JP7515078B1 - ピックアップシステムおよびピックアップ方法 - Google Patents

Abstract

ピックアップシステム（１００）は、ピックアップノズル（１４ａ）と、ピックアップノズル（１４ａ）の開口（１４ｂ）周辺に負圧を発生させる負圧発生部（１５３）と、開口（１４ｂ）周辺から超音波を発生させる超音波発生部（１５２）と、制御部（１０１）とを備える。制御部（１０１）は、ピックアップノズル（１４ａ）の開口（１４ｂ）からチップ（６ａ）までの距離が、ピックアップノズル（１４ａ）の昇降によって、予め規定された規定距離となるときに、超音波発生部（１５２）による超音波の発生を開始させ、開口（１４ｂ）周辺の負圧による吸引力と、開口（１４ｂ）周辺の超音波による斥力とを用いて、ピックアップノズル（１４ａ）にチップ（６ａ）を非接触で保持させ、上述の規定距離は、超音波発生部（１５２）によって発生する超音波の周波数に応じて規定される距離である。

Description

本開示は、部品をピックアップするシステムなどに関する。

半導体パッケージの高機能化のために、バンプ、接合材料などを用いないハイブリッドボンディングが必要とされている。ハイブリッドボンディングでは、半導体チップの表面が清浄にされた状態で、水素結合などを利用してその半導体チップが基板などに接合される。そのため、ハイブリッドボンディングでは、粘着シートであるダイシングテープから半導体チップをピックアップしてから、その半導体チップを接合するまでの間、半導体チップの表面の清浄度を高く保つ必要がある。

また、従来、バキューム方式のピックアップノズルを用いたピックアップ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このピックアップ装置では、半導体チップをピックアップする場合、半導体チップの表面に、金属製のピックアップノズルが接触する。その接触によって、半導体チップの表面が汚染されたり、傷つけられる可能性がある。その結果、半導体チップを基板に正常に接合することができないという課題がある。そこで、ピックアップノズルが半導体チップを非接触でピックアップする技術が必要とされている。

特開２０１８－６３９６７号公報

しかしながら、上記特許文献１のピックアップ装置においてピックアップノズルが半導体チップを非接触で保持する場合であっても、半導体チップである部品を適切にピックアップすることが難しい場合があるという課題がある。

そこで、本開示は、部品を適切にピックアップすることができるピックアップシステムを提供する。

本開示の一態様に係るピックアップシステムは、開口を有する昇降自在の保持ツールと、前記保持ツールの前記開口周辺に負圧を発生させる負圧発生部と、前記開口周辺から超音波を発生させる超音波発生部と、前記負圧発生部および前記超音波発生部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記保持ツールの前記開口から、粘着シート上に貼着されている部品までの距離が、前記保持ツールの昇降によって、予め規定された規定距離となるときに、前記超音波発生部による超音波の発生を開始させ、前記開口周辺の負圧による吸引力と、前記開口周辺の超音波による斥力とを用いて、前記保持ツールに前記部品を非接触で保持させ、前記規定距離は、前記超音波発生部によって発生する超音波の周波数に応じて規定される距離である。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。また、記録媒体は、非一時的な記録媒体であってもよい。

本開示のピックアップシステムは、部品を適切にピックアップすることができる。

なお、本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施の形態並びに明細書および図面に記載された構成によって提供されるが、必ずしも全ての構成が必要とはされない。

図１は、実施の形態１における部品実装装置の斜視図である。 図２は、実施の形態１における部品実装装置がチップを基板に実装する動作を説明するための図である。 図３は、実施の形態１におけるピックアップシステムの構成の一例を示す図である。 図４は、実施の形態１におけるピックアップノズルがチップをピックアップする基本的な動作の一例を説明するための図である。 図５は、粘着シートに貼着されているチップの位置がずれる場合の一例を示す図である。 図６は、実施の形態１における、超音波の発生開始のタイミングの一例を示す図である。 図７は、実施の形態１における制御部による処理動作の一例を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態２における部品実装装置の構成例と、部品実装装置がチップを基板に実装する動作の一例とを示す図である。 図９は、実施の形態２におけるピックアップシステムの構成の一例を示す図である。 図１０は、実施の形態２における、エラーチップの回収の一例を示す図である。 図１１は、実施の形態２における制御部による処理動作の一例を示すフローチャートである。 図１２は、実施の形態２における、エラーチップの回収の他の例を示す図である。 図１３は、チップの突き上げの一例を示す図である。 図１４は、チップの突き上げの他の例を示す図である。 図１５は、突き上げピンの形状の一例を示す図である。 図１６は、チップの突き上げの他の例を示す図である。

本開示の第１態様に係るピックアップシステムは、開口を有する昇降自在の保持ツールと、前記保持ツールの前記開口周辺に負圧を発生させる負圧発生部と、前記開口周辺から超音波を発生させる超音波発生部と、前記負圧発生部および前記超音波発生部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記保持ツールの前記開口から、粘着シート上に貼着されている部品までの距離が、前記保持ツールの昇降によって、予め規定された規定距離となるときに、前記超音波発生部による超音波の発生を開始させ、前記開口周辺の負圧による吸引力と、前記開口周辺の超音波による斥力とを用いて、前記保持ツールに前記部品を非接触で保持させ、前記規定距離は、前記超音波発生部によって発生する超音波の周波数に応じて規定される距離である。なお、保持ツールは、例えばピックアップノズルである。

これにより、保持ツールの開口から部品までの距離が規定距離となるときに、超音波の発生が開始され、その規定距離は超音波の周波数に応じて規定される距離である。ここで、その超音波が定常波となるときには、超音波の周波数によって、超音波を伝達する媒体となる空気において振動が大きい位置と、振動が小さい位置とが定まる。したがって、保持ツールの開口から部品までの距離が規定距離となるときに、超音波の発生が開始されることによって、その超音波の発生開始の時点において、部品の位置での超音波による空気の振動を小さくすることができる。その結果、空気の振動によって部品が粘着シートからずれることを抑制し、保持ツールにその部品を適切に保持させることができる。

また、本開示の第１態様に従属する第２態様では、前記規定距離は、前記保持ツールの前記開口から、前記超音波発生部によって発生する超音波における腹以外の部位までの距離であってもよい。

これにより、規定距離が、保持ツールの開口から超音波における腹以外の部位までの距離であるため、部品の位置には、超音波における腹以外の部位（例えば、節）が現れる。ここで、超音波における腹では、空気の振動が大きく、腹以外の部位では、空気の振動が小さい。したがって、超音波の発生開始の時点において、部品の位置での超音波による空気の振動を効果的に小さくすることができる。その結果、部品が粘着シートからずれることを高い確度で抑制し、保持ツールにその部品をより適切に保持させることができる。

また、本開示の第１態様または第２態様に従属する第３態様では、前記制御部は、前記負圧発生部による負圧の発生を抑制させた状態で、前記超音波発生部によって発生する超音波の振動を制御することにより、前記保持ツールに保持されている前記部品を前記保持ツールから離してもよい。

これにより、負圧の発生が抑制されるため、保持ツールが部品を吸引する吸引力を弱めることができ、さらに、超音波の振動を制御することによって、保持ツールと部品との間の斥力を強めることができる。その結果、保持ツールから部品を効果的に離すことができる。また、保持ツールから部品を離すために、保持ツールの開口からエアを吐出することが考えられるが、そのエアの吐出が行われると、保持ツール周辺のダストが舞い上がる可能性がある。そして、その舞い上がったダストが、基板に実装されるために準備されている他の部品に付着すると、そのダストが部品と基板との接合部位に入り込み、接合不良を引き起こす可能性もある。しかし、上述の第３態様では、エアの吐出が行われないため、ダストの舞い上がりを抑制することができる。

また、本開示の第３態様に従属する第４態様では、前記制御部は、前記負圧発生部による負圧の発生を抑制させた後、前記超音波発生部によって発生する超音波の振動数を増大させることにより、前記部品を前記保持ツールから離してもよい。

これにより、超音波の振動数が増大されるため、保持ツールと部品との間の斥力を適切に強めることができる。その結果、保持ツールから部品をさらに効果的に離すことができる。

また、本開示の第４態様に従属する第５態様では、前記制御部は、前記負圧発生部による負圧の発生を抑制させてから所定時間経過後に、前記部品が前記保持ツールから落下していなければ、前記超音波発生部によって発生する超音波の振動数を増大させてもよい。

