閉する。開閉弁６６は、ポット流路６４に設置され、ポンプ流路６２とポット５１の吸引面との連通と遮断とが切り替えられるよう開閉する。流量センサ６７は、ノズル流路６３に設置され、ノズル流路６３を流れるエア（空気）の単位時間当りの流量を検出する。

制御装置７０は、図４に示すように、ＣＰＵ７１やＲＯＭ７２、ＨＤＤ７３またはＳＳＤなどの記憶装置、ＲＡＭ７４、タイマ７５、入出力ポートなどを備える。制御装置７０は、ヘッド３０の位置センサやヘッド移動装置２２の位置センサ、パーツカメラ２３、マークカメラ２４、テープ供給装置２５、パレット引出装置４４、ダイ剥離装置５０の位置センサ、負圧供給系６０の流量センサ６７などからの検知信号を入力ポートを介して入力する。また、制御装置７０は、基板搬送装置２１やヘッド３０（ノズル昇降装置３２）、パーツカメラ２３、マークカメラ２４、テープ供給装置２５、ウエハ供給装置４０（パレット引出装置４４や、ダイ剥離装置５０のポット移動装置５２，ピン昇降装置５６）、負圧供給系６０の開閉弁６５，６６へ制御信号を出力ポートを介して出力する。

管理装置８０は、図４に示すように、ＣＰＵ８１やＲＯＭ８２、ＨＤＤ８３またはＳＳＤなどの記憶装置、ＲＡＭ８４、入出力ポートなどを備える。管理装置８０には、マウスやキーボードなどの入力装置８５と、表示装置８６とが接続されている。管理装置８０は、部品実装機２０の制御装置７０と通信可能に接続され、生産指示に係るジョブ情報を制御装置７０に送信すると共に制御装置７０から各種情報を受信する。ジョブ情報には、例えば、部品の実装順、実装する部品の種類、使用する吸着ノズル３１やポット５１の種類、生産する基板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実装システム１０の動作について説明する。特に、部品実装機２０においてダイＤをウエハシート４３から剥離しながら吸着ノズル３１に吸着させる吸着動作と、吸着動作の状態（適否）を判定するための判定動作とについて説明する。ここで、ヘッド３０とウエハ供給装置４０と制御装置７０とが本実施形態の吸着装置に相当する。また、流量センサ６７と管理装置８０とが本実施形態の吸着装置の状態判定装置に相当する。

図５は、制御装置７０のＣＰＵ７１により実行される吸着処理の一例を示すフローチャートである。吸着処理は、本実施形態では、管理装置８０からジョブ情報を含む生産指令を受信したときに実行される。以下、図６を参照しながら吸着処理について説明する。

吸着処理が実行されると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、まず、ポット上昇制御を開始する（ステップＳ１００）。ポット上昇制御は、ポット移動装置５２を制御してポット５１を吸着しようとするダイ（対象ダイ）の真下に移動させ、開閉弁６６を開弁してポット５１に負圧を供給すると共にピン昇降装置５６を制御してポット５１を上昇させることにより行なわれる。そして、ＣＰＵ７１は、ポット５１の上昇が停止しポット５１の上面がウエハシート４３に接触するのを待つ（ステップＳ１１０）。

ＣＰＵ７１は、ポット５１の上面がウエハシート４３に接触すると（図６中、ｔ１）、次に、ノズル下降制御を開始する（ステップＳ１２０）。ノズル下降制御は、ヘッド移動装置２２を制御して吸着ノズル３１を対象ダイの真上に移動させ、開閉弁６５を開弁して吸着ノズル３１の吸着口に負圧を供給すると共にノズル昇降装置３２を制御して吸着ノズル３１を下降させることにより行なわれる。そして、ＣＰＵ７１は、ノズル昇降装置３２の位置センサからの検出信号に基づいて吸着ノズル３１の上下（Ｚ軸方向）の位置Ｚｎが目標下降位置（図６中、Ｚｎｔａｇ）に到達したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。目標下降位置Ｚｎｔａｇは、吸着ノズル３１の吸着口（下端）がウエハシート４３上のダイＤに接触する位置であり、予め調整された位置に定められている。

