JP7657922B2 - 部品突上げ装置及び部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェハシートに貼着されているウェハからダイ（ベアチップ）をピックアップする際に、ウェハシートの下方からダイを突上げて剥離させる部品突上げ装置、及びこの部品突上げ装置を備えた部品実装装置に関する。

ダイシングされたウェハからダイ（ベアチップ）をピックアップして基板に実装する部品実装装置が知られている。この部品実装装置では、ウェハ供給機によって機内の所定位置（部品配置エリア）に搬入されたウェハを、ウェハカメラが撮像してウェハ認識を行い、次いでダイの保持機能を備えたヘッドでダイをピッキングするという動作が繰り返される。

部品実装装置には、ウェハシートに貼着されたウェハの下方からダイを突上げることにより、ダイのピッキングに先立ち、ウェハシートからダイを剥離させる、部品突上げ装置が備えられる。部品突上げ装置は、円柱状の吸着ハウジングと、その中心部に出没可能に設けられた突上げピンとを備え、吸着ハウジングでウェハシートを下面から吸着した状態で、突上げピンによってダイを下方から突上げる。

ダイのサイズは多種多様であり、部品突上げ装置には、ダイのサイズに適した吸着ハウジング及び突上げピンを用いることが求められる。例えば特許文献１には、吸着ハウジング及び突上げピンを各々備えた吸着ポットと称するユニットを備え、当該吸着ポットが交換可能とされた部品突上げ装置が開示されている。吸着ポットにはクランプ機構が組込まれており、所定の取付部に対してレバー操作で着脱、交換が可能となっている。

しかし、特許文献１の部品突上げ装置では、クランプ機構が組込まれる分、吸着ハウジングや突上げピンの周辺構造が複雑になる。また、吸着ハウジング及び突上げピンを備えた移動可能なヘッドを備え、当該ヘッドがウェハに対して移動しながらダイを突上げるタイプの部品突上げ装置の場合、クランプ機構が組込まれることによるヘッドの高重量化がタクトタイムのロス要因となることが考えられる。

特開２０１２－１６９３２１号公報

本発明は、既述の課題に鑑みてなされてものであり、その目的は、部品突上げ装置において、吸着ハウジングや突き上げピン等の突き上げツールを、より簡素な構成で変更可能とすることにある。

本発明の一局面に係る部品突上げ装置は、ウェハシートに貼着されたウェハの下方からダイを突上げることにより、当該ダイを前記ウェハシートから剥離させる部品突上げ装置であって、前記ウェハシートの下面を負圧吸着する吸着面、及びこの吸着面からウェハシート側に出没可能に設けられて、前記吸着面から突出することにより前記ダイを突上げる突上げピンを含む突上げツールと、前記ウェハに沿って相対的に移動可能に設けられて、前記突上げツールを着脱可能に支持する支持部材と、を備え、前記突上げツール及び前記支持部材の何れか一方側に磁石が備えられるとともに、他方側のうち少なくとも前記磁石の対向面が磁性材料により形成されている。

また、本発明の一局面に係る部品実装装置は、ダイシングされてウェハシートに貼着された状態のウェハが配置される部品供給部と、前記部品供給部に配置されたウェハからダイをピッキングして基板に移載する部品移載ヘッドと、前記部品移載ヘッドによるダイのピッキングの際に、前記ウェハシートの下方から前記ダイを突き上げる、上記の部品突上げ装置と、を備える。

図１は、本発明の実施形態に係る部品実装装置（本発明の部品突上げ装置が備えられた部品実装装置）の全体構成を示す、上面視の平面図である。 図２は、ヘッドユニット及び突き上げユニットを示す概略斜視図である。 図３は、突き上げユニットの斜視図である。 図４は、突き上げユニットの要部拡大斜視図である。 図５は、突上げヘッドの斜視図である。 図６は、突上げヘッドの断面図である。 図７（Ａ）～（Ｃ）は、突上げヘッドによるダイの突き上げ動作の説明図である。 図８は、吸着ハウジングの固定マグネットと吸着ハウジングの固定マグネットとの磁極の関係を示す表図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。

［部品実装装置の説明］
図１は、本発明の実施形態に係る部品実装装置１の全体構成を示す、上面視の平面図である。部品実装装置１は、ウェハ７からダイシングされたダイ７ａ（部品）を基板Ｐに実装する装置である。部品実装装置１は、基台２、コンベア３、ヘッドユニット４、部品供給部５（部品配置エリア）、ウェハ供給装置６、カメラユニット３２Ｕ及び突き上げユニット４０を含む。図２は、ヘッドユニット４と、図１では表出しない突き上げユニット４０とを示す概略斜視図である。

基台２は、部品実装装置１が備える各種の機器の搭載ベースである。コンベア３は、基台２上にＸ方向に延びるように設置された、基板Ｐの搬送ラインである。コンベア３は、機外から所定の実装作業位置に基板Ｐを搬入し、実装作業後に基板Ｐを前記作業位置から機外へ搬出する。なお、図１中に基板Ｐが示されている位置が、前記実装作業位置である。部品供給部５は、複数個のダイ７ａを、ウェハ７からダイシングされた配置状態で供給する。