これにより、所定時間内に部品が落下すれば、超音波の振動数が増大されないため、超音波の振動数が不必要に増大されることを抑えることができる。その結果、処理動作の負担を抑えることができる。また、超音波の振動数が増大される場合には、エアの吐出よりも僅かではあるが、ダストが舞い上がる可能性がある。しかし、その超音波の振動数の増大が抑えられるため、ダストの舞い上がりをさらに抑制することができる。

また、本開示の第１態様から第５態様の何れか１つに従属する第６態様では、前記ピックアップシステムは、さらに、前記粘着シート上に貼着されている前記部品を、前記粘着シートを介して下方から上方に向けて突き上げる突き上げ部を有し、前記制御部は、前記突き上げ部をさらに制御してもよい。

これにより、突き上げ部による突き上げによって、部品の粘着シートからの剥離を促進することができ、負圧による吸引力と超音波による斥力とを弱めることができる。その結果、部品を効率的に保持することができる。

また、本開示の第６態様に従属する第７態様では、前記制御部は、前記部品が前記突き上げ部によって突き上げられているときに、前記超音波発生部による超音波の発生を開始させてもよい。

これにより、突き上げによる剥離の促進によって、部品が粘着シートからずれ易くなっている場合であっても、保持ツールの開口から部品までの距離が規定距離となるときに、超音波の発生が開始されるため、部品のずれを抑えることができる。その結果、部品をさらに効率的に保持することができる。

また、本開示の第６態様または第７態様に従属する第８態様では、前記突き上げ部は、複数の突き上げピンを備え、前記制御部は、前記突き上げ部を制御することによって、前記複数の突き上げピンに前記部品を突き上げさせた後に、前記複数の突き上げピンのうちの１本の突き上げピンのみに前記部品をさらに突き上げさせてもよい。

これにより、部品が１本の突き上げピンのみに突き上げられるため、その突き上げピンの先端を支点にして部品の傾きを調整し易くすることができる。その結果、部品と保持ツールとの互いに対向する面を平行にすることができ、保持ツールにその部品を適切に保持させることができる。

また、本開示の第１態様から第８態様の何れか１つに従属する第９態様では、前記制御部は、電気機器を制御することによって、前記保持ツールの前記開口と、前記部品の前記保持ツール側の面との少なくとも一方を帯電させることにより、前記保持ツールの前記開口と前記部品の前記面とを同じ極性としてもよい。

これにより、保持ツールの開口と、部品の保持ツール側の面とは、同じ極性を有するため、それらの間に電気的な反発力を発生させることができる。その結果、部品の保持ツールへの接触を抑制することができる。

なお、上述の制御部の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。また、記録媒体は、非一時的な記録媒体であってもよい。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態において、略同時などの表現を用いている。例えば、略同時は、完全に同時であることを意味するだけでなく、実質的に同時である、すなわち、例えば数％程度の誤差を含むことも意味する。また、略同時は、本開示による効果を奏し得る範囲において同時という意味である。他の「略」を用いた表現についても同様である。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における部品実装装置の斜視図である。

本実施の形態における部品実装装置１は、部品をピックアップして、そのピックアップされた部品を基板７に実装する。したがって、本実施の形態における部品実装装置１は、部品をピックアップするピックアップシステムを備えている。なお、部品の基板７への実装は、部品の基板７への接合とも呼ばれる。また、本実施の形態における基板７は、特定の種類の基板に限定されるものではなく、シリコン基板またはシリコンチップなどであってもよい。また、本開示において、鉛直方向をＺ軸方向または上下方向と称し、鉛直方向に対して垂直な面における一方向をＹ軸方向、左右方向または横方向と称し、その垂直な面においてＹ軸方向と垂直な方向をＸ軸方向または奥行き方向と称す。また、本開示において、Ｚ軸方向の正側は、上向きまたは上であり、Ｚ軸方向の負側は、下向きまたは下である。また、本開示において、Ｙ軸方向の正側は、右側または右であり、Ｙ軸方向の負側は、左側または左である。また、本開示において、Ｘ軸方向の正側は、奥側または奥であり、Ｘ軸方向の負側は手前側または手前である。

部品実装装置１は、基台２、部品供給部３、基板保持部５、部品保持部１５、フレーム１１、Ｙ軸駆動機構１２、部品実装部１３、およびピックアップカメラ２１を備える。基台２は、部品実装装置１の土台であって、部品実装装置１に含まれる各構成部材を支える。

部品供給部３は、基台２上に載置され、部品保持部１５に対して部品を供給する。このような部品供給部３は、保持テーブル３ａ、ＸＹテーブル機構３１、移動プレート３２、および複数の支持部材３３を備える。保持テーブル３ａは、半導体ウェハユニット６を水平方向に沿わせた状態で保持する。半導体ウェハユニット６は、粘着シート６ｂと、複数のチップ６ａとからなる。複数のチップ６ａは、半導体ウェハをダイシングすることによって得られる個片または半導体チップであって、部品供給部３によって供給されて基板７に実装される部品である。粘着シート６ｂは、粘着性を有するシートである。この粘着シート６ｂの上面には、複数のチップ６ａが貼着されている。複数の支持部材３３のそれぞれは、移動プレート３２から立脚するようにその移動プレート３２上に載置された柱状の部材である。この複数の支持部材３３は、保持テーブル３ａに保持されている半導体ウェハユニット６を移動プレート３２から上方に離した状態で、その保持テーブル３ａを支持する。移動プレート３２は、ＸＹテーブル機構３１に配置されるプレートである。ＸＹテーブル機構３１は、移動プレート３２をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる。この移動プレート３２の移動に伴って、半導体ウェハユニット６がＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する。つまり、複数のチップ６ａがＸＹ平面に沿って移動する。

ピックアップカメラ２１は、部品供給部３の上方に配置され、半導体ウェハユニット６のうちのピックアップされるチップ６ａを撮像する。

基板保持部５は、基板７を水平方向に沿わせた状態で保持する。このような基板保持部５は、搬送レール５ａを備える。そして、基板保持部５は、その搬送レール５ａによって搬送された基板７を実装位置に位置決めして保持する。実装位置は、チップ６ａの実装が行われる位置である。

部品保持部１５は、アーム１５ａ、ピックアップヘッド移動機構１５ｂ、およびピックアップヘッド１４を備える。アーム１５ａは、柱状の部材であって、Ｘ軸方向に沿う状態でピックアップヘッド移動機構１５ｂに取り付けられている。つまり、アーム１５ａの長手方向の一端（すなわち基端）が、ピックアップヘッド移動機構１５ｂに取り付けられている。また、アーム１５ａの他端（すなわち先端）には、ピックアップヘッド１４が取り付けられている。

ピックアップヘッド移動機構１５ｂは、フレーム１１のうちのＹ軸フレーム１１ｂに懸吊され、アーム１５ａをＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動させる。さらに、ピックアップヘッド移動機構１５ｂは、アーム１５ａの長手方向に沿う中心軸を中心にアーム１５ａを回転させる。つまり、ピックアップヘッド移動機構１５ｂは、アーム１５ａをＸ軸の軸廻りに回転させる。ピックアップヘッド１４は、上述のようにアーム１５ａの先端に取り付けられる。また、ピックアップヘッド１４は、チップ６ａを真空吸引して保持する例えば金属製のピックアップノズル１４ａを備える。なお、真空吸引は、エアを吸引する動作である。したがって、ピックアップノズル１４ａは、ピックアップヘッド移動機構１５ｂによる駆動によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動し、Ｘ軸廻りに回転する。また、ピックアップヘッド移動機構１５ｂは、ピックアップカメラ２１による撮像結果に基づいてピックアップノズル１４ａを移動させる。これにより、ピックアップヘッド移動機構１５ｂは、そのピックアップノズル１４ａを下降させてピックアップ対象のチップ６ａの上面に正確に近づけることができる。なお、本実施の形態におけるピックアップノズル１４ａは、単にノズルとも呼ばれ、真空吸引によってチップ６ａを保持するための開口を有する保持ツールの一例である。

このように本実施の形態における部品保持部１５は、開口を有する昇降自在のピックアップノズル１４ａである保持ツールを用いて、粘着シート６ｂ上に貼着されているチップ６ａを上方から保持する。