ＣＰＵ７１は、吸着ノズル３１の位置Ｚｎが目標下降位置Ｚｎｔａｇに到達したと判定すると（図６中、ｔ２）、流量センサ６７により検出された流量Ｑ（ノズル流路６３を流れるエアの流量）を入力し（ステップＳ１４０）、入力した流量Ｑをノズル下降直後流量Ｑ１に設定する（ステップＳ１５０）。これにより、ノズル下降直後流量Ｑ１は、ノズル下降制御によって吸着ノズル３１が目標下降位置Ｚｎｔａｇまで下降させられた直後に流量センサ６７により検出された流量となる。次に、ＣＰＵ７１は、タイマｔ１の計測を開始し（ステップＳ１６０）、タイマｔ１の計測値が待ち時間（図６中、ｔｒｅｆ１）以上となるまで待つ（ステップＳ１７０）。待ち時間ｔｒｅｆ１は、吸着ノズル３１を下降させた後、吸着ノズル３１の吸着の挙動が安定するまでの待ち時間であり、予め調整された時間に定められている。

ＣＰＵ７１は、タイマｔ１の計測値が待ち時間ｔｒｅｆ１以上となったと判定すると（図６中、ｔ３）、次に、ピン突き上げ制御を開始する（ステップＳ１８０）。ピン突き上げ制御は、押上ピン５５で対象ダイが裏側から押し上げられるようピン昇降装置５６を制御して押上ピン５５を所定の突き上げ速度で突き上げることにより行なわれる。吸着ノズル３１は、ノズル昇降装置３２により押上ピン５５の突き上げと同期して（所定の突き上げ速度と同じ上昇速度かつ所定の突き上げ量と同じ上昇量で）上昇するよう制御される。なお、吸着ノズル３１は、ノズルホルダに対して上下にストローク可能で且つスプリングの付勢力により下方に付勢されることで、押上ピン５５の突き上げと同期して上昇（ストローク）するように構成されてもよい。そして、ＣＰＵ７１は、ピン昇降装置５６の位置センサからの検出信号に基づいて押上ピン５５の突き上げ量が所定突き上げ量（図６中、α）に到達したか否かを判定する（ステップＳ１９０）。所定突き上げ量αは、ダイＤをウエハシート４３から剥離させるために必要なダイＤの押し上げ量に相当するものであり、予め調整された量に定められている。

ＣＰＵ７１は、押上ピン５５の突き上げ量が所定突き上げ量αに到達したと判定すると（図６中、ｔ４）、流量センサ６７により検出される流量Ｑを入力し（ステップＳ２００）、入力した流量Ｑを突き上げ直後流量Ｑ２に設定する（ステップＳ２１０）。これにより、突き上げ直後流量Ｑ２は、ピン突き上げ制御によって押上ピン５５が所定突き上げ量αまで突き上げられた直後に流量センサ６７により検出された流量となる。次に、ＣＰＵ７１は、タイマｔ２の計測を開始し（ステップＳ２２０）、タイマｔ２の計測値が待ち時間（図６中、ｔｒｅｆ２）以上となるまで待つ（ステップＳ２３０）。待ち時間ｔｒｅｆ２は、押上ピン５５を突き上げてから対象ダイがウエハシート４３から剥離するまでの待ち時間であり、予め調整された時間に定められている。

ＣＰＵ７１は、タイマｔ２の計測値が待ち時間ｔｒｅｆ２以上となったと判定すると（図６中、ｔ５）、ノズル昇降装置３２を制御して吸着ノズル３１を上昇させるノズル上昇制御を開始する（ステップＳ２４０）。そして、ＣＰＵ７１は、ノズル昇降装置３２の位置センサからの検出信号に基づいて吸着ノズル３１が所定上昇量（図６中、β）だけ上昇したか否かを判定する（ステップＳ２５０）。所定上昇量βは、吸着ノズル３１に対象ダイが正常に吸着されたならば、対象ダイがウエハシート４３から引き剥がされて離間していると考えられる吸着ノズル３１の上昇量である。

