JPH11138452A - 手動真空ピンセット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型、軽量であり、吸着力が強力であって、
片手で確実に操作ができ、狭いところの吸着対象物でも
簡単に操作でき、かつ吸着対象物を照明下にかざしなが
ら傷や汚れを検出するなどの精密な作業ができる真空ピ
ンセットの提供。 【解決手段】 シリンジ２の先端部にノズル１１を装
着するための接合部６、シリンジ２、シリンジ２の横方
向からシリンジのピストン３を操作できる操作ノブ４及
び該操作ノブをロックするロック機構５を備えたグリッ
プ１、前記シリンジ先端部に装着可能であるパイプ状
ノズル１１、前記ノズル１１の先端に、吸着面が弾力
性のある材料の吸着パット１４及び該吸着パットの吸着
先端部を残して大部分を覆っている吸着パットカバー１
５を備えた吸着用先端チップを組み合わせてなる手動真
空ピンセット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚染を極度に嫌
う、半導体のウエハのような電子部品、精密貴金属、光
学機械関連の部品、静電対策材料のような比較的軽量な
ものを精密な作業、例えば狭いところから取り出した
り、挿入したり、あるいはこれを照明下でかざしながら
表面の傷や汚れを検出するなどの作業のために片手で操
作が可能であり、操作が容易な手動真空ピンセットの構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては、
半導体ウエハの片面の表面に機能層を形成した後チップ
状に切断して半導体チップとする。この場合ウエハを取
り扱うのに通常はピンセットを用いる。この場合ウエハ
をはさむ形式のピンセットにおいては、ウエハの両面を
挟む必要から、ウエハの機能層を形成する側の表面に傷
や汚れを付ける危険は大きい。したがって機能層を形成
していない反対面だけに接触できる真空ピンセットが主
として使用されている。従来、真空ピンセットとして
は、いくつかの形式のものが開発されている。そのほと
んどのものは、ノズルの先端に吸着対象物を真空（減
圧）にして吸着する比較的硬質のフッ素樹脂製の先端チ
ップを付けている。このノズル及び先端チップは、用途
に応じてそのサイズ、ノズルの角度、先端チップの形状
などを変えて使用しているが、真空を得るためにはノズ
ルの根本を真空ポンプにエアホースでつなぎ、吸着を行
っている。このため、同じ位置での作業ではさほど問題
がないとしても、長い距離の移動を伴う場合には、真空
ピンセットで吸着対象物を吸着したままエアホースを同
時に引きずって歩く必要があり、操作も困難な上つまず
いたりする危険もあるところから、もっと簡単で軽量な
真空ピンセットの開発が必要とされていた。

【０００３】このため、エアホースを必要としないバッ
テリーで作動できる真空ポンプを内蔵した真空ピンセッ
ト、あるいは用途が若干異なるが、真空を利用して吸着
対象物を吸着し、必要箇所に移動させることを目的とし
たバキュームピック（円筒の先端部に吸着のためのゴム
などでできた吸着部を、更に内部にピストンを設け、該
ピストンを引き出すことにより吸着対象物を吸着する）
などがある。これらの真空ピンセットは構造も複雑であ
り、重量も重く、エアホースやバッテリーなどを必要と
し、クリーンルームなどのように極度に粉塵などの塵に
よる汚染を嫌う場所においての使用には問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、吸着対象物
を粉塵などにより汚染しないことを前提とし、小型、軽
量であり、吸着力が強力であって、手動でかつ片手で確
実に操作ができ、道具としては堅牢であり、フラワーバ
スケットに入っているウエハのように、狭いところの吸
着対象物でも簡単に操作でき、かつウエハを照明下にか
ざしながら傷や汚れを検出するなどの精密な作業ができ
る真空ピンセットの開発を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１） シ
リンジ先端部にノズルを装着するための接合部、シリン
ジ、シリンジの横方向からシリンジのピストンを操作で
きる操作ノブ及び該操作ノブをロックするロック機構を
備えたグリップ、該シリンジ先端部に気密に装着可能
であるパイプ状ノズル、該ノズルの先端に、吸着面が
弾力性のある材料で構成された吸着パット及び該吸着パ
ットの吸着先端部を残して大部分を覆っている吸着パッ
トカバーを備え、パイプ状ノズルに一体に結合または気
密に装着可能である吸着用先端チップを組み合わせてな
る手動真空ピンセット、（２） ピストンをシリンジ先
端部に押しつける作用を有するスプリングをグリップに
内装した上記（１）記載の手動真空ピンセット、及び
（３） 吸着パットがシリコーンゴムであり、吸着パッ
トカバーがフッ素樹脂である上記（１）記載の手動真空
ピンセットを開発することにより上記の目的を達成し
た。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の手動真空ピンセッ
トの使用分野のひとつである電子部品の製造分野につい
て説明するが、本発明の真空ピンセットはこれに限られ
るものではない。本発明の真空ピンセットは例えばエッ
チングバスケットに充填された半導体のウエハのよう
に、狭いところにある傷つき易い吸着対象物を、ごみな
どの汚染をせずに、かつ吸着対象物に傷などをつけるこ
となく、片手の操作で簡単に取り出したり、また逆にセ
ットしたりすることが可能な真空ピンセットであり、ま
たウエハの傷や汚れを検査するために照明下でかざしな
がら目視するに都合の良い真空ピンセットの開発を目的
としたものである。