フレーム１１は、基台２上のＸ軸方向正側に配置され、２つの支持ポスト１１ａと、長尺状のＹ軸フレーム１１ｂとを備える。２つの支持ポスト１１ａは、Ｙ軸フレーム１１ｂがＹ軸方向に沿い、かつ、基台２の上面から上方に離れた状態で、そのＹ軸フレーム１１ｂを支持する。つまり、Ｙ軸フレーム１１ｂは、２つの支持ポスト１１ａによって懸架されている。そして、上述のように、このＹ軸フレーム１１ｂには、ピックアップヘッド移動機構１５ｂが懸吊されている。

Ｙ軸駆動機構１２は、Ｙ軸フレーム１１ｂのＸ軸方向負側の面に取り付けられ、部品実装部１３をＹ軸方向に移動させる。部品実装部１３は、実装ユニット２０を備えている。部品実装部１３は、ピックアップノズル１４ａによって保持されているチップ６ａを、その実装ユニット２０を用いて、ピックアップノズル１４ａから受け取り、実装位置に位置決めされている基板７にそのチップ６ａを実装する。

図２は、部品実装装置１がチップ６ａを基板７に実装する動作を説明するための図である。

部品実装装置１は、粘着シート６ｂに貼着されている複数のチップ６ａのうち、ＸＹ平面において予め設定されているピックアップ作業位置Ｐに配置されたチップ６ａをピックアップして、そのチップ６ａを基板７に実装する。

具体的には、ＸＹテーブル機構３１は、移動プレート３２をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させることによって、ピックアップ対象のチップ６ａをピックアップ作業位置Ｐに配置する。このようなピックアップ作業位置Ｐに配置されたピックアップ対象のチップ６ａは、突き上げ部３４によって突き上げられる。

つまり、本実施の形態における部品実装装置１は、図２に示すように、ピックアップ作業位置Ｐに配置されている突き上げ部３４を備えている。なお、突き上げ部３４は、部品供給部３に備えられていてもよい。突き上げ部３４は、粘着シート６ｂ上に貼着されているチップ６ａを、粘着シート６ｂを介して下方から上方に向けて突き上げる。具体的には、突き上げ部３４は、ピックアップ作業位置Ｐに配置されたピックアップ対象のチップ６ａを突き上げる。

ピックアップカメラ２１は、部品供給部３の上方で、かつ、ピックアップ作業位置Ｐに配置されている。このようなピックアップカメラ２１は、粘着シート６ｂに貼着されている複数のチップ６ａのうち、そのピックアップ作業位置Ｐとその周辺を、部品供給部３の上方から撮像する。これにより、ピックアップ対象のチップ６ａが撮像され、その撮像結果に基づいて、ピックアップ対象のチップ６ａの位置が認識される。つまり、チップ６ａの位置認識が行われる。

ピックアップヘッド１４のピックアップノズル１４ａは、ピックアップヘッド移動機構１５ｂの駆動によって下降し、ピックアップカメラ２１の撮像結果に基づいて位置認識されたチップ６ａに上方から近づき、そのチップ６ａを保持する。そして、ピックアップノズル１４ａは、チップ６ａを保持した状態で上昇して、さらに、例えばＹ軸方向負側に移動する。ここで、ピックアップノズル１４ａは、ピックアップヘッド移動機構１５ｂによるアーム１５ａの回転によって、保持しているチップ６ａの下面（すなわち底面）を上方に向ける。これにより、チップ６ａは、上下反転された状態でピックアップノズル１４ａに保持される。

部品実装部１３は、図２に示すように、上述の実装ユニット２０だけでなく、移動プレート１３ａ、昇降機構１３ｂ、および昇降プレート１３ｃを備えている。移動プレート１３ａは、Ｙ軸駆動機構１２にＹ軸方向に移動自在に取り付けられているプレートである。つまり、移動プレート１３ａは、Ｙ軸駆動機構１２の駆動によってＹ軸方向に移動する。

昇降機構１３ｂは、移動プレート１３ａの前面に取り付けられ、昇降プレート１３ｃを昇降させる。その昇降プレート１３ｃの下部には、実装ユニット２０が取り付けられている。実装ユニット２０は、部品実装ノズル２０ａを有する。部品実装ノズル２０ａは、例えば、上下反転された状態のチップ６ａを保持するピックアップノズル１４ａから、そのチップ６ａを受け取る。例えば、部品実装ノズル２０ａは、Ｙ軸駆動機構１２および昇降機構１３ｂのそれぞれの駆動によって、チップ６ａの上方に移動し、そのチップ６ａを例えば真空吸引によって保持する。そして、部品実装ノズル２０ａは、そのチップ６ａを保持した状態でＹ軸方向に沿って基板７側に移動し、その基板７にチップ６ａを実装する。

図３は、本実施の形態におけるピックアップシステムの構成の一例を示す図である。

本実施の形態におけるピックアップシステム１００は、部品実装装置１に備えられているシステムであって、例えば、上述の部品保持部１５と、突き上げ部３４と、制御部１０１とを備える。

部品保持部１５は、保持本体部１５ｃと、ピックアップノズル１４ａとを備える。保持本体部１５ｃは、例えば、上述のアーム１５ａと、ピックアップヘッド移動機構１５ｂと、ピックアップヘッド１４のうちのピックアップノズル１４ａを除く部分とからなる。その保持本体部１５ｃは、超音波発生部１５２と、負圧発生部１５３と、駆動部１５４とを備えている。

超音波発生部１５２は、ピックアップノズル１４ａを振動（すなわち超音波振動）させることによって、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂ周辺から超音波を発生させる。つまり、ピックアップノズル１４ａが上下方向に超音波振動することによって、ピックアップノズル１４ａの下面に接している空気にその振動が伝えられる。例えば、超音波発生部１５２は、ピックアップノズル１４ａを最大１０～２０μｍ程度の振幅で超音波振動させる。

負圧発生部１５３は、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂ周辺に負圧を発生させる。本実施の形態では、負圧発生部１５３は、例えば真空ポンプとして構成されている。このような、負圧発生部１５３は、ピックアップノズル１４ａに形成されている流路であって、開口１４ｂに連通しているエアの流路１４ｃ内を負圧にすることによって、その開口１４ｂ周辺に負圧を発生させる。言い換えれば、負圧発生部１５３は、その流路１４ｃを介して開口１４ｂ周辺のエアを吸引することによって、その開口１４ｂ周辺に負圧を発生させる。

駆動部１５４は、例えばモータなどを備え、ピックアップノズル１４ａをＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動させる。また、駆動部１５４は、アーム１５ａを回転させることによって、そのアーム１５ａの先端に取り付けられているピックアップヘッド１４のピックアップノズル１４ａを回転させる。このような駆動部１５４は、ピックアップヘッド移動機構１５ｂに組み込まれていてもよい。

突き上げ部３４は、複数の突き上げピン３４ａを備え、その複数の突き上げピン３４ａを昇降させる。この複数の突き上げピン３４ａが上昇して粘着シート６ｂを押し上げることによって、その粘着シート６ｂ上に貼着されているチップ６ａが突き上げられる。

制御部１０１は、突き上げ部３４および部品保持部１５を制御する。つまり、制御部１０１は、突き上げ部３４、駆動部１５４、超音波発生部１５２および負圧発生部１５３を制御する。

図４は、本実施の形態におけるピックアップノズル１４ａがチップ６ａをピックアップする基本的な動作の一例を説明するための図である。

まず、ＸＹテーブル機構３１が移動プレート３２を移動させることによって、保持テーブル３ａに保持されている粘着シート６ｂがＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する。この粘着シート６ｂの移動によって、図４の（ａ）に示すように、ピックアップ対象のチップ６ａが、ピックアップ作業位置Ｐに配置される。すなわち、ピックアップ対象のチップ６ａは、突き上げ部３４の複数の突き上げピン３４ａ上に配置される。

次に、図４の（ｂ）に示すように、突き上げ部３４は、複数の突き上げピン３４ａを上昇させることによって、粘着シート６ｂを介してチップ６ａを突き上げる。このようにチップ６ａが粘着シート６ｂを介して突き上げられると、そのチップ６ａが粘着シート６ｂから剥がれ易くなる。つまり、チップ６ａの粘着シート６ｂからの剥離が促進される。なお、チップ６ａの突き上げと共に、粘着シート６ｂを下方から吸引することによって、チップ６ａの剥離をさらに促進してもよい。

