JPH09237819A - 不定形電子回路基板のハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子回路基板のハンドリング装置において、
該基板の形状及び大きさに著しいばらつきがあっても、
また該基板が可成り薄く、さらに反りがあっても比較的
単純な機構で適切に位置決めを行ない、所定位置に搬送
可能にする。 【解決手段】 プリアライナ−を、互いに近接及び離れ
るように可動の一対のフォ−ク４と該一対のフォ−クを
互いに逆方向に同時に同速で移動する伝動機構５及びフ
ォ−ク間の基板に予定の力が作用するとフォ−クの動作
を止める停止手段６で構成し、各フォ−クは複数のフィ
ンガ−からなり、各フィンガ−の下端は基板を載置する
支持面の直線溝にゆるく挿入されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシリコンウェ−ハ等
の半導体ウェ−ハなど、微小電子回路部品の素材となる
基板、とくに形状が不揃いの不定形基板を位置決め、真
空吸着による支持及び所定位置への移動を行なうハンド
リング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】不定形もしくはＤ形などの異形の電子回
路基板は例えばインゴットとしての素材を特定の結晶方
向に沿って切り出す場合に形成される。従来、多くの場
合、電子回路基板は一定形状に成形されたため、基板の
位置決めは例えば特開昭６１−１５０９４５号公報、特
公平４−７４２５８号公報に見られるように、ストッパ
で止めて一辺を合わせることにより、また基板の中心位
置を合わせる場合には、直角を挾む二辺を定めることに
よって行なわれた。

【０００３】また他の位置決め方式では例えば特開平５
−２２６８９６号公報に見られるように、基板が載せら
れる支持面の両側にくぼみを設け、その各くぼみ内でス
トッパを可動にし、該ストッパ間に基板を挾むことによ
って位置決めが行なわれ、基板の寸法に若干の差異があ
ってもその中心を一定位置に合わせ得る利点があるが、
以下に記載の問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】基板を支持する支持面
両側のくぼみ内で可動のストッパによる位置決めでは該
ストッパの動きは一定範囲に限定されるので、基板の形
状及び大きさに可成りのばらつきが在る場合には位置決
めは不可能である。なお、これまでも基板にばらつきが
ある場合の位置決めは、それぞれの基板の所定の軸線方
向の長さを測りその測定値を基にストッパをコントロ−
ルすることによって可能であるが、機構が複雑になり、
実用性に乏しいきらいがある。また、基板が極めて薄
く、例えば厚さが０．１ｍｍ程度のもので且つ基板に反
りがある場合には単にストッパで挾む位置決め方式では
基板に破損を生じる。

【０００５】本発明の目的は上記従来技術の問題点を解
決することであって、それ故、電子回路基板の形状及び
大きさに著しいばらつきがあり且つまた極めて薄く、そ
の上反りがあっても、比較的単純な構成で適切に位置決
めを可能にする不定形電子回路基板のハンドリング装置
を提供することである。

【０００６】本発明の他の目的は、不定形基板に反りが
あり、該反りに著しいばらつきがある場合にも、適切に
基板を吸着し且つ予定位置に置くことができる不定形電
子回路基板のハンドリング装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するため、本発明による不定形電子回路基板のハンドリ
ング装置の特徴は、不定形電子回路基板をプリアライナ
−により位置決めし且つ真空により吸着して所定位置に
移動するハンドリング装置において、該プリアライナ−
は互いに接近及び離れるように可動の相対する一対のフ
ォ−クと、各前記フォ−クに連結されてそれらのフォ−
クを互いに逆方向に同時に同速で移動する好ましくは共
通の伝動機構と、該一対のフォ−ク間に挾持された基板
に予定の力が加えられると該フォ−クを停止する停止手
段を含み、各フォ−クは複数のフィンガ−からなり且つ
各フィンガ−の下端は基板の支持面に設けられた互いに
平行な直線溝にゆるく挿入されていることである。

【０００８】本発明によるハンドリング装置の好ましい
形態では、該停止手段は少なくも一方の前記フォ−クと
前記伝動機構との連結部に設けられたバネと該バネの変
形で作動するセンサ−からなる。また、伝動機構はル−
プ状に設けられた無端ベルト又は無端ワイヤなどの無端
可撓部材からなり、もしくはピニオンを挾んで一対のラ
ックがかみ合うラック・ピニオン機構で構成される。さ
らに、好ましくは前記溝は基板が１つづつ載置されるト
レイに設けられる。