ヘッドユニット４は、部品供給部５においてダイ７ａをピッキングし、上記実装作業位置へ移動すると共に、基板Ｐにダイ７ａを実装する。ヘッドユニット４は、前記ピッキングの際にダイ７ａを吸着して保持する複数のヘッド４Ｈ（本発明の「部品移載ヘッド」）を備える。ヘッド４Ｈは、ヘッドユニット４に対するＺ方向への進退（昇降）移動と、軸回りの回転移動とが可能である。ヘッドユニット４には、基板Ｐを撮像する基板認識カメラ３１が搭載されている。基板認識カメラ３１の撮影画像より、基板Ｐに付されたフェデューシャルマークが認識され、部品実装時に前記位置ずれの補正が為される。

部品実装装置１は、ヘッドユニット４を、部品供給部５と前記実装作業位置で保持された基板Ｐとの間で、水平方向（Ｘ及びＹ方向）に移動可能とする駆動機構Ｄ１を備える。駆動機構Ｄ１は、＋Ｘ側及び－Ｘ側で一対のＹ軸固定レール１３、第１Ｙ軸サーボモータ１４及びボールねじ軸１５と、一対の前記Ｙ軸固定レール１３間に架設された支持フレーム１６とを備えている。ボールねじ軸１５は、前記支持フレーム１６に備えられたナット１７に螺合している。また、駆動機構Ｄ１は、支持フレーム１６に搭載された図略のガイド部材、第１Ｘ軸サーボモータ１８及びボールねじ軸１９を備える。前記ガイド部材は、ヘッドユニット４をＸ方向に移動可能に支持しており、ボールねじ軸１９は、前記ヘッドユニット４に備えられた図外のナットに螺合している。

以上の駆動機構Ｄ１の作動により、ヘッドユニット４が水平方向（Ｘ及びＹ方向）に移動する。つまり、第１Ｙ軸サーボモータ１４によりボールねじ軸１５が回転駆動されることにより、ヘッドユニット４が支持フレーム１６と一体にＹ方向に移動する。また、第１Ｘ軸サーボモータ１８によりボールねじ軸１９が回転駆動されることにより、ヘッドユニット４が支持フレーム１６に対してＸ方向に移動する。

部品供給部５は、複数個のダイ７ａをウェハ７の形態で、所定の部品取出作業位置（ウェハステージ１０）へ供給するウェハ供給装置６を備える。ウェハ供給装置６は、ウェハシート８ａを保持するウェハ保持枠８を含む。ウェハシート８ａ上には、ウェハ７を碁盤目状にダイシングされて形成された多数のダイ７ａ，７ａ…の集合体が貼着されている。ウェハ供給装置６は、ウェハ保持枠８を入れ替える態様で、ダイ７ａを前記部品取出作業位置へ供給する。

ウェハ供給装置６は、ウェハ収納エレベータ９、ウェハステージ１０及びウェハコンベア１１を含む。ウェハ収納エレベータ９は、ウェハ７が貼着されたウェハシート８ａをウェハ保持枠８に保持した状態で、上下多段に収納している。ウェハステージ１０は、ウェハ収納エレベータ９の－Ｙ側の位置において、基台２上に設置されている。基板Ｐの停止位置となる前記実装作業位置に対して、ウェハステージ１０は＋Ｙ側に並ぶ位置に配置されている。ウェハコンベア１１は、ウェハ収納エレベータ９からウェハステージ１０上にウェハ保持枠８を引き出す。

カメラユニット３２Ｕは、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能なユニットであって、ウェハカメラ３２を備えている。ウェハカメラ３２は、ウェハステージ１０上に位置決めされたウェハ７の一部分、つまりカメラ視野内のダイ７ａを撮像する。この撮像画像に基づいて、ピックアップ対象のダイ７ａの位置認識が為される。部品実装装置１は、カメラユニット３２Ｕを、部品供給部５と所定の待機位置との間で、水平方向（Ｘ及びＹ方向）に移動可能とする駆動機構Ｄ２を備える。

駆動機構Ｄ２は、＋Ｘ側及び－Ｘ側で一対のＹ軸固定レール３３と、＋Ｘ側に配置された第２Ｙ軸サーボモータ３４及びボールねじ軸３５と、前記一対のＹ軸固定レール３３間に架設された支持フレーム３６とを備える。ボールねじ軸３５は、支持フレーム３６に備えられたナット３７に螺合している。また、駆動機構Ｄ２は、支持フレーム３６に搭載された図略のガイド部材、第２Ｘ軸サーボモータ３８及びボールねじ軸３９を備える。前記ガイド部材は、カメラユニット３２ＵをＸ方向に移動可能に支持しており、ボールねじ軸３９は、前記カメラユニット３２Ｕに備えられた図外のナットに螺合している。

以上の駆動機構Ｄ２の作動により、カメラユニット３２Ｕが水平方向（Ｘ及びＹ方向）に移動する。つまり、第２Ｙ軸サーボモータ３４によりボールねじ軸３５が回転駆動されることにより、カメラユニット３２Ｕが支持フレーム３６と一体にＹ方向に移動する。また、第２Ｘ軸サーボモータ３８によりボールねじ軸３９が回転駆動されることにより、カメラユニット３２Ｕが支持フレーム３６に対してＸ方向に移動する。