次に、図４の（ｃ）に示すように、ピックアップノズル１４ａは、下降し、その突き上げられたチップ６ａを非接触で保持する。つまり、ピックアップノズル１４ａは、チップ６ａをピックアップノズル１４ａの開口１４ｂ側に引き寄せようとする吸引力と、そのチップ６ａを開口１４ｂから遠ざけようとする斥力とを用いて、そのチップ６ａを非接触で保持する。吸引力は、負圧発生部１５３による負圧の発生によって得られる。例えば、その吸引力によってチップ６ａを吸い上げ可能な距離、すなわちピックアップノズル１４ａからチップ６ａまでの距離は、凡そ０．０５～１．０ｍｍである。斥力は、超音波発生部１５２による超音波の発生によって得られる。

ここで、本実施の形態では、粘着シート６ｂ上に貼着されているチップ６ａが、粘着シート６ｂを介して下方から上方に向けて突き上げられている。したがって、チップ６ａの粘着シート６ｂからの剥離を促進することができ、負圧による吸引力と超音波による斥力とを弱めることができる。その結果、チップ６ａを効率的に保持することができる。

そして、図４の（ｄ）に示すように、ピックアップノズル１４ａは、チップ６ａを非接触で保持した状態で、駆動部１５４による駆動によって上昇する。

ここで、超音波発生部１５２による超音波の発生のタイミングによっては、粘着シート６ｂに貼着されているチップ６ａの位置がずれてしまう場合がある。このような場合には、ピックアップノズル１４ａは、そのチップ６ａを適切な状態で保持することができない。

図５は、粘着シート６ｂに貼着されているチップ６ａの位置がずれる場合の一例を示す図である。

超音波発生部１５２は、上述のように、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂ周辺から超音波を発生させる。このように発生する超音波は、疎密波であって、チップ６ａに向かって進み、そのチップ６ａの上面で反射する。その結果、超音波は定常波として形成される。したがって、その超音波には、節および腹があり、節および腹のそれぞれの位置は経時的に変動せずに固定される。超音波の腹では、音の媒体である空気の振動が大きい。一方、超音波の節では、その空気の振動が小さい。

また、その超音波を受けるチップ６ａは、複数の突き上げピン３４ａによって突き上げられているため、粘着シート６ｂから剥がれ易い状態になっている。

したがって、ピックアップノズル１４ａが下降している途中で、超音波の発生が開始されたときに、例えば図５の（ａ）のように、そのチップ６ａの上面が、超音波の腹が現れると想定される位置にある場合には、空気の大きい振動によって、チップ６ａが大きく揺さぶられる。その結果、図５の（ｂ）に示すように、チップ６ａが粘着シート６ｂからずれてしまう。このようにチップ６ａがずれると、ピックアップノズル１４ａは、そのチップ６ａを適切な状態で保持することができない。

そこで、本実施の形態における制御部１０１は、チップ６ａの上面が、超音波の節が現れる位置にあるときに、その超音波の発生を超音波発生部１５２に開始させる。

図６は、本実施の形態における超音波の発生開始のタイミングの一例を示す図である。

制御部１０１は、駆動部１５４を制御することによって、ピックアップノズル１４ａを下降させて、複数の突き上げピン３４ａによって突き上げられているチップ６ａに近付ける。そして、制御部１０１は、図６の（ａ）に示すように、そのチップ６ａの上面が、超音波の節が現れる位置にあるときに、その超音波の発生を超音波発生部１５２に開始させる。超音波の節が現れる位置は、超音波の周波数に応じて規定される。

具体的には、ピックアップノズル１４ａとチップ６ａとの間では、超音波の１／２波長ごとに節が現れ、超音波の１／２波長ごとに腹が現れる。なお、腹は、互に隣り合う２つの節の中間点に現れ、節は、互に隣り合う２つの腹の中間点に現れる。超音波の波長は、超音波の速度を、超音波の周波数（すなわち振動数）で除算することによって得られる。例えば、２０℃の空気中における超音波の速度は、３４３．５ｍである。したがって、超音波の周波数が３５．２ｋＨｚ（すなわち３５２００Ｈｚ）である場合、その超音波の波長は、３４３．５（ｍ）／３５２００（Ｈｚ）≒１０（ｍｍ）である。また、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂ周辺から超音波が発生するため、その開口１４ｂ周辺では超音波の腹が現れ、その腹からチップ６ａ側に１／４波長だけ離れた位置に、超音波の節が現れる。波長が１０ｍｍの場合、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂからチップ６ａ側に２．５ｍｍだけ離れた位置に、超音波の節が現れる。

したがって、制御部１０１は、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂからチップ６ａ側に２．５ｍだけ離れた位置に、そのチップ６ａの上面があるときに、超音波の発生を超音波発生部１５２に開始させる。これにより、チップ６ａの上面では、超音波の腹ではなく節が現れるため、チップ６ａが空気の振動によって揺さぶられることを抑制することができる。その結果、チップ６ａが粘着シート６ｂからずれることを抑えてチップ６ａを安定させることができる。

なお、図６の（ａ）の例では、制御部１０１は、チップ６ａの上面が、超音波の節が現れる位置にあるときに、超音波の発生を超音波発生部１５２に開始させるが、その超音波の発生開始のタイミングは、これに限定されるものではない。制御部１０１は、チップ６ａの上面が、超音波の腹が現れない位置にあるときに、超音波の発生を超音波発生部１５２に開始させてもよい。

つまり、本実施の形態における制御部１０１は、保持ツールであるピックアップノズル１４ａの開口１４ｂから、粘着シート６ｂ上に貼着されているチップ６ａまでの距離が、ピックアップノズル１４ａの昇降によって、予め規定された規定距離となるときに、超音波発生部１５２による超音波の発生を開始させる。その規定距離は、超音波発生部１５２によって発生する超音波の周波数に応じて規定される距離である。具体的には、規定距離は、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂから、超音波発生部１５２によって発生する超音波における腹以外の部位までの距離である。超音波の腹および節が現れる位置は、超音波を伝達する媒体となる空気の温度およびその超音波の周波数によって規定される。なお、腹以外の部位は、図６の（ａ）の例のように、節であってもよく、節の位置を中心とする腹を含まない所定範囲であってもよい。その所定範囲は、例えば１／４波長の範囲であってもよい。

次に、制御部１０１は、図６の（ｂ）に示すように、駆動部１５４を制御することによって、ピックアップノズル１４ａをさらに下降させる。例えば、駆動部１５４は、ピックアップノズル１４ａを５ｍｍ／秒の速度で下降させる。また、駆動部１５４は、ピックアップノズル１４ａの下面からチップ６ａの上面までの距離が１００～２００μｍとなるように、ピックアップノズル１４ａをチップ６ａに近づける。そして、制御部１０１は、負圧発生部１５３にエアの吸引を開始させる。これにより、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂ周辺に負圧が発生する。その結果、制御部１０１は、開口１４ｂ周辺の負圧による吸引力と、開口１４ｂ周辺の超音波による斥力とを用いて、ピックアップノズル１４ａにチップ６ａを非接触で保持させる。このような非接触の保持では、ピックアップノズル１４ａとチップ６ａとの間には、例えば幅約２５μｍの隙間が生じている。

その後、制御部１０１は、図６の（ｃ）に示すように、駆動部１５４を制御することによって、ピックアップノズル１４ａを上昇させる。

このように、本実施の形態では、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂからチップ６ａまでの距離が規定距離となるときに、超音波の発生が開始される。その規定距離は、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂから超音波の節までの距離である。したがって、その超音波の発生開始の時点において、チップ６ａの位置には、超音波における節が現れる。ここで、超音波における腹では、空気の振動が大きく、節では、空気の振動が小さい。したがって、超音波の発生開始の時点において、チップ６ａの位置での超音波による空気の振動を効果的に小さくすることができる。その結果、チップ６ａが粘着シート６ｂからずれることを高い確度で抑制し、ピックアップノズル１４ａにそのチップ６ａをより適切に保持させることができる。