ＣＰＵ７１は、吸着ノズル３１が所定上昇量βだけ上昇したと判定すると（図６中、ｔ６）、流量センサ６７により検出されるノズル流路６３を流れるエアの流量Ｑを入力し（ステップＳ２６０）、入力した流量Ｑをノズル上昇中流量Ｑ３に設定する（ステップＳ２７０）。これにより、ノズル上昇中流量Ｑ３は、吸着ノズル３１が上昇している最中に流量センサ６７により検出された流量となる。

ＣＰＵ７１は、こうしてノズル下降直後流量Ｑ１，突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３をそれぞれ設定すると、各流量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を管理装置８０へ送信して（ステップＳ２８０）、吸着処理を終了する。なお、ＣＰＵ７１は、吸着処理が終了すると、ヘッド移動装置２２を制御して吸着ノズル３１に吸着させた対象ダイを基板Ｓの目標実装位置の真上へ移動させ、ノズル昇降装置３２を制御して吸着ノズル３１を下降させて対象ダイを基板Ｓに実装する実装処理へ移行する。なお、実装処理については本発明の要旨をなさないから、その説明は省略する。

次に、吸着動作の状態（適否）を判定するための判定動作について説明する。図７は、管理装置８０のＣＰＵ８１により実行される状態判定処理の一例を示すフローチャートである。

状態判定処理では、管理装置８０のＣＰＵ８１は、まず、部品実装機２０により送信されたノズル下降直後流量Ｑ１，突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３を受信してＨＤＤ８３（記憶装置）に記憶する（ステップＳ３００）。続いて、ＣＰＵ８１は、受信した突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３を集計する（ステップＳ３１０）。図８は、突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３の集計結果の一例を示す説明図である。図示するように、突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３には、それぞれ連続する複数の数値範囲が予め定められている。突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３の集計は、上記の数値範囲毎に行なわれる。吸着ノズル３１とダイＤとが密着していれば、ノズル流路６３を流れるエアの流量Ｑは、本来、零になるはずである。しかし、実際には、公差や組み付け誤差等により吸着ノズル３１の吸着口とダイＤとの接触部分には若干のエアのリークが生じ、流量Ｑは、零にはならない。このため、突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３をそれぞれ数値範囲毎に集計することで、ピン突き上げ制御からノズル上昇制御にかけてのエアのリーク量（流量Ｑ）が一定なのか変化しているのかを判別でき、吸着状態の適否を判定することができる。なお、ステップＳ３１０において、ＣＰＵ８１は、突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３をウエハＷ単位で集計してもよい。これにより、吸着状態をウエハＷ間で比較することができる。また、ＣＰＵ８１は、実装システム１０が複数の部品実装機２０を備える場合には、突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３を部品実装機２０単位で集計してもよい。これにより、吸着状態を部品実装機２０間で比較することができる。

次に、ＣＰＵ８１は、受信データ数が所定数以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２０）。受信データ数が所定数以上でないと判定すると、吸着状態を判定するのに必要なデータ数が不足していると判断し、状態判定処理を終了する。一方、ＣＰＵ８１は、受信データ数が所定数以上であると判定すると、ノズル下降直後流量Ｑ１が状態判定閾値Ｑ１ｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３３０）。状態判定閾値Ｑ１ｒｅｆは、吸着ノズル３１と対象ダイとの接触不良によって吸着ノズル３１の吸着口にエアのリークが生じているか否かを判定するための閾値であり、予め定められた値が用いられる。ＣＰＵ８１は、ノズル下降直後流量Ｑ１が状態判定閾値Ｑ１ｒｅｆ未満であると判定すると、更に、突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３の組み合わせが属する数値範囲が適正範囲（図８中、Ｇ１内）であるか否かを判定する（ステップＳ３４０）。