突き上げユニット４０は、部品供給部５の下方に配置され、ヘッド４Ｈが吸着すべきダイ７ａを、ウェハシート８ａの下面側から突き上げる。突き上げユニット４０は、ウェハステージ１０に対応する程度の範囲にわたってＸＹ方向に移動可能に、基台２上に配置されている。部品実装装置１は、突き上げユニット４０を移動可能とする駆動機構Ｄ３を備える。

駆動機構Ｄ３は、Ｙ方向に延びる一対のガイドレール４１に沿って移動可能な支持フレーム４２と、Ｙ方向に延びるボールねじ軸４３と、第３Ｙ軸サーボモータ４４とを備える。ボールねじ軸４３は、支持フレーム４２に備えられた図外のナットに螺合している。Ｘ方向移動機構は、支持フレーム４２に搭載された図略のガイド部材、第３Ｘ軸サーボモータ４６及びボールねじ軸４５を備える。前記ガイド部材は、突き上げユニット４０をＸ方向に移動可能に支持しており、ボールねじ軸４５は、前記突き上げユニット４０に備えられた図外のナットに螺合している。

以上の駆動機構Ｄ３の作動により、突き上げユニット４０が水平方向（Ｘ及びＹ方向）に移動する。つまり、第３Ｙ軸サーボモータ４４によりボールねじ軸４３が回転駆動されることにより、突き上げユニット４０が支持フレーム４２と一体にＹ方向に移動する。また、第３Ｘ軸サーボモータ４６によりボールねじ軸４５が回転駆動されることにより、突き上げユニット４０が支持フレーム４２に対してＸ方向に移動する。

突き上げユニット４０は、後に詳述する通り、ダイ７ａを突き上げる突き上げピン７１を各々備えた２つの突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂを有する（図２では突き上げピン７１のみ図示）。突き上げユニット４０は、ヘッド４Ｈによるダイ７ａの吸着時に、突き上げピン７１を上昇させ、ウェハシート８ａを通してダイ７ａを突き上げる。なお、当例では、既述の突き上げユニット４０及び駆動機構Ｄ３が本発明の「部品突上げ装置」に相当する。

基台２には、部品認識カメラ３０が据え付けられている。部品認識カメラ３０は、ヘッドユニット４のヘッド４Ｈに吸着されているダイ７ａを、基板Ｐへの実装の前に下側から撮像する。この撮像画像に基づいて、ヘッド４Ｈによるダイ７ａの吸着異常や吸着ミス等が判定される。

以上の部品実装装置１の基本動作は、次の通りである。まず、ウェハ収納エレベータ９からウェハ保持枠８がウェハコンベア１１によって引き出される。これにより、多数のダイ７ａ，７ａ…の集合体（ウェハ７）が貼着されたウェハシート８ａがウェハ保持枠８と共にウェハステージ１０に配置される。

次に、カメラユニット３２Ｕがウェハステージ１０の上空に移動してウェハ７を撮像する。カメラユニット３２Ｕの撮像は、後のピッキング動作でヘッド４Ｈが吸着するダイ７ａ群の認識のためである。

ダイ７ａ群の撮像が完了すると、カメラユニット３２Ｕが、ウェハステージ１０の上空から退避移動する一方、ヘッドユニット４がウェハステージ１０の上空へ、突き上げユニット４０がウェハ７の下方に各々配置される。そして、カメラユニット３２Ｕによる撮像で認識されたダイ７ａ群を、ヘッド４Ｈがウェハ７からピッキングする。この際、突き上げユニット４０の突き上げピン７１が上昇し、ウェハシート８ａを通してダイ７ａを突き上げる。

ダイ７ａのピッキング後、ヘッドユニット４がウェハステージ１０の上空から、部品認識カメラ３０を経由して実装作業位置の基板Ｐの上空へ移動する。これにより、ヘッド４Ｈで吸着したダイ７ａが基板Ｐに実装される。

なお、ダイ７ａのピッキング後、ヘッドユニット４がウェハステージ１０の上空から移動すると、これに同期して、カメラユニット３２Ｕがウェハステージ１０の上空へ進入移動する。以降、ウェハステージ１０の上空に、ヘッドユニット４とカメラユニット３２Ｕとが順次入れ替わるように移動し、ダイ７ａのピッキング及び基板Ｐへの実装動作が繰り替えされる。

［突き上げユニット４０の詳細構造］
図３は、突き上げユニット４０の斜視図であり、図４は、突き上げユニット４０の要部拡大斜視図である。また、図５は、突き上げユニット４０に備えられる突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂの斜視図であり、図６は、突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂの断面図である。

突き上げユニット４０は、前記駆動機構Ｄ３に連結されたベースフレーム４７を有する。ベースフレーム４７には、一対の突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂと、突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂを切り替える切替機構Ｄ４と、突上げヘッド５０Ａ、５０ＢをＺ方向に進退（昇降）移動させる第１昇降機構Ｄ５と、突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂに備えられる後記突き上げピン７１をＺ方向に進退（昇降）移動させる第２昇降機構Ｄ６とを含む。