つまり、ピックアップノズル１４ａが下降しているときに、図５の（ａ）の例のように、図６の（ａ）の例よりも早いタイミングで超音波の発生が開始されると、チップ６ａが粘着シート６ｂからずれてしまう。また、図５の（ａ）の例よりもさらに早いタイミング、すなわち、ピックアップノズル１４ａがチップ６ａからさらに上方に離れているときから、超音波が発生している場合でも、ピックアップノズル１４ａの下降によって、図５の（ａ）の例に示す状況が発生する。そのため、チップ６ａが粘着シート６ｂからずれてしまう。しかし、本実施の形態では、図６の（ａ）の例のように、規定距離に基づくタイミングで超音波の発生を開始させることによって、チップ６ａが粘着シート６ｂからずれることを抑制することができる。その規定距離は、より具体的には、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂから超音波の最初の節までの距離である。したがって、ピックアップノズル１４ａがさらに下降しても、ピックアップノズル１４ａがチップ６ａに接触しない限り、チップ６ａの上面が、超音波の腹が現れると想定される位置におかれることはない。また、超音波の発生が開始されるタイミングでは、ピックアップノズル１４ａがチップ６ａに近い状態にあるため、負圧による吸引力によって、そのチップ６ａをピックアップノズル１４ａに引き寄せることができる。そのため、ピックアップノズル１４ａがさらに下降しても、チップ６ａが粘着シート６ｂからずれることを抑制し、チップ６ａを安定させることができる。

また、本実施の形態では、超音波発生部１５２による超音波の発生によって、いわゆる超音波非接触チャックが実現されている。つまり、超音波の発生によるスクイーズ効果によって斥力が得られるため、容易に適切な斥力を得ることができる。その結果、チップ６ａを効率的に非接触で保持することができる。

図７は、本実施の形態における制御部１０１による処理動作の一例を示すフローチャートである。

まず、制御部１０１は、突き上げ部３４によるチップ６ａの突き上げを開始させる（ステップＳ１）。

次に、制御部１０１は、後述のステップＳ３で超音波発生部１５２によって発生する超音波の節が、チップ６ａの上面に位置するように、駆動部１５４を制御することによって、ピックアップノズル１４ａを下降させる（ステップＳ２）。つまり、制御部１０１は、ピックアップノズル１４ａを下降させることによって、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂから、粘着シート６ｂ上に貼着されているチップ６ａまでの距離を、上述の規定距離に設定する。

そして、制御部１０１は、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂからチップ６ａまでの距離が規定距離になっているときに、超音波の発生を超音波発生部１５２に開始させる（ステップＳ３）。このときには、その超音波によってチップ６ａが大きく揺さぶられることが抑えられるため、そのチップ６ａが粘着シート６ｂからずれることを抑制することができる。

次に、制御部１０１は、駆動部１５４を制御することによって、ピックアップノズル１４ａをさらに下降させる（ステップＳ４）。なお、ステップＳ２～Ｓ４まで、ピックアップノズル１４ａは、止まることなく下降してもよい。そして、制御部１０１は、負圧発生部１５３に負圧を発生させて、ピックアップノズル１４ａにチップ６ａを非接触で保持させる（ステップＳ５）。つまり、制御部１０１は、負圧発生部１５３に負圧を発生させることによって、上述の吸引力を生じさせる。そして、制御部１０１は、チップ６ａをピックアップノズル１４ａの開口１４ｂ側に引き寄せようとする吸引力と、チップ６ａを開口１４ｂから遠ざけようとする斥力とを用いて、ピックアップノズル１４ａにチップ６ａを非接触で保持させる。

その後、制御部１０１は、駆動部１５４を制御することによって、ピックアップノズル１４ａを上昇させる（ステップＳ６）。

このように、本実施の形態では、チップ６ａが突き上げられた後に、ピックアップノズル１４ａがチップ６ａを非接触で保持するための負圧が発生する。したがって、チップ６ａが突き上げられることによって、チップ６ａの粘着シート６ｂからの剥離が促進された後に、負圧が発生するため、その負圧を小さくすることができる。

また、本実施の形態では、超音波発生部１５２による超音波の発生によって、いわゆる超音波非接触チャックが実現されている。つまり、超音波の発生によるスクイーズ効果によって斥力が得られるため、容易に適切な斥力を得ることができる。その結果、チップ６ａを効率的に非接触で保持することができる。

また、本実施の形態では、制御部１０１は、チップ６ａが突き上げ部３４によって突き上げられているときに、超音波発生部１５２による超音波の発生を開始させる。これにより、チップ６ａの突き上げによって、そのチップ６ａの粘着シート６ｂからの剥離が促進された後に、さらに、超音波による空気の振動をそのチップ６ａに与えることができ、チップ６ａの剥離をより促進することができる。その結果、負圧発生部１５３による負圧を小さく抑えることができる。また、突き上げによる剥離の促進によって、チップ６ａが粘着シート６ｂからずれ易くなっている場合であっても、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂからチップ６ａまでの距離が規定距離となるときに、超音波の発生が開始されるため、チップ６ａのずれを抑えることができる。その結果、チップ６ａをさらに効率的に保持することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態におけるピックアップシステムは、実施の形態１におけるピックアップシステム１００の動作に対して、チップ６ａを適切にピックアップするための付加的な動作をさらに実行する。

図８は、本実施の形態における部品実装装置の構成例と、部品実装装置がチップ６ａを基板７に実装する動作の一例とを示す図である。

本実施の形態における部品実装装置１ａは、図８に示すように、実施の形態１における部品実装装置１に含まれる各構成要素と、判定カメラ２２と、回収ボックス９とを備える。判定カメラ２２は、ピックアップノズル１４ａによって保持されているチップ６ａを撮像する。この判定カメラ２２による撮像によって得られる撮像画像には、チップ６ａが映し出されている。そして、撮像画像に対する画像解析によって、撮像画像に映し出されているチップ６ａが不良品であると判定されると、その不良品であるチップ６ａは破棄または回収される。回収ボックス９は、その不良品のチップ６ａを回収するための例えば蓋無しのボックスである。なお、不良品のチップ６ａは、エラーチップとも呼ばれる。また、図８などでは、回収ボックス９に回収されるチップ６ａが分かり易くなるように、回収ボックス９は、ＹＺ平面での断面図として示されている。

具体的には、ピックアップノズル１４ａがチップ６ａを非接触で保持して上昇すると、ピックアップノズル１４ａは、Ｘ軸廻りに例えば９０度回転する。これにより、チップ６ａの下面が判定カメラ２２に向けられる。なお、チップ６ａの下面は、粘着シート６ｂに貼着されていた面であり、ピックアップノズル１４ａに保持されている上面と反対側の面である。そのチップ６ａの下面が判定カメラ２２に向けられているときに、判定カメラ２２は、そのチップ６ａの下面を撮像することによって、撮像画像を出力する。この撮像画像に映し出されているチップ６ａの下面に、傷、欠け、または汚れなどがある場合には、そのチップ６ａは、エラーチップであると判定される。その結果、ピックアップノズル１４ａは、駆動部１５４による駆動によって、回収ボックス９の上方まで移動し、そのエラーチップであると判定されたチップ６ａを離して、その回収ボックス９内に落とす。一方、チップ６ａがエラーチップではないと判定されると、ピックアップノズル１４ａは、Ｘ軸廻りに回転することによってチップ６ａを上方に持ち上げ、実装ユニット２０の部品実装ノズル２０ａにそのチップ６ａを受け渡す。

図９は、本実施の形態におけるピックアップシステムの構成の一例を示す図である。

本実施の形態におけるピックアップシステム１００ａは、部品実装装置１ａに備えられているシステムであって、実施の形態１と同様、部品保持部１５と、突き上げ部３４と、制御部１０１とを備えるとともに、上述の判定カメラ２２をさらに備える。

本実施の形態における制御部１０１は、その判定カメラ２２を制御し、判定カメラ２２による撮像によって得られる撮像画像に対する画像解析を行う。つまり、制御部１０１は、撮像画像に映し出されているチップ６ａがエラーチップであるか否かを判定する。そして、制御部１０１は、その判定結果に基づいて駆動部１５４を制御する。具体的には、制御部１０１は、エラーチップの回収ボックス９への回収、または、チップ６ａのピックアップノズル１４ａから部品実装ノズル２０ａへの受け渡しを、ピックアップノズル１４ａに実行させる。