ＣＰＵ８１は、ノズル下降直後流量Ｑ１が状態判定閾値Ｑ１ｒｅｆ未満であり、且つ、突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３の組み合わせが属する数値範囲が適正範囲Ｇ１であると判定すると、吸着状態は適正状態（安定状態）にあると判定する（ステップＳ３５０）。そして、ＣＰＵ８１は、判定結果を表示装置８６に表示して（ステップＳ３８０）、状態判定処理を終了する。

一方、ＣＰＵ８１は、ノズル下降直後流量Ｑ１が状態判定閾値Ｑ１ｒｅｆ以上であると判定すると、吸着状態は不適正状態（吸着不良状態）にあると判定する（ステップＳ３６０）。続いて、ＣＰＵ８１は、不適正状態の発生要因を判定する（ステップＳ３７０）。この場合、ＣＰＵ８１は、ノズル下降制御において吸着ノズル３１が対象ダイと接触していないと判定する。そして、ＣＰＵ８１は、判定結果を表示装置８６に表示して（ステップＳ３８０）、状態判定処理を終了する。ノズル下降直後流量Ｑ１が状態判定閾値Ｑ１ｒｅｆ以上の場合、表示装置８６には、例えば、ノズル下降制御で吸着ノズル３１がダイＤに接触していないことや、その対策として目標下降位置Ｚｎｔａｇを下げること等のメッセージが表示される。なお、ステップＳ３６０において、ＣＰＵ８１は、受信したデータ（流量Ｑ１）のうち一定以上の割合で状態判定閾値Ｑ１ｒｅｆ以上となる場合に、吸着状態は不適正状態（吸着不良状態）にあると判定してもよい。

また、ＣＰＵ８１は、突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３の組み合わせが属する数値範囲が適正範囲Ｇ１でないと判定すると、吸着状態は不適正状態にあると判定する（ステップＳ３６０）。続いて、ＣＰＵ８１は、突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３の組み合わせがどの数値範囲に属するかにより吸着状態の不適正要因を判定する（ステップＳ３７０）。そして、ＣＰＵ８１は、判定結果を表示装置８６に表示して（ステップＳ３８０）、状態判定処理を終了する。なお、ステップＳ３６０，Ｓ３７０において、ＣＰＵ８１は、受信したデータ（流量Ｑ２およびＱ３の組み合わせ）のうち属するデータの数が最も多い数値範囲が適正範囲でないときに、吸着状態は不適正状態にあると判定してもよい。また、ＣＰＵ８１は、受信したデータ（流量Ｑ２およびＱ３の組み合わせ）のうち属するデータの数が所定数以上の数値範囲（複数含む）のいずれかが適正範囲でないときに、吸着状態は不適正状態にあると判定してもよい。

図９は、突き上げ直後流量Ｑ２およびノズル上昇中流量Ｑ３の組み合わせが属する範囲と吸着状態との関係を示す説明図である。図１０～図１３は、吸着不適正状態の一例を示す説明図である。図９に示すように、流量Ｑ２およびＱ３の組み合わせが図８中、範囲Ｇ２に属する場合、吸着状態は、不安定状態、特に、押上ピン５５を突き上げた際のダイＤの姿勢が不安定などと判定される。その対策としては、ノズル下降制御において吸着ノズル３１がダイＤと接触するように目標下降位置Ｚｔａｇを下げることやノズル下降制御の実行後の待ち時間ｔｒｅｆ１を増やすことなどが考えられる。

流量Ｑ２およびＱ３の組み合わせが図８中、範囲Ｇ３に属する場合、吸着状態は、不安定状態、特に、吸着ノズル３１が上昇する際に吸着ノズル３１からダイＤが一旦離れたが再吸着されたなどと判定される。その対策としては、目標下降位置Ｚｔａｇを下げることや待ち時間ｔｒｅｆ１を増やすことなどが考えられる。