突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂは、ヘッド４Ｈによるダイ７ａの吸着時に、ウェハシート８ａを通してダイ７ａを突き上げるものである。突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂは、後記突上げツール６０の種類が異なる以外は、基本的に同一の構造である。

図５及び図６に示すように、突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）は、ベース部材５２と、このベース部材５２に組付けられる突上げツール６０とを備える。突上げツール６０は、ウェハシート８ａを下方から吸着するための吸着ハウジング６２と、ピンホルダ６３とを含む。ピンホルダ６３は、有天円筒形状のホルダ本体７０と、その上端部に保持された突き上げピン７１とで構成される。この突き上げピン７１がダイ７ａを突き上げる。

ピンホルダ６３に備えられる突き上げピン７１の数及び配置、突き上げピン７１のサイズ（径、長さ）及び先端形状は、ダイ７ａのサイズやそこに形成される回路等に応じて最適な態様が相違する。そのため、複数種類のピンホルダ６３の中から、ダイ７ａに対応する最適な突き上げピン７１を備えたピンホルダ６３が選択されて突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）に組み込まれる。

突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）は、ベース部材５２に昇降可能に支持された突上げ主軸７４を備えている。前記ピンホルダ６３は、この突上げ主軸７４の上端部に着脱可能に固定される。突上げ主軸７４はスプライン軸であり、ベース部材５２に形成された貫通穴５５内に固定されるスプライン軸受７５に昇降自在（Ｚ方向に移動自在）に支持されている。突上げ主軸７４の上端部近傍には、当該突上げ主軸７４を僅かに上方に突出させた状態（突出部７４ａという）で円筒状のピンベース７２が固定されている。

ピンベース７２は、ベース本体部７２ａと、その上端に積層配置される固定マグネット７２ｂとを備える。固定マグネット７２ｂは、Ｚ方向に扁平なリング形状であり、その中心を前記突出部７４ａが貫通する状態でベース本体部７２ａ上に配置され、前記突出部７４ａ（突上げ主軸７４）に対して抜け止めされている。

前記ピンホルダ６３は、前記突出部７４ａがホルダ本体７０の内側に挿入され、かつ当該突出部７４ａに対して周方向に位置決めされた状態で、ピンベース７２上に配置される。ホルダ本体７０の全体、又はホルダ本体７０のうち少なくともピンベース７２（固定マグネット７２ｂ）との対向面は鉄等の磁性材料で形成されている。つまり、ピンホルダ６３は、固定マグネット７２ｂの磁力によってピンベース７２に固定されている。ピンホルダ６３（ホルダ本体７０）とピンベース７２とは同等の外径を有しており、ピンホルダ６３がピンベース７２に固定された状態で、これらは一体の円柱形状を成す。

前記突上げ主軸７４の下端部は、ベース部材５２から下方に突出しており、当該下端部には、円柱状のフォロア部材７６が設けられている。突上げ主軸７４のうちフォロア部材７６とベース部材５２の下面との間には、コイルばね７８が装着されている。このコイルばね７８の弾発力により、突上げ主軸７４が下向き（－Ｚ方向）に付勢され、その結果、ピンベース７２がスプライン軸受７５に当接する下降端位置（図６の位置）に保持されている。

前記吸着ハウジング６２は、ウェハシート８ａを吸着する吸着面６６を上端部に備えた有天の円筒部６５と、その下端部に連設されたフランジ部６７とを備えている。吸着ハウジング６２は、フランジ部６７を介してベース部材５２の上面５４に取付けられている。ベース部材５２の上面５４のうち、前記貫通穴５５の周囲には円環状のボス部５３が突設される一方、フランジ部６７の下面には当該ボス部５３に対応する凹部６７ｂが形成されている。吸着ハウジング６２は、この凹部６７ｂに前記ボス部５３を嵌合（嵌入）させた状態でベース部材５２の上面５４に配置されている。フランジ部６７の周縁部には、切欠き部６７ａが形成されており、前記上面５４に立設された位置決めピン６９がこの切欠き部６７ａに介挿されている。これにより吸着ハウジング６２がベース部材５２に対して周方向に位置決めされている。

なお、ベース部材５２の上面５４のうち、ボス部５３の周囲には、周方向に等間隔で複数の固定マグネット６８が配置されている。これら固定マグネット６８は、それらの上面とベース部材５２の上面５４とが面一となるようにベース部材５２に埋設されている。一方、吸着ハウジング６２の全体、又は吸着ハウジング６２のうち少なくともベース部材５２（固定マグネット６８）との対向面は鉄等の磁性材料で形成されている。つまり、吸着ハウジング６２は、固定マグネット６８の磁力によってベース部材５２に固定されている。

吸着ハウジング６２の円筒部６５の内部天井面とピンホルダ６３のホルダ本体７０との間には、ピンホルダ６３の昇降を許容する隙間が形成されている。突上げ主軸７４が前記下降端位置から上昇し、円筒部６５の前記天井面に当接する位置又はその近傍の位置までピンホルダ６３が上昇すると、突き上げピン７１が、吸着面６６（天井面）に形成されたピン穴６６ａから突出する。この突出により、突き上げピン７１によるダイ７ａの突き上げが可能となる。一方、突上げ主軸７４と共にピンホルダ６３が下降端位置に配置された状態では、突き上げピン７１は、ピンホルダ６３内に退避する。なお、突き上げピン７１の吸着面６６からの突出量は、ダイ７ａの種類等に応じて変更（設定）される。