ここで、エラーチップの回収ボックス９への回収では、制御部１０１は、負圧発生部１５３による負圧の発生を抑制する。一例では、制御部１０１は、負圧の発生を停止させる。しかし、負圧の発生を停止させるだけでは、エラーチップがピックアップノズル１４ａから離れず、エラーチップが回収ボックス９に回収されない場合がある。このような場合、ピックアップノズル１４ａの流路１４ｃ内のエアが陽圧に調整され、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂからエアが吐出されれば、そのエアの吐出によって、エラーチップをピックアップノズル１４ａから離すことができる。しかしながら、部品実装装置１ａ内でエアが吐出されれば、ダストがその部品実装装置１ａ内で舞い上がる可能性がある。そして、その舞い上がったダストが、基板７に実装されるために準備されている他のチップ６ａに付着すると、そのダストがチップ６ａと基板７との接合部位に入り込み、接合不良を引き起こす可能性もある。あるいは、そのチップ６ａもさらにエラーチップと判定されて回収される可能性がある。また、エアの吐出には、ピックアップノズル１４ａの流路１４ｃ内のエアを陽圧に調整するための配管などの設備をさらにピックアップシステムに備える必要があるため、ピックアップシステムの構成が複雑になるという課題もある。

また、負圧の発生を停止させるときに、超音波の発生を単に継続させていても、エラーチップがピックアップノズル１４ａから離れない場合がある。その原因には、静電気、残圧、超音波などが考えられる。例えば、負圧の発生を停止させても、その負圧がしばらく残圧として残る可能性がある。また、超音波が、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂ周辺に微小な負圧を発生させている可能性がある。そのため、特に薄いチップ６ａなどは、負圧の発生を停止させても、そのチップ６ａの自重で落下し難く、ピックアップノズル１４ａから離れない場合がある。

そこで、本実施の形態における制御部１０１は、超音波発生部１５２を制御することによって、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂ周辺から発生する超音波の振動を大きくする。つまり、超音波発生部１５２は、チップ６ａを非接触で保持するときに用いられる超音波よりも大きな振動の超音波を発生させる。これにより、エラーチップを開口１４ｂから遠ざけようとする斥力が大きく働くことによって、ピックアップノズル１４ａからエラーチップを落として回収することができる。また、この場合には、エアが吐出されないため、ダストの舞い上がりを抑えることができる。

図１０は、エラーチップの回収の一例を示す図である。

制御部１０１は、駆動部１５４を制御することによって、ピックアップノズル１４ａをＹ軸方向に移動させ、図１０の（ａ）に示すように、エラーチップであると判定されたチップ６ａを回収ボックス９の上方に配置する。そして、制御部１０１は、駆動部１５４によるピックアップノズル１４ａのＸ軸廻りの回転によって、ピックアップノズル１４ａをチップ回収状態に設定する。チップ回収状態では、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂが、Ｚ軸方向下向きから例えば４５度だけ上方に向いている。なお、このときには、吸引による負圧が発生し、超音波も発生している。

そして、制御部１０１は、図１０の（ｂ）に示すように、負圧発生部１５３および超音波発生部１５２を制御することによって、負圧の発生を停止させ、超音波の振動を大きくさせる。制御部１０１によって制御される超音波発生部１５２は、超音波の振動数（すなわち周波数）を上げてもよく、超音波の振幅を大きくしてもよい。これにより、エラーチップであるチップ６ａを開口１４ｂから遠ざけようとする斥力が大きく働くことによって、ピックアップノズル１４ａからエラーチップが落下する。そして、その落下したエラーチップが回収ボックス９に回収される。

このように、本実施の形態における制御部１０１は、負圧発生部１５３による負圧の発生を抑制させた状態で、超音波発生部１５２によって発生する超音波の振動を制御することにより、ピックアップノズル１４ａに保持されているチップ６ａをピックアップノズル１４ａから離す。これにより、負圧の発生が抑制されるため、ピックアップノズル１４ａがチップ６ａを吸引する吸引力を弱めることができ、さらに、超音波の振動を制御することによって、ピックアップノズル１４ａとチップ６ａとの間の斥力を強めることができる。その結果、ピックアップノズル１４ａからチップ６ａを効果的に離すことができる。また、エアの吐出では、ダストが舞い上がる可能性があるが、本実施の形態では、エアの吐出が行われないため、ダストの舞い上がりを抑制することができる。その結果、上述のような他のチップ６ａと基板７との接合不良の発生を抑えることができる。さらに、エアの吐出のための設備をさらに備える必要がないため、ピックアップシステム１００ａの構成の複雑化を抑えることができる。

また、具体的には、制御部１０１は、負圧発生部１５３による負圧の発生を抑制させた後、超音波発生部１５２によって発生する超音波の振動数を増大させることにより、チップ６ａをピックアップノズル１４ａから離す。これにより、超音波の振動数が増大されるため、ピックアップノズル１４ａとチップ６ａとの間の斥力を適切に強めることができる。その結果、ピックアップノズル１４ａからチップ６ａをさらに効果的に離すことができる。なお、上述の例では、負圧の発生の抑制後に、超音波の振動数の増大が行われるが、逆に、超音波の振動数の増大が行われた後に、負圧の発生の抑制が行われてもよい。あるいは、負圧の発生の抑制と、超音波の振動数の増大とが同時に行われてもよい。

また、制御部１０１は、超音波の振動を大きくさせるタイミングを、負圧発生の停止のタイミングからさらに後にずらしてもよい。つまり、制御部１０１は、負圧発生部１５３に負圧の発生を停止させた後、所定時間内においてチップ６ａがピックアップノズル１４ａから落下したか否かを判定する。制御部１０１は、所定時間内にチップ６ａが落下したと判定すると、超音波発生部１５２に超音波の発生を停止させる。一方、制御部は、所定時間経過してもチップ６ａが落下していないと判定すると、超音波発生部１５２に超音波の振動を大きくさせる。ここで、制御部１０１は、チップ６ａが落下したか否かの判定を、判定カメラ２２によるチップ６ａの撮像結果に基づいて行ってもよい。また、回収ボックス９に圧力ゲージなどが備えられている場合には、制御部１０１は、その圧力ゲージによって計測される圧力に応じて、チップ６ａが落下したか否かを判定してもよい。

このように、本実施の形態における制御部１０１は、負圧発生部１５３による負圧の発生を抑制させてから所定時間経過後に、チップ６ａがピックアップノズル１４ａから落下していなければ、超音波発生部１５２によって発生する超音波の振動数を増大させてもよい。これにより、所定時間内にチップ６ａが落下すれば、超音波の振動数が増大されないため、超音波の振動数が不必要に増大されることを抑えることができる。その結果、処理動作の負担を抑えることができる。また、超音波の振動数が増大される場合には、エアの吐出よりも僅かではあるが、ダストが舞い上がる可能性がある。しかし、その超音波の振動数の増大が抑えられるため、ダストの舞い上がりをさらに抑制することができる。

図１１は、本実施の形態における制御部１０１による処理動作の一例を示すフローチャートである。

制御部１０１は、例えば、図７に示すステップＳ６の処理が行われた後、ピックアップノズル１４ａに保持されているチップ６ａを判定カメラ２２に撮像させる（ステップＳ２１）。

次に、制御部１０１は、その判定カメラ２２による撮像によって得られる撮像画像に基づいて、チップ６ａが不良品か否か、すなわちエラーチップであるか否かを判定する（ステップＳ２２）。ここで、制御部１０１は、チップ６ａがエラーチップではないと判定すると（ステップＳ２２のＮｏ）、チップ６ａのピックアップノズル１４ａから部品実装ノズル２０ａへの受け渡しを実行する（ステップＳ２８）。つまり、制御部１０１は、駆動部１５４を制御することによって、ピックアップノズル１４ａを移動および回転させながら、そのピックアップノズル１４ａに保持されているチップ６ａを、部品実装ノズル２０ａへの受け渡し位置に配置する。

一方、制御部１０１は、チップ６ａがエラーチップであると判定すると（ステップＳ２２のＹｅｓ）、ピックアップノズル１４ａを回収ボックス９の上方に移動させて傾ける（ステップＳ２３）。すなわち、ピックアップノズル１４ａがチップ回収状態に設定される。そして、制御部１０１は、負圧発生部１５３を制御することによって、負圧の発生を抑制する（ステップＳ２４）。つまり、制御部１０１は、負圧発生部１５３に対して負圧の発生を停止させる。