流量Ｑ２およびＱ３の組み合わせが図８中、範囲Ｇ４に属する場合、吸着状態は、不安定状態、特に、図１０に示すように、押上ピン５５を突き上げた際のダイＤの姿勢が不安定でウエハシート４３に対して片剥がれしたなどと判定される。その対策としては、目標下降位置Ｚｔａｇを下げることや待ち時間ｔｒｅｆ１を増やすこと、押上ピン５５の配置や本数を変更すること、ピン突き上げ制御で押上ピン５５の突き上げ速度を遅くすることなどが考えられる。

流量Ｑ２およびＱ３の組み合わせが図８中、範囲Ｇ５に属する場合、吸着状態は、吸着ミス、特に、図１１に示すように、押上ピン５５を突き上げた際のダイＤの姿勢が不安定で片剥がれの状態のままウエハシート４３に保持され、ダイＤがウエハシート４３から剥離されなかったなどと判定される。その対策としては、目標下降位置Ｚｔａｇを下げることや待ち時間ｔｒｅｆ１を増やすこと、押上ピン５５の配置や本数を変更すること、押上ピン５５の突き上げ速度を遅くすることなどが考えられる。

流量Ｑ２およびＱ３の組み合わせが図８中、範囲Ｇ６に属する場合、吸着状態は、吸着ミス、特に、図１２に示すように、ウエハシート４３の粘着力が強く、ダイＤの中央がウエハシート４３から剥がれない、ダイＤの四隅がウエハシート４３から剥がれないなどと判定される。その対策としては、押上ピン５５の配置や本数を変更することやピン突き上げ制御の実行後の待ち時間ｔｒｅｆ２を増やすことなどが考えられる。また、この場合、吸着状態は、図１３に示すように、ウエハシート４３がポット５１から離れ、ダイＤがウエハシート４３から剥がれないなどとも判定される。その対策としては、ピン突き上げ制御で押上ピン５５の突き上げ量を減らすことや突き上げ速度を遅くすること、ピン突き上げ制御の実行後の待ち時間ｔｒｅｆ２を増やすことなどが考えられる。なお、この場合、ウエハシート４３がポット５１から離れているか否かを確認するために、ポット流路６４
を流れるエアの流量を検出する流量センサ（ポット側流量センサ）を設け、ウエハシート４３がポット５１から離れているか否かを確認する構成としてもよい。こうすれば、ポット側流量センサにより検出される流量（ポット側流量）に基づいてウエハシート４３がポット５１から離れているか否かをより正確に判定することができる。このとき、ポット側流量が所定流量以下であれば、ウエハシート４３がポット５１から離れていないため、その対策として、ピン突き上げ制御で押上ピン５５の突き上げ量を増やすことが考えられる。

このように、本実施形態の吸着装置の状態判定装置では、ピン突き上げ制御の実行直後とノズル上昇制御の実行中とにそれぞれ流量センサ６７により検出された流量Ｑ２，Ｑ３を集計し、各流量Ｑ２，Ｑ３の組み合わせがいずれの範囲に属するかを判定することで、吸着状態の適否を判定したり、吸着ミスが多い場合にその発生要因を特定したりすることができる。これにより、作業者は、変更すべき点やメンテナンスすべき点がわかり易くなり、早期の復旧が可能となる。

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、本実施形態のダイＤが「ダイ」に相当し、ウエハシート４３が「シート」に相当し、吸着ノズル３１が「ノズル」に相当し、ヘッド３０が「ヘッド」に相当し、ダイ剥離装置５０が「剥離装置」に相当し、押上ピン５５が「ピン」に相当し、制御装置７０が「制御装置」に相当する。また、流量センサ６７が「負圧供給状態検知センサ」に相当し、状態判定処理のＳ３００，Ｓ３１０の処理を実行する管理装置８０のＣＰＵ８１が「集計手段」に相当する。また、状態判定処理のＳ３２０～Ｓ３７０の処理を実行する管理装置８０のＣＰＵ８１が「判定手段」に相当する。また、表示装置８６が「通知手段」に相当する。