なお、当例では、ベース部材５２及びピンベース７２が本発明の「支持部材」に相当する。詳しくは、ベース部材５２が「ベース部」に、ピンベース７２が「可動部」に各々相当する。

突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）は、ウェハシート８ａを吸着するための負圧供給機構を備える。この負圧供給機構は、ベース部材５２の下部に備えられる負圧ポート部５７と、ベース部材５２の内部に形成された負圧通路５６とを含む。負圧ポート部５７は、図外のパイプを通じて負圧発生器５８（図３参照）に接続されている。負圧通路５６は、負圧ポート部５７に供給される負圧を前記貫通穴５５内に導入する。これにより、貫通穴５５を通じて吸着ハウジング６２（円筒部６５）の内部に負圧が供給される。

前記吸着面６６には、同心円状に形成された複数の環状溝と、各環状溝と吸着ハウジング６２内部とを各々連通する図外の開口が形成されている。吸着ハウジング６２とピンホルダ６３との間に形成された負圧の通路が各開口に通じており、各開口を通じて各環状溝に負圧が供給される（各環状溝を介してウェハシート８ａを吸引する）ことにより、ウェハシート８ａが吸着面６６に吸着される。

図３及び図４に示すように、突き上げユニット４０は、ベースフレーム４７に対してＸ方向に移動可能な可動フレーム４８を備えている。突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂは、Ｘ方向に横並びの状態で当該可動フレーム４８に搭載されている。可動フレーム４８は、ベースフレーム４７に固定された第１エアシリンダ４９の作動軸４９ａに連結されており、この第１エアシリンダ４９の作動により可動フレーム４８がＸ方向に進退移動する。可動フレーム４８が前進位置に配置されると、一方の突上げヘッド５０Ａが所定の作業位置Ｗｐに配置され（図３に示す状態）、後退位置に配置されると、他方の突上げヘッド５０Ｂが前記作業位置Ｗｐに配置される。これにより、ダイ７ａの突き上げに使用される突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂの切替えが行われる。これら可動フレーム４８及び第１エアシリンダ４９により前記切替機構Ｄ４が構成されている。

突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂは、可動フレーム４８に設けられた、Ｚ方向に延びる一対のガイドレール５１に昇降自在に支持されている。突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂを昇降させる第１昇降機構Ｄ５は、前記一対のガイドレール５１と、第１押し上げ部材８１と、第２エアシリンダ８０と、図外のカム機構とを含む。第１押し上げ部材８１は、作業位置Ｗｐに配置された突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）の下方位置に昇降可能に設けられている。第１押し上げ部材８１は、第２エアシリンダ８０によるカム機構の作動により昇降し、作業位置Ｗｐに配置されている突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）を上昇位置と下降位置との間で昇降させる。上昇位置は、吸着ハウジング６２の吸着面６６が、ウェハステージ１０に配置されたウェハ保持枠８のウェハシート８ａの下面に当接又は近接する高さ位置である。

突き上げピン７１を昇降させる第２昇降機構Ｄ６は、第２押し上げ部材８２と、Ｚ軸サーボモータ８４と、伝動機構８３とを含む。第２昇降機構Ｄ６の各要素は、第１押し上げ部材８１に固定された図外のブラケットに組付けられている。従って、第２昇降機構Ｄ６は、第１押し上げ部材８１と共に昇降する。

第２押し上げ部材８２は、作業位置Ｗｐに配置された突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）の下方であって前記第１押し上げ部材８１の－Ｙ側に配置されている。第２押し上げ部材８２は、平坦な上面部を有するブロック状の部材である。第２押し上げ部材８２は、前記ブラケットに固定された図外のガイド部材に昇降可能に支持されおり、ねじ送り機構等からなる伝動機構８３を介してＺ軸サーボモータ８４により駆動され、前記ガイド部材に沿って昇降する。

第２押し上げ部材８２が下降端位置に配置されている状態では、図６に示すように、その上面が、作業位置Ｗｐに配置された突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）の突上げ主軸７４のフォロア部材７６の下面に僅かの隙間を介して対向している。第２押し上げ部材８２が上昇すると、これに伴い突上げ主軸７４がコイルばね７８の付勢力に抗して押し上げられ、この突上げ主軸７４の上昇と共にピンホルダ６３（突き上げピン７１）が上昇し、吸着ハウジング６２の前記ピン穴６６ａから突き上げピン７１が突出する。その後、第２押し上げ部材８２が下降すると、これに伴い突上げ主軸７４がコイルばね７８の付勢力を受けながら下降し、元の下降端位置にリセットされる。これにより、突き上げピン７１が吸着ハウジング６２内に退避する。

なお、図３中の符号５８は、前記ベースフレーム４７に固定された負圧発生器である。負圧発生器５８は、図外の配管を介して突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂの負圧ポート部５７と接続されている。負圧発生器５８は、突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂに対して、ウェハシート吸着用の負圧の供給とその停止（大気開放）とを切替る。