その後、制御部１０１は、エラーチップと判定されたチップ６ａがピックアップノズル１４ａから落下したか否かを判定する（ステップＳ２５）。ここで、チップ６ａが落下したと判定すると（ステップＳ２５のＹｅｓ）、制御部１０１は、エラーチップに対する処理を終了する。一方、制御部１０１は、チップ６ａが落下していないと判定すると（ステップＳ２５のＮｏ）、ステップＳ２４の処理、すなわち負圧発生の停止から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２６）。制御部１０１は、所定時間が経過していないと判定すると（ステップＳ２６のＮｏ）、ステップＳ２５の処理を繰り返し実行する。一方、制御部１０１は、所定時間が経過したと判定すると（ステップＳ２６のＹｅｓ）、超音波発生部１５２に超音波の振動数を増大させる（ステップＳ２７）。これにより、エラーチップと判定されたチップ６ａは、ピックアップノズル１４ａから落下して回収ボックス９に回収される。

このように、本実施の形態では、エラーチップを効率的または効果的に回収することができる。

なお、本実施の形態では、ピックアップノズル１４ａは、チップ６ａを非接触で保持するが、チップ６ａに接触して保持する場合であっても、チップ６ａの落下に、超音波を用いてもよい。

図１２は、エラーチップの回収の他の例を示す図である。図１２の例では、ピックアップノズル１４ａは、エラーチップであると判定されたチップ６ａに接触してそのチップ６ａを保持している。

制御部１０１は、駆動部１５４を制御することによって、ピックアップノズル１４ａをＹ軸方向に移動させ、図１２の（ａ）に示すように、エラーチップであると判定されたチップ６ａを回収ボックス９の上方に配置する。そして、制御部１０１は、駆動部１５４によるピックアップノズル１４ａのＸ軸廻りの回転によって、ピックアップノズル１４ａの状態を上述のチップ回収状態に設定する。なお、図１２の（ａ）の例では、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂ周辺からは超音波は発生しておらず、ピックアップノズル１４ａは、吸引による負圧によって、チップ６ａを真空吸着している。

そして、制御部１０１は、図１２の（ｂ）に示すように、負圧発生部１５３および超音波発生部１５２を制御することによって、負圧の発生を停止させ、超音波を発生させる。これにより、エラーチップであるチップ６ａを開口１４ｂから遠ざけようとする斥力が働くことによって、ピックアップノズル１４ａからエラーチップが落下する。そして、その落下したエラーチップは回収ボックス９に回収される。

このような場合であっても、エラーチップの回収のためにエアの吐出が行われないため、ダストの舞い上がりを抑制することができる。その結果、接合不良の発生を抑えることができる。

（その他の変形例）
以上、一つまたは複数の態様に係るピックアップシステムについて、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記各実施の形態に施したものや、各実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示に含まれてもよい。

例えば、上記実施の形態１および２では、突き上げられているチップ６ａを非接触で保持するが、突き上げられていないチップ６ａを非接触で保持してもよい。また、ピックアップ対象のチップ６ａは、粘着シート６ｂに貼着されていても、トレイなどに載置されていてもよい。これらの場合であっても、制御部１０１は、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂからチップ６ａまでの距離が規定距離となるときに、超音波発生部１５２による超音波の発生を開始させてもよい。

また、上記実施の形態１および２では、負圧発生部１５３は、超音波の発生が開始されてピックアップノズル１４ａが下降した後に、負圧を発生する。しかし、負圧の発生のタイミングは、これに限定されるものではない。例えば、負圧発生部１５３は、エラーチップの回収時以外では、負圧を常時発生させておいてもよい。あるいは、負圧発生部１５３は、超音波の発生と同時に、負圧を発生させてもよく、超音波の発生開始よりも前に、負圧を発生させてもよい。

また、上記実施の形態１および２では、部品実装ノズル２０ａがチップ６ａを保持するときに、チップ６ａの下面が部品実装ノズル２０ａに接触するが、その後に、チップ６ａの下面が洗浄されてもよい。

また、上記実施の形態１および２では、ピックアップノズル１４ａが非接触でチップ６ａを保持するが、部品実装ノズル２０ａも、ピックアップノズル１４ａと同様に非接触でチップ６ａを保持してもよい。

また、上記実施の形態２では、判定カメラ２２は、チップ６ａの下面を撮像するが、下面だけでなく、あるいは、下面の代わりに、チップ６ａの側面を撮像してもよい。チップ６ａの側面には、ダイシングのときの切削屑（例えばＳｉなど）が付着している場合がある。したがって、そのような切削屑が付着しているチップ６ａをエラーチップとして回収することができる。また、判定カメラ２２は、チップ６ａの下面を上方から撮像してもよい。例えば、判定カメラ２２は、図８に示すピックアップ作業位置Ｐにあるピックアップヘッド１４およびピックアップノズル１４ａよりも上方に配置されている。そして、判定カメラ２２は、Ｘ軸廻りに例えば１８０度回転されたピックアップノズル１４ａに保持されているチップ６ａの下面を、上方から撮像する。

また、上記実施の形態２では、エラーチップの回収のために、負圧発生部１５３は、負圧の発生を停止させるが、停止することなく、発生している負圧を小さくしてもよい。

また、上記実施の形態１および２では、突き上げられているチップ６ａの突き上げの最終ステップをピン（すなわち突き上げピン３４ａ）１本で突き上げてもよい。

図１３は、チップ６ａの突き上げの一例を示す図である。

図１３の（ａ）および（ｂ）に示すとおり、突き上げ部３４は、複数の突き上げピン３４ａでチップ６ａを突き上げた後、最終ステップでチップ６ａの中央を、複数の突き上げピン３４ａのうちの１本の突き上げピン３４ｂで突き上げる。これにより、上方からの超音波振動によりチップ６ａが動ける状態になる。その結果、図１３の（ｃ）に示すように、チップ６ａとピックアップノズル１４ａとの平行度を矯正してからチップ６ａをピックアップすることができる。

図１４は、チップ６ａの突き上げの他の例を示す図である。

チップ６ａの外形が大きい場合は、１本の突き上げピン３４ｂでそのチップ６ａを突き上げると、チップ６ａが割れることがある。そこで、このような場合には、図１４の（ａ）に示すように、突き上げピン３４ｂの径を、他の突き上げピン３４ａよりも大きくしてもよい。

このような突き上げピン３４ｂによる突き上げは、制御部１０１による突き上げ部３４への制御によって行われる。つまり、制御部１０１は、突き上げ部３４を制御することによって、複数の突き上げピン３４ａにチップ６ａを突き上げさせた後に、複数の突き上げピン３４ａのうちの１本の突き上げピン３４ｂのみにチップ６ａをさらに突き上げさせる。

これにより、チップ６ａが１本の突き上げピン３４ｂのみに突き上げられるため、その突き上げピン３４ｂの先端を支点にしてチップ６ａの傾きを調整し易くすることができる。その結果、チップ６ａとピックアップノズル１４ａとの互いに対向する面を平行にすることができ、ピックアップノズル１４ａにそのチップ６ａを適切に保持させることができる。

なお、図１４の（ｂ）に示すように、突き上げピン３４ｂを、それぞれ小径の複数のピン３４ｃから構成してもよい。この複数のピン３４ｃが、１本の突き上げピン３４ｂとして機能する。なお、複数のピン３４ｃの水平方向の断面積の合計は、突き上げピン３４ｂと同じであってもよく、突き上げピン３４ｂ以外の他の突き上げピン３４ａと同じあってもよい。つまり、複数のピン３４ｂは、チップ６ａの下面のうち、そのチップ６ａの外形に対して十分小さい面積の部分を突き上げる。

図１５は、突き上げピン３４ａの形状の一例を示す図である。なお、図１５に示す寸法の単位は例えばｍｍである。

図１５に示すように、突き上げピン３４ａの先端はＲ加工されていても良い。これにより先端が平らなピンに比べて、チップの平行度の矯正がより適切に行われる。また先端が尖ったピンに比べると、薄いチップ６ａを突き上げる場合でもチップ６ａが割れにくいという特徴がある。突き上げピン３４ａの形状、サイズなどは、チップ６ａの外形、厚みなどに応じて適切に調整されてもよい。なお、図１５に示す突き上げピン３４ａは、突き上げピン３４ｂであってもピン３４ｃであってもよい。