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、ノズル流路６３には、流量センサ６７が設置され、ＣＰＵ８１は、ノズル下降制御を実行した直後，ピン突き上げ制御を実行した直後，ノズル上昇制御の実行中にそれぞれ流量センサ６７により検出された流量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３に基づいて吸着状態を判定するものとした。しかし、ノズル流路６３には、流路内の負圧を検出する負圧センサが設置されてもよい。この場合、ＣＰＵ８１は、ノズル下降制御を実行した直後，ピン突き上げ制御を実行した直後，ノズル上昇制御の実行中にそれぞれ負圧センサにより検出された負圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づいて吸着状態を判定すればよい。

上述した実施形態では、ノズル下降制御を実行した直後に流量センサ６７により検出された流量Ｑ（ノズル下降直後流量Ｑ１）に基づいてノズル下降制御の適否（吸着ノズル３１とダイＤとの接触の適否）を判定するものとした。しかし、この判定は、省略されてもよい。この場合、ヘッド３０は、吸着ノズル３１がダイＤに接触したことを検知するために荷重センサやタッチセンサを備えてもよい。

上述した実施形態では、状態判定装置は、管理装置８０に設けられるものとしたが、部品実装機本体（制御装置７０）に設けられてもよいし、ウエハ供給装置４０に設けられてもよい。

以上説明したように、本開示の吸着装置の状態判定装置は、複数のダイに分割されると共に裏面がシートに貼着されたウエハから前記ダイを吸着する吸着装置において、昇降可能であると共に負圧により前記ダイを吸着可能なノズルを有するヘッドと、昇降可能なピンを有し、前記複数のダイのうち吸着対象である吸着対象ダイを前記シートの裏側から前記ピンで突き上げることにより前記吸着対象ダイを前記シートから剥離する剥離装置と、前記吸着対象ダイを吸着するに際して、前記吸着対象ダイの上方において前記ノズルが下降するよう前記ヘッドを制御するノズル下降制御と、前記ピンで前記吸着対象ダイが前記シートの裏側から突き上げられるよう前記剥離装置を制御するピン突き上げ制御と、前記ノズルが上昇するよう前記ヘッドを制御するノズル上昇制御とを順次実行する制御装置と、を備える吸着装置の状態を判定する状態判定装置であって、前記ノズルへの負圧供給状態を検知する負圧供給状態検知センサと、前記ピン突き上げ制御を実行した直後に前記負圧供給状態検知センサにより検出された負圧供給状態の数値と、前記ノズル上昇制御を実行している最中に前記負圧供給状態検知センサにより検知された負圧供給状態の数値との組み合わせを、複数の所定範囲ごとに集計する集計手段と、を備えることを要旨とする。

こうした本開示の吸着装置の状態判定装置において、前記集計手段により集計された各負圧供給状態の数値の組み合わせが属する範囲に基づいて前記ノズルに対する前記吸着対象ダイの吸着状態を判定する判定手段を備えるものとしてもよい。この場合、前記判定手段は、前記各負圧供給状態の数値の組み合わせが属する範囲が予め定められた適正範囲内にあるときには、前記吸着状態は適正状態であると判定し、前記各負圧供給状態の数値の組み合わせが属する範囲が前記適正範囲内にないときには、前記吸着状態は不適正状態であると判定すると共に前記属する範囲に基づいて前記不適正状態の発生要因を判定するものとしてもよい。こうすれば、作業者は、吸着装置の変更すべき点やメンテナンスすべき点がわかり易くなり、早期の復旧が可能となる。これらの場合、前記判定手段は、更に、前記ノズル下降制御により前記ノズルを目標位置まで下降させたときに前記負圧供給状態検知センサにより検出された負圧供給状態の数値に基づいて前記ノズルが前記吸着対象ダイに適正に接触したか否かを判定するものとしてもよい。こうすれば、状態判定装置は、ノズル下降制御の適否も判定することができる。