［突き上げユニット４０の動作と作用効果］
図７（Ａ）～（Ｃ）は、突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂによるダイ７ａの突き上げ動作の説明図である。なお、図７では、ダイ７ａ（ウェハ７）の図示を省略している。突き上げユニット４０は、既述の通り、ヘッド４Ｈがウェハ７からダイ７ａをピッキングする際に、ウェハ７の下方に配置されてウェハシート８ａを通してダイ７ａを突き上げる。突き上げユニット４０による具体的な動作は以下の通りである。

まず、二つの突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂのうち、ダイ７ａの突上げに使用される突上げヘッドが、切替機構Ｄ４の作動により作業位置Ｗｐに配置される。また、前記駆動機構Ｄ３の作動により突き上げユニット４０が移動し、作業位置Ｗｐに配置された突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）が、突き上げるべきダイ７ａの下方に配置される（図７（Ａ））。

次に、第１昇降機構Ｄ５の作動より、作業位置Ｗｐに配置されている突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）が上昇する（図７（Ｂ））。これにより、吸着ハウジング６２の吸着面６６がウェハシート８ａの下面に当接又は近接し、当該吸着面６６によりウェハシート８ａが負圧吸着される。この負圧吸着は、突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）が上昇端位置に到達するタイミングと略同時（吸着面６６がウェハシート８ａの下面に当接又は近接するのと同時）に行われる。

続いて、第２昇降機構Ｄ６の作動により、突上げ主軸７４と共にピンホルダ６３が昇降する。これにより突き上げピン７１が吸着ハウジング６２（吸着面６６）から突出し、ウェハシート８ａを貫通してダイ７ａを突上げる（図７（Ｃ））。この場合、突き上げピン７１（ピンホルダ６３）の昇降は、吸着ハウジング６２によるウェハシート８ａの吸着と同時又はそれよりも若干遅れたタイミングで行われる。また、昇降の態様は、突き上げピン７１の上昇と下降とが連続的に行われる態様、又は突き上げピン７１が上昇後その位置に一時的に留まった後に下降する態様の何れかが行われる。

ダイ７ａのピッキングが終了すると、突き上げピン７１（ピンホルダ６３）が下降端位置にリセットされるとともに、負圧発生器５８からの負圧供給が停止される。この状態で、前記駆動機構Ｄ３の作動により突き上げユニット４０が移動し、次に突き上げるべきダイ７ａの下方位置に突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）が配置される。つまり。突き上げユニット４０は、吸着ハウジング６２の吸着面６６を、ウェハシート８ａの下面に沿って摺動、又ウェハシート８ａの下面に沿って近接させた状態で移動する。

その後、ウェハシート８ａが負圧吸着され、第２昇降機構Ｄ６の作動により突き上げピン７１（ピンホルダ６３）が昇降して次のダイ７ａを突上げた後（図７（Ｃ））、ウェハシート８ａの負圧吸着が停止される。以降、同様にして、既述のダイ７ａの突上げ動作が繰り替えされる。

なお、上記突き上げユニット４０では、突き上げるべきダイ７ａに適した突上げツール６０が突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂに組込まれているが、ウェハ７の変更等、必要に応じて各突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）の突上げツール６０を交換することが求められる。この場合、突上げツール６０は、吸着ハウジング６２とピンホルダ６３とを含むため、これらを交換する必要がある。

前記突き上げユニット４０では、既述の通り、吸着ハウジング６２は、固定マグネット６８によってベース部材５２に固定されている。また、ピンホルダ６３も、固定マグネット７２ｂによってピンベース７２に固定されている。そのため、オペレータは、吸着ハウジング６２及びピンホルダ６３をこの順番でベース部材５２等から持ち上げて取外し、新たな吸着ハウジング６２及びピンホルダ６３を逆の順番で元の位置にセットするだけで、特に工具を用いることなく、簡単に突上げツール６０を交換することができる。

この場合、固定マグネット６８、７２ｂの吸着力は、何れも５～３０Ｎの範囲内で設定されている。この吸着力の範囲は、吸着ハウジング６２及びピンホルダ６３の吸着安定性と、オペレータによる手作業での着脱作業性とが両立し得るように試験的に定められた範囲である。そのため、オペレータは、吸着ハウジング６２やピンホルダ６３を各々ワンタッチで難なく交換することができる。

従って、前記突き上げユニット４０の構成によると、突上げツール交換用のクランプ機構を備える従来構造（特許文献１）に比べて、簡素な構成で突上げツール６０（吸着ハウジング６２及びピンホルダ６３）の変更が可能となる。しかも、基本的にはベース部材５２に固定マグネット６８、７２ｂが組み込まれるだけの構成であるため、突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）の著しい重量増大を伴うことがない。従って、突上げヘッド５０Ａ（５０Ｂ）の重量の増加により、突き上げユニット４０の移動時にタイムロスが生じ易くなるといった弊害を伴うこともない。

さらに、突上げツール６０（吸着ハウジング６２及びピンホルダ６３）を固定するための固定マグネット６８、７２ｂは、ベース部材５２及びピンベース７２側にのみ配置されている。そのため、複数種類の突上げツール６０に対して固定マグネット６８、７２ｂを共通化することができ、合理的である。