【０００９】本発明によるハンドリング装置の別の好ま
しい形態では、該真空による吸着を行なう装置は吸盤の
ほか、吸引し得る状態で基板上に吸盤を下降するパルス
モ−タと、吸盤が基板に接触すると真空圧の上昇によっ
て基板を吸着したことを感知するセンサ−と、吸盤の下
降した距離を記憶して前記所定位置に移動した際に吸盤
を前記下降した距離を下降するためのメモリを含む。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に図面を参照のもとに本発明の
実施形態に関し説明する。図１は本発明によるハンドリ
ング装置の一例を図式的に示すものであって、図におい
て１はそれぞれ１枚の電子回路基板ｗが載置されるトレ
イであり、通常、図示のようにトレイ１は予定位置に積
層状に置かれる。また、この例ではＡはプリアライナ−
による基板の位置決めが行なわれる供給部であり、Ｂは
所定位置としての加工処理部、Ｃは処理後の基板を受け
る収納部である。図には省略されているが、基板の移動
は吸盤２を備えたハンドラ−によって行なわれる。

【００１１】図１の例では所定位置は基板としての半導
体ウェ−ハにパタ−ニング又は印刷を行なう処理部であ
って、そこで半導体ウェ−ハは上下に配置されたフォト
マスク３ａ、３ｂ間に挾持され、露光によりマスクパタ
−ンの焼付けが行なわれる。従って、この例では供給部
Ａで位置決めされると、ハンドラ−の吸盤２はａ行程に
より基板上に下降して吸着し、ｂ行程により所定位置Ｂ
に移載し且つその直後、ｃ行程で所定位置Ｂから外れた
位置に逃げ、処理後にｄ行程により所定位置Ｂに戻って
処理後の基板を吸着し、ｅ行程で収納部Ｃに収めるよう
になっている。

【００１２】本発明は特に供給部Ａにおけるプリアライ
ナ−に特徴を有するものであって、該プリアライナ−は
図２に示すように、互いに接近又は離れるように作動す
る一対の可動のフォ−ク４、４と、各フォ−クに連結さ
れた好ましくは共通の伝動機構５と、フォ−ク４、４間
に挾まれた基板ｗに予め定められた力が加えられると各
フォ−クを停止する手段６によって構成される。

【００１３】各フォ−ク４は横並びに設けられた複数の
フィンガ−７を備え、フィンガ−７は好ましくは図示の
ように等間隔に、且つ通常は鉛直に設けられる。この供
給部Ａにおいて基板を載置する支持面１ａには互いに平
行な直線溝８が形成され、該溝８間の間隔はフィンガ−
７の間隔に等しくなっている。また各フィンガ−７の下
端は対応の溝８にゆるく挿入され、フォ−ク４の移動と
共にフィンガ−７の下端は対応の溝８に沿って移動する
ようになっている。

【００１４】伝動機構５は一対のフォ−ク４を互いに逆
方向に同時に同速で移動する役割を果すものであって、
そのため各フォ−ク４に連結される伝動機構、好ましく
は無端ベルトなどの無端可撓部材、この例では図２及び
図３に示すように共通の無端ワイヤが用いられる。無端
ワイヤが用いられる場合、図３に一層明瞭に示すよう
に、その一方の側に一方のフォ−ク４との連結部９ａが
設けられ且つ該ワイヤの他方の側に他のフォ−ク４との
連結部９ｂが設けられる。従って、ワイヤ５ａの一方向
の作動によりフォ−ク４、４は互いに接近し且つ反対方
向の作動により互いに離れるように移動する。

【００１５】他の形態では伝動機構５は図４に示すよう
に、ラック・ピニオン機構で構成される。この場合、モ
−タなどの駆動体によって駆動されるピニオン１０を挾
んで相対する一対のラック１１ａ、１１ｂがかみ合い、
一方のラック１１ａが一方のフォ−ク４に連結され且つ
他方のラック１１ｂが他方のフォ−ク４に連結される。
ピニオン１０の回転方向により両側のフォ−ク４、４は
同速で互いに接近し又は離れる。

【００１６】基板ｗに予定の力が加わるとフォ−ク４を
停止する手段６はフォ−ク４に作用する反力を感知する
ことによってフォ−ク４を停止するもので、この例では
図５に示すように、少なくもいずれかの連結部９ａ又は
９ｂに設置されるバネ１２及び近接センサ−などのセン
サ−１３によって構成され、予定の力、即ちフォ−ク４
で基板を挾んだ際に基板が破損しない程度の力が付加さ
れた際のバネ１２の変形をセンサ−１３で感知し、フォ
−ク４の駆動体を停止するようになっている。

【００１７】バネ１２は図５に見られるようにワイヤ５
ａ側の取付部１４とフォ−ク４側の取付部１５との間に
取付けられ、及びセンサ−１３はいずれか一方の取付部
に取付けられる。しかし、停止手段６としては他の構
成、例えばフォ−ク４のフィンガ−７のたわみ等の検出
によって停止するようにしてもよい。なお、前記予定の
力は一例では数グラム重である。場合により、停止手段
６は両方の連結部９ａ、９ｂに設置されてもよい。