また、本開示の吸着装置の状態判定装置において、前記判定手段による判定結果を通知する通知手段を備えるものとしてもよい。こうすれば、作業者は、判定結果の通知を受けて作業を行なうことができ、作業効率を高めることができる。

本発明は、吸着装置の製造産業などに利用可能である。

１０実装システム、２０部品実装機、２１基板搬送装置、２２ヘッド移動装置、２３パーツカメラ、２４マークカメラ、２５テープ供給装置、３０ヘッド、３１吸着ノズル、３２ノズル昇降装置、４０ウエハ供給装置、４１ウエハパレット、４１ｏ開口、４２マガジン、４３ウエハシート、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、５５押上ピン、５６ピン昇降装置、６０負圧供給系、６１真空ポンプ、６２ポンプ流路、６３ノズル流路、６４ポット流路、６５，６６開閉弁、６７流量センサ、７０制御装置、７１ＣＰＵ、７２ＲＯＭ、７３ＨＤＤ、７４ＲＡＭ、７５タイマ、８０管理装置、８１ＣＰＵ、８２ＲＯＭ、８３ＨＤＤ、８４ＲＡＭ、Ｄダイ、Ｓ基板、Ｗウエハ。

Claims

複数のダイに分割されると共に裏面がシートに貼着されたウエハから前記ダイを吸着する吸着装置において、
昇降可能であると共に負圧により前記ダイを吸着可能なノズルを有するヘッドと、
昇降可能なピンを有し、前記複数のダイのうち吸着対象である吸着対象ダイを前記シートの裏側から前記ピンで突き上げることにより前記吸着対象ダイを前記シートから剥離する剥離装置と、
前記吸着対象ダイを吸着するに際して、前記吸着対象ダイの上方において前記ノズルが下降するよう前記ヘッドを制御するノズル下降制御と、前記ピンで前記吸着対象ダイが前記シートの裏側から突き上げられるよう前記剥離装置を制御するピン突き上げ制御と、前記ノズルが上昇するよう前記ヘッドを制御するノズル上昇制御とを順次実行する制御装置と、
を備える吸着装置の状態を判定する吸着装置の状態判定装置であって、
前記ノズルへの負圧供給状態を検知する負圧供給状態検知センサと、
前記ピン突き上げ制御を実行した直後に前記負圧供給状態検知センサにより検出された負圧供給状態の数値と、前記ノズル上昇制御を実行している最中に前記負圧供給状態検知センサにより検知された負圧供給状態の数値との組み合わせを、複数の所定範囲ごとに集計する集計手段と、
を備える吸着装置の状態判定装置。
請求項１に記載の吸着装置の状態判定装置であって、
前記集計手段により集計された各負圧供給状態の数値の組み合わせが属する範囲に基づいて前記ノズルに対する前記吸着対象ダイの吸着状態を判定する判定手段を備える、
吸着装置の状態判定装置。
請求項２に記載の吸着装置の状態判定装置であって、
前記判定手段は、前記各負圧供給状態の数値の組み合わせが属する範囲が予め定められた適正範囲内にあるときには、前記吸着状態は適正状態であると判定し、前記各負圧供給状態の数値の組み合わせが属する範囲が前記適正範囲内にないときには、前記吸着状態は不適正状態であると判定すると共に前記属する範囲に基づいて前記不適正状態の発生要因を判定する、
吸着装置の状態判定装置。
請求項２または３に記載の吸着装置の状態判定装置であって、
前記判定手段は、更に、前記ノズル下降制御により前記ノズルを目標位置まで下降させたときに前記負圧供給状態検知センサにより検出された負圧供給状態の数値に基づいて前記ノズルが前記吸着対象ダイに適正に接触したか否かを判定する、
吸着装置の状態判定装置。
請求項２ないし４いずれか１項に記載の吸着装置の状態判定装置であって、
前記判定手段による判定結果を通知する通知手段を備える、
吸着装置の状態判定装置。