なお、上記説明では言及していないが、前記突き上げユニット４０では、吸着ハウジング６２を固定する固定マグネット６８の磁極の向きと、ピンホルダ６３を固定する固定マグネット７２ｂの磁極の向きとが同一に設定されている。つまり、固定マグネット６８と固定マグネット７２ｂとの間に反発力が働かないようにされている。具体的には、図８に示すように、固定マグネット７２ｂ（ピンホルダマグネット）の上面側がＮ極の場合には、固定マグネット６８（吸着ハウジングマグネット）の上面側もＮ極に設定される（組合せ１）。また、固定マグネット７２ｂの上面側がＳ極の場合には、固定マグネット６８の上面側もＳ極に設定される（組合せ２）。

この構成により、前記反発力に起因して、次のような不都合が生じることが回避される。既述の通り、突上げヘッド５０Ａ、５０Ｂは、同一ウェハ７の次のダイ７ａの位置に移動する際に、吸着ハウジング６２の吸着面６６をウェハシート８ａの下面に沿って摺動又は近接させて移動する（図７（Ｂ））。このとき、前記突き上げユニット４０では、ピンホルダ６３を固定する固定マグネット７２ｂ（第２磁石）の位置が、吸着ハウジング６２を固定する固定マグネット６８（第１磁石）の位置の上方に位置するため、前記反発力が作用すると、コイルばね７８の弾発力に抗して吸着ハウジング６２が上昇することが起こり得る。この場合には、突き上げピン７１が意図せず吸着ハウジング６２から突出してウェハシート８ａを損傷することが考えられる。この点、両固定マグネット６８、７２ｂの磁極の向きが同一である上記突き上げユニット４０の構成によれば、前記反発力が生じる余地がなく、既述のような不都合が生じることが回避される。

以上説明した部品実装装置１は、本発明に係る部品突上げ装置が適用された部品実装装置の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成や部品突上げ装置の具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のような構成を採用することも可能である。

例えば、実施形態では、突上げツール６０（吸着ハウジング６２及びピンホルダ６３）を固定するための固定マグネット６８、７２ｂは、ベース部材５２及びベース本体部７２ａ側に配置されている。しかし、固定マグネット６８、７２ｂは、突上げツール６０（吸着ハウジング６２及びピンホルダ６３）側に設けられていてもよいし、双方に設けられていてもよい。例えば、吸着ハウジング６２（吸着面６６）のサイズに応じて吸着力を変える方が好ましい場合も考えられるため、その場合には、吸着ハウジング６２側に固定マグネット６８を備えるようにしてもよい。この点は、ピンホルダ６３と固定マグネット７２ｂとの関係についても同じである。

また、実施形態では、吸着ハウジング６２を固定する固定マグネット６８は、ベース部材５２の上面５４のボス部５３周囲に等間隔で設けられており、ピンホルダ６３を固定する固定マグネット７２ｂはリング状に設けられている。しかし、固定マグネット６８、７２ｂの具体的な態様は、吸着ハウジング６２やピンホルダ６３を着脱可能に固定できれば、他の態様であっても構わない。但し、実施形態のように、突上げツール６０の突上げ中心の周囲に、等間隔で断続的に又は環状に連続的に固定マグネットが設けられている構成によれば、突上げツール６０（吸着ハウジング６２及びピンホルダ６３）に対してバランス良く磁力を作用させて、当該突上げツール６０を安定的に固定することができるという利点がある。

また、実施形態では、本発明に係る部品突上げ装置が部品実装装置に適用された例について説明したが、本発明に係る部品突上げ装置は、例えばウェハからダイシングされたダイをテープに収容するテーピング装置、或いは前記ダイを基板に実装する部品実装装置などの各種装置に適用することができる。

［上記実施形態に含まれる発明］
本発明の一局面に係る部品突上げ装置は、ウェハシートに貼着されたウェハの下方からダイを突上げることにより、当該ダイを前記ウェハシートから剥離させる部品突上げ装置であって、前記ウェハシートの下面を負圧吸着する吸着面、及びこの吸着面からウェハシート側に出没可能に設けられて、前記吸着面から突出することにより前記ダイを突上げる突上げピンを含む突上げツールと、前記ウェハに沿って相対的に移動可能に設けられて、前記突上げツールを着脱可能に支持する支持部材と、を備え、前記突上げツール及び前記支持部材の何れか一方側に磁石が備えられるとともに、他方側のうち少なくとも前記磁石の対向面が磁性材料により形成されている。

この部品突上げ装置の構成によれば、専用のクランプ機構が備えられる従来の構造に比べて、簡素な構成で突上げツールの変更（交換）が可能となる。

前記部品突上げ装置において、より具体的には、前記支持部材は、ベース部と、当該ベース部に対して相対的に昇降する可動部とを含み、前記突上げツールは、前記吸着面を上端に備え、前記ベース部に対して着脱可能に支持される中空の吸着ハウジングと、前記突上げピンを保持するとともに前記ハウジングの内部に配置されて前記可動部に着脱可能に支持され、当該可動部と共に昇降するピンホルダと、を備え、前記吸着ハウジング及び前記ベース部のうち何れか一方側に前記磁石が備えられるとともに、他方側のうち少なくとも当該磁石の対向面が前記磁性材料で形成され、前記ピンホルダ及び前記可動部のうち何れか一方側に前記磁石が備えられるとともに、他方側のうち少なくとも当該磁石の対向面が前記磁性材料で形成されている。