【００１８】プリアライナ−により基板の位置決めが行
なわれる溝８の在る支持面１ａは好適にはトレイ１に設
けられ、このようにトレイ１の面を支持面１ａとすれば
トレイ１が供給部Ａに置かれると、そのまま位置決めを
行なうことができ且つ供給部Ａに置かれた積層状のトレ
イ１の最上部のものから、そこに置かれた基板の位置決
め、ハンドリングを順次行ない得るが、場合によっては
基板ｗを載置したトレイ１を一枚づつ供給部Ａに移動す
るようにしてもよく、又は供給部Ａの支持面１ａ上に基
板ｗを載せてもよく、所望により任意に選定し得る。ま
た場合により、プリアライナ−はトレイ１の移動及び／
又はハンドラ−の動作のため上下に可動に構成され得る
ことは云うまでもない。

【００１９】作動時、基板ｗを支持するトレイ１がプリ
アライナ−に対し所定位置に置かれると、プリアライナ
−が作動し、伝動機構５としての無端ワイヤ５ａが一方
向に移動し、フォ−ク４、４が互いに接近し、図６に想
像線で示すように各フォ−クのフィンガ−７が互いに接
近して基板ｗを挾む。各フォ−クは同時に同速で移動す
るので基板ｗの中心（フォ−クの移動方向の）が予め定
められた位置に置かれる。各フォ−ク４のフィンガ−７
の下端は溝８に挿入された状態で溝８に沿って移動する
ので、極めて薄い基板であっても適切に位置決めするこ
とができる。なお、フォ−ク４の移動方向に直角方向の
基板の位置決めはその前の段階で行なわれてトレイ１に
置かれる。

【００２０】一対のフォ−クのフィンガ−７の間に基板
が挾まれ、基板に破壊限度以下の予定の力が作用する
と、その負荷力に応じたバネ１２の変形をセンサ−１３
が感知し、その検出信号をコントロ−ラに入力してフォ
−ク４の動きを停止する。従って、基板の破損を防ぐ。
次いで無端ワイヤ５ａが他の方向に作動し、フォ−ク
４、４は開いて元の位置に戻り、そして支持面１ａ上の
位置決めされた基板をハンドラ−の吸盤２で吸引し、上
記ｂ行程により所定位置Ｂに移動する。

【００２１】図７に示すように、基板ｗに反りがある場
合、とりわけ該反りが一定せず、ばらつきがある場合に
は、ハンドラ−には吸盤２のほか、該吸盤を基板上に下
降及びそこから上昇する駆動体としてパルスモ−タと、
吸盤２が基板に接触し吸着したことを真空圧の上昇で感
知するセンサ−と、基板を吸着するため吸盤２の下降し
た距離を記憶するメモリを備えるのが好ましい。

【００２２】このような構成により基板の反りにばらつ
きが在っても適切に基板を吸着し得ると共に、供給部Ａ
と所定位置Ｂを同一レベルにすることにより、供給部Ａ
での吸盤２の下降時に記憶した下降距離に等しい距離を
所定位置Ｂで下降することができ、所定位置Ｂへの基板
の設置を、基板の破損などの懸念もなく、適切に行なう
ことができる。

【００２３】この好適な形態による前記ａ行程及びｂ行
程につき説明すると、図８に示すように、プリアライナ
−による基板の位置決めが終了すると、吸盤２が下降を
開始し、同時にその下降距離がコンピュ−タに入力され
且つ吸盤２の真空圧がチェックされ始める。吸盤の真空
圧は基板を吸着しない場合には低く、吸着すると真空圧
は急激に上昇し、例えば吸着しない場合は真空圧６０ｍ
ｍＨｇであるのに対し吸着すると３００ｍｍＨｇにな
る。従って、吸盤の真空圧が予め決められたΔＰだけ上
昇したことを感知すると、吸盤の下降を停止し且つそれ
までに吸盤が下降した距離をコンピュ−タのメモリに記
憶する。

【００２４】吸盤２の真空圧の上昇は基板を吸着したこ
とを示すので、真空圧が上昇すると吸盤は吸着した基板
と共に元の位置に上昇し、水平に移動して所定位置Ｂの
上方に位置づけられる。なお、この場合、基板が位置決
めされた支持面１ａと所定位置Ｂ、例えば前記のフォト
マスク３ａは同一レベルになっている。次いで吸盤２は
記憶された前の下降距離だけ下降して所定位置に至り、
基板を解放して上昇し、待機位置に移動する。