図１６は、チップ６ａの突き上げの他の例を示す図である。なお、図１６の（Ａ）における（ａ）、（ｂ１）、（ｂ２）および（ｂ３）は、チップ６ａが不適切に保持される例を示し、図１６の（Ｂ）における（ａ）および（ｂ）は、チップ６ａが適切に保持される例を示す。

例えば、図１６の（Ａ）の（ａ）に示すように、チップ６ａの表面は、粘着シート６ｂからの剥離によってプラスに帯電し易い。ここで、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂがある面がマイナスに帯電している場合には、図１６の（Ａ）における（ｂ１）、（ｂ２）または（ｂ３）に示すチップ６ａの不適切な保持が行われる。つまり、（ｂ１）に示すように、チップ６ａが保持される前に、そのチップ６ａの片上がりが生じてしまう。つまり、チップ６ａの一方の端のみがピックアップノズル１４ａ側に引き寄せられてしまう。または、（ｂ２）に示すように、チップ６ａが保持されているときには、そのチップ６ａがピックアップノズル１４ａに接触して吸着されてしまう。または、（ｂ３）に示すように、チップ６ａが保持されているときには、そのチップ６ａが安定せずに暴れてしまう。

そこで、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂの面とチップ６ａの上面の帯電を同じ極性とし、ピックアップしてもよい。すなわち、図１６の（Ｂ）の（ａ）に示すとおり、イオナイザー等の電気機器３５を用いてチップ６ａの表面をマイナスに帯電させる。これにより、図１６の（Ｂ）の（ｂ）に示すように、電気的な反発によりピックアップノズル１４ａとチップ６ａとの接触を抑制することができる。このようなイオナイザー等の電気機器３５は、例えば制御部１０１によって制御される。つまり、制御部１０１は、電気機器を制御することによって、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂと、チップ６ａのピックアップノズル１４ａ側の面との少なくとも一方を帯電させることにより、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂとチップ６ａの上述の面とを同じ極性とする。

これにより、ピックアップノズル１４ａの開口１４ｂと、チップ６ａのピックアップノズル１４ａ側の面とは、同じ極性を有するため、それらの間に電気的な反発力を発生させることができる。その結果、チップ６ａのピックアップノズル１４ａへの接触を抑制することができる。

なお、上記各実施の形態において、制御部１０１などは、専用のハードウェアで構成されるか、制御部１０１に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記実施の形態の制御部１０１などを実現するソフトウェアは、例えば図７または図１１に示すフローチャートの各ステップをコンピュータに実行させる。

なお、以下のような場合も本開示に含まれる。

（１）制御部１０１は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムであってもよい。そのＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、制御部１０１は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。

（２）制御部１０１は、１個のシステムＬＳＩ（Large Scale Integration：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。

（３）制御部１０１は、脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。

（４）本開示は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。

また、本開示は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号であるとしてもよい。

また、本開示は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。

また、プログラムまたはデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはデジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。

本開示は、例えば、部品をピックアップしてその部品を用いた作業を行うシステムなどに利用可能である。

１、１ａ 部品実装装置
２ 基台
３ 部品供給部
３ａ 保持テーブル
５ 基板保持部
５ａ 搬送レール
６ 半導体ウェハユニット
６ａ チップ（部品）
６ｂ 粘着シート
７ 基板
９ 回収ボックス
１１ フレーム
１１ａ 支持ポスト
１１ｂ Ｙ軸フレーム
１２ Ｙ軸駆動機構
１３ 部品実装部
１３ａ 移動プレート
１３ｂ 昇降機構
１３ｃ 昇降プレート
１４ ピックアップヘッド
１４ａ ピックアップノズル（保持ツール）
１４ｂ 開口
１４ｃ 流路
１５ 部品保持部
１５ａ アーム
１５ｂ ピックアップヘッド移動機構
１５ｃ 保持本体部
２０ 実装ユニット
２０ａ 部品実装ノズル
２１ ピックアップカメラ
２２ 判定カメラ
３１ ＸＹテーブル機構
３２ 移動プレート
３３ 支持部材
３４ 突き上げ部
１００、１００ａ ピックアップシステム
１０１ 制御部
１５２ 超音波発生部
１５３ 負圧発生部
１５４ 駆動部

Claims (11)

1. 開口を有する昇降自在の保持ツールと、
   前記保持ツールの前記開口周辺に負圧を発生させる負圧発生部と、
   前記開口周辺から超音波を発生させる超音波発生部と、
   前記負圧発生部および前記超音波発生部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記保持ツールの前記開口から、粘着シート上に貼着されている部品までの距離が、前記保持ツールの昇降によって、予め規定された規定距離となるときに、前記超音波発生部による超音波の発生を開始させ、
   前記開口周辺の負圧による吸引力と、前記開口周辺の超音波による斥力とを用いて、前記保持ツールに前記部品を非接触で保持させ、
   前記規定距離は、前記保持ツールの前記開口から、前記超音波発生部によって発生する超音波における腹以外の部位までの距離である、
   ピックアップシステム。
2. 前記腹以外の部位は、
   前記超音波発生部によって発生する超音波における節の位置を中心とする所定範囲であって、前記所定範囲は、前記超音波の１／４波長の範囲である、
   請求項１に記載のピックアップシステム。
3. 前記規定距離は、
   前記保持ツールの前記開口から、前記超音波発生部によって発生する超音波における節までの距離である、
   請求項１に記載のピックアップシステム。
4. 前記制御部は、
   前記負圧発生部による負圧の発生を抑制させた状態で、前記超音波発生部によって発生する超音波の振動を制御することにより、前記保持ツールに保持されている前記部品を前記保持ツールから離す、
   請求項１に記載のピックアップシステム。
5. 前記制御部は、
   前記負圧発生部による負圧の発生を抑制させた後、前記超音波発生部によって発生する超音波の振動数を増大させることにより、前記部品を前記保持ツールから離す、
   請求項４に記載のピックアップシステム。
6. 前記制御部は、
   前記負圧発生部による負圧の発生を抑制させてから所定時間経過後に、前記部品が前記保持ツールから落下していなければ、前記超音波発生部によって発生する超音波の振動数を増大させる、
   請求項５に記載のピックアップシステム。
7. 前記ピックアップシステムは、さらに、
   前記粘着シート上に貼着されている前記部品を、前記粘着シートを介して下方から上方に向けて突き上げる突き上げ部を有し、
   前記制御部は、
   前記突き上げ部をさらに制御する、
   請求項１～６のいずれか１項に記載のピックアップシステム。
8. 前記制御部は、前記部品が前記突き上げ部によって突き上げられているときに、前記超音波発生部による超音波の発生を開始させる、
   請求項７に記載のピックアップシステム。
9. 前記突き上げ部は、複数の突き上げピンを備え、
   前記制御部は、前記突き上げ部を制御することによって、
   前記複数の突き上げピンに前記部品を突き上げさせた後に、前記複数の突き上げピンのうちの１本の突き上げピンのみに前記部品をさらに突き上げさせる、
   請求項８に記載のピックアップシステム。
10. 前記制御部は、イオナイザーを制御することによって、
    前記保持ツールの前記開口と、前記部品の前記保持ツール側の面との少なくとも一方を帯電させることにより、前記保持ツールの前記開口と前記部品の前記面とを同じ極性とする、
    請求項１に記載のピックアップシステム。
11. 負圧発生部に対して、昇降自在の保持ツールの開口周辺に負圧を発生させ、
    超音波発生部に対して、前記開口周辺から超音波を発生させ、
    前記開口周辺の負圧による吸引力と、前記開口周辺の超音波による斥力とを用いて、前記保持ツールに部品を非接触で保持させ、
    前記超音波の発生では、
    前記保持ツールの前記開口から、粘着シート上に貼着されている部品までの距離が、前記保持ツールの昇降によって、予め規定された規定距離となるときに、前記超音波の発生を前記超音波発生部に開始させ、
    前記規定距離は、前記保持ツールの前記開口から、前記超音波発生部によって発生する超音波における腹以外の部位までの距離である、
    ピックアップ方法。

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