この部品突上げ装置では、突上げツールとして備えられる複数部材、すなわち吸着ハウジングとピンホルダとを、簡素な構成で変更（交換）することが可能となる。

前記部品突上げ装置においては、前記支持部材側に前記磁石が備えられているのが望ましい。

この構成によれば、複数の突上げツール（吸着ハウジング及びピンホルダ）に対して磁石が共通化されるため、合理的な構成となる。

なお、前記支持部材が、前記ベース部と前記可動部とを含み、前記突上げツールが、前記吸着ハウジングと前記ピンホルダとを備える場合であって、前記吸着ハウジングに対して前記ピンホルダが前記可動部と共に下降した状態において、前記吸着ハウジングを前記ベース部に固定する磁石である第１磁石に対して、前記ピンホルダを前記可動部に固定する磁石である第２磁石が上方に配置されるように当該部品突上げ装置が構成される場合には、前記第１磁石及び前記第２磁石は、それらの磁極の向きが同一であるのが好適である。

この構成によれば、両磁石の間に反発力（排斥力）が作用して、ピンホルダの適切な動作が妨げられること、つまり、ピンホルダが意図せず上昇して突上げピンが突出することが回避される。

なお、前記部品突上げ装置において、前記磁石は、前記突上げツールの突上げ中心の周囲に、等間隔で断続的に、又は環状に連続的に設けられているのが好適である。

この構成によれば、突上げツールに対してバランス良く磁力を作用させて、突上げツールを安定的に固定することができる。

また、前記部品突上げ装置において、前記磁石による前記突上げツールの吸着力は５～３０Ｎの範囲内であるのが好適である。

この構成によれば、突上げツールの吸着安定性と、オペレータの手作業による突上げツールの着脱作業性とを両立させることが可能となる。

一方、本発明の一局面に係る部品実装装置は、ダイシングされてウェハシートに貼着された状態のウェハが配置される部品供給部と、前記部品供給部に配置されたウェハからダイをピッキングして基板に移載する部品移載ヘッドと、前記部品移載ヘッドによるダイのピッキングの際に、前記ウェハシートの下方から前記ダイを突き上げる、上述した態様の何れかの部品突上げ装置と、を備える。

この部品実装装置の構成によれば、既述のような部品突上げ装置を備えているため、簡素な構成で突上げツールの変更（交換）が可能となる。

Claims (6)

1. ウェハシートに貼着されたウェハの下方からダイを突上げることにより、当該ダイを前記ウェハシートから剥離させる部品突上げ装置であって、
   前記ウェハシートの下面を負圧吸着する吸着面、及びこの吸着面からウェハシート側に出没可能に設けられて、前記吸着面から突出することにより前記ダイを突上げる突上げピンを含む突上げツールと、
   前記ウェハに沿って相対的に移動可能に設けられて、前記突上げツールを着脱可能に支持する支持部材と、を備え、
   前記支持部材は、ベース部と、当該ベース部に対して相対的に昇降する可動部とを含み、
   前記突上げツールは、前記吸着面を上端に備え、前記ベース部に対して着脱可能に支持される中空の吸着ハウジングと、前記突上げピンを保持するとともに前記吸着ハウジングの内部に配置されて前記可動部に着脱可能に支持され、当該可動部と共に昇降するピンホルダと、を備え、
   前記吸着ハウジング及び前記ベース部のうち何れか一方側に磁石が備えられるとともに、他方側のうち少なくとも当該磁石の対向面が磁性材料で形成され、
   前記ピンホルダ及び前記可動部のうち何れか一方側に前記磁石が備えられるとともに、他方側のうち少なくとも当該磁石の対向面が前記磁性材料で形成されている、部品突上げ装置。
2. 請求項１に記載の部品突上げ装置において、
   前記支持部材側に前記磁石が備えられている、部品突上げ装置。
3. 請求項２に記載の部品突上げ装置において、
   当該部品突上げ装置は、前記吸着ハウジングに対して前記ピンホルダが前記可動部と共に下降した状態において、前記吸着ハウジングを前記ベース部に固定する磁石である第１磁石に対して、前記ピンホルダを前記可動部に固定する磁石である第２磁石が上方に配置されるように構成されており、
   前記第１磁石及び前記第２磁石は、それらの磁極の向きが同一である、部品突上げ装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の部品突上げ装置において、
   前記磁石は、前記突上げツールの突上げ中心の周囲に、等間隔で断続的に、又は環状に連続的に設けられている、部品突上げ装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の部品突上げ装置において、
   前記磁石による前記突上げツールの吸着力は５～３０Ｎの範囲内である、部品突上げ装置。
6. ダイシングされてウェハシートに貼着された状態のウェハが配置される部品供給部と、
   前記部品供給部に配置されたウェハからダイをピッキングして基板に移載する部品移載ヘッドと、
   前記部品移載ヘッドによるダイのピッキングの際に、前記ウェハシートの下方から前記ダイを突き上げる、請求項１～５の何れか一項に記載の部品突上げ装置と、を備える、部品実装装置。

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