【００２５】

【発明の効果】上記のように本発明によれば、基板を載
せる支持面の溝に沿って移動するフィンガ−で基板を挾
んで位置決めを行なうので、基板の形状及び大きさに著
しいばらつきが在っても基板の位置決めを適切に行なう
ことができ、且つ基板に或る限度以上の力がかかるのを
防ぐ停止手段を備えるので、基板を挾んでも破損する事
態を生じない。

【００２６】伝動機構が一対のフォ−クに共通に用いら
れることにより、単純な機構で一対のフォ−クを互いに
逆方向に同時に同速で移動し得る利点がある。

【００２７】さらに一対のフォ−クを作動する伝動機構
として無端可撓部材又はラック・ピニオンなど、共通の
伝動機構を用いることにより該一対のフォ−クの互いに
逆方向の同速の作動を著しく単純な機構で可能にする。

【００２８】位置決めが行なわれる基板の支持面をトレ
イに形成することにより、トレイ上で位置決めすること
ができるので装置全体の行程数を少なくし、構成を単純
にすることができる。

【００２９】また、ハンドラ−の吸盤の上下移動をパル
スモ−タで行ない且つ吸着を感知するセンサ−と吸盤の
下降距離を記憶するメモリを設けることにより、ばらつ
きの在る反りを有する基板の移動を適切に行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による不定形電子回路基板のハンドリン
グ装置の一例を図式的に示す斜視図である。

【図２】本発明のプリアライナ−部分の一例を概略的に
示す斜視図である。

【図３】図２のプリアライナ−部分の平面図である。

【図４】プリアライナ−部分の他の例を示す平面図であ
る。

【図５】プリアライナ−のフォ−クと伝動機構の連結部
の一例を示す平面図である。

【図６】基板の位置決め過程を示す側面図である。

【図７】基板を吸盤により吸着する過程を示す立面図で
ある。

【図８】本発明の好適な形態の作用を示すフロ−チャ−
トである。

【符号の説明】

１：トレイ、１ａ：支持面、２：吸盤、４：フォ−ク、
５：伝動機構、６：停止手段、７：フィンガ−、８：支
持面の直線溝、９ａ、９ｂ：連結部、１０：ピニオン、
１１ａ、１１ｂ：ラック、１２：バネ、１３：センサ−

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェ−ハ等の不定形電子回路基板
   をプリアライナ−により位置決めし且つ真空により吸着
   して所定位置に移動するハンドリング装置において、前
   記プリアライナ−は互いに接近及び離れるように可動の
   相対する一対のフォ−クと、各前記フォ−クに連結され
   てそれらのフォ−クを互いに逆方向に同時に同速で移動
   する伝動機構と、前記フォ−ク間に挾持された基板に予
   定の力が加えられると前記フォ−クを停止する停止手段
   を含み、各前記フォ−クは複数のフィンガ−からなり且
   つ各前記フィンガ−の下端は基板を載置する支持面に設
   けられた互いに平行な直線溝にゆるく挿入されることを
   特徴とする、不定形電子回路基板のハンドリング装置。
2. 【請求項２】 前記伝動機構は前記一対のフォ−クに共
   通に用いられていることを特徴とする請求項１に記載の
   ハンドリング装置。
3. 【請求項３】 前記伝動機構はル−プ状に設けられた無
   端ベルト又は無端ワイヤなどの無端可撓部材からなり、
   該部材の一方の側に一つの前記フォ−クが且つ該部材の
   他の側に他方の前記フォ−クが連結されることを特徴と
   する請求項２に記載のハンドリング装置。
4. 【請求項４】 前記伝動機構はピニオンを挾んで一対の
   ラックがかみ合うラック・ピニオン機構からなり、各前
   記ラックに対応の前記フォ−クが連結されることを特徴
   とする請求項２に記載のハンドリング装置。
5. 【請求項５】 前記停止手段は少なくも１方の前記フォ
   −クと前記伝動機構との連結部に設けられたバネと該バ
   ネの変形で作動するセンサ−からなることを特徴とする
   請求項１に記載のハンドリング装置。
6. 【請求項６】 前記溝は基板が１つづつ載置されるトレ
   イに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
   ハンドリング装置。
7. 【請求項７】 前記真空による吸着を行なう装置は吸盤
   のほか、吸引し得る状態で基板上に吸盤を下降するパル
   スモ−タと、吸盤が基板に接触すると真空圧の上昇によ
   って基板を吸着したことを感知するセンサ−と、吸盤の
   下降した距離を記憶して前記所定位置に移動した際に吸
   盤を前記下降した距離を下降するためのメモリを含むこ
   とを特徴とする請求項１に記載のハンドリング装置。