【０００７】以下図面を参照して本発明を説明する。図
１において、グリップ１は、ピストン３を内蔵したシリ
ンジ２、前記ピストン３をグリップ１の横方向で操作す
るための操作ノブ４及び該操作ノブをロックして吸着対
象物を吸着したまま保持するためのロック機構からなっ
ている。シリンジ２は、操作ノブ４を往復可能にしたグ
リップ１内に固定し、操作ノブ４を動かすことにより内
部のピストン３を往復可能としたものであり、操作ノブ
４を引くことにより、ピストン３を引き、シリンジ２内
部を真空にし、シリンジ２先端の接合部６を通してノズ
ル１１に真空を伝導するものである。ピストンのストロ
ークの長さは個人差があり、操作できれば良いので特定
することはできないが、平均的なものとして親指の通常
の動きの範囲内に納まる約２０ｍｍとしておけばほとん
どの場合間に合う。操作ノブ４を引いて、吸着用先端チ
ップに吸着対象物を吸着した時は、シリンジ内の真空の
ために操作ノブ４は放置すると自動的に元に戻り、真空
ピンセットから吸着対象物をリリースしてしまうことに
なる。吸着対象物を長距離移動したり、持ち替えたり、
あるいは吸着したまま照明などの光にかざして表面の傷
の具合や汚れを検査するためには吸着対象物を先端に強
く維持しておく必要がある。もちろん操作ノブ４を手で
固定しておいてもよいが、本発明においてはこれをロッ
ク機構を設けて吸着を維持するようにし、またロックを
はずして吸着対象物をリリースすることもスムーズにで
きるので操作が極めて効率的になる。

【０００８】なお該ピストン３の後方にスプリングを設
け、ピストン３をシリンジ２先端部に押しつけるように
しておき、吸着対象物を吸着する時は該スプリングの押
す力に対抗して操作ノブ４を操作し、長時間必要な場合
にはロック機構を使用し吸着するが、この吸着対象物を
離す時は操作ノブ４を離すだけで吸着対象物を簡単にリ
リースすることができるので便利である。なおノズル１
１をシリンジ２と一体に成形していてもよいが、シリン
ジ２の先端部をノズル１１が気密に装着可能となるよう
に注射器の先端のように細く成形しておき、ノズル１１
の接合部１２と気密に接合可能として自由な交換ができ
ることが好ましい。

【０００９】なおグリップ１の大きさは、吸着対象物の
重量、中空ノズル５の内容積などに応じて変わるが、半
導体のウエハを対象とする場合には、ウエハの重量が普
通２．５グラム程度であり、片手で操作できる大きさ
の、直径が１５±５ｍｍ、長さ１２０±２０ｍｍくらい
のものは操作が容易であり好ましい。シリンジ２の内容
積も先端チップ６のところにおいて、４００ｍｍＨｇ程
度の減圧が維持できる内容積を有すれば良いので中空ノ
ズル５の容積にもよるが、ピストン３を３〜５ｃｍ引く
ことで５〜１０ｃｃ程度の太さのシリンジであれば十分
である。特に操作性、入手しやすさ、高度の真空が得ら
れること、コストなどを考慮する時は、１０ｍｌのプラ
スチックの注射器のシリンジを使用することが最も有利
で大抵の場合に間に合う。

【００１０】シリンジ本体の先端に結合させるノズル１
１は、ある程度たわむことが可能な内径１〜３ｍｍ程度
の細いステンレスパイプを用いることが良い。この長さ
も使用目的に合わせて自由に選択できる。半導体のウエ
ハ専用に用いるならば３０〜６０ｍｍ程度、通常は約５
０ｍｍあれば十分である。この長さが長過ぎる時は操作
性が悪くなり、また短過ぎても操作性が悪い。特に手が
ウエハに触れたりする時はウエハの清浄度を劣化するの
でこの長さを適切に調整しておくことが必要である。ノ
ズル１１の一端には、シリンジ２の先端接合部６に差し
込むための接合部１２及び他の一端には吸着パット１４
及び吸着パットカバー１５からなる先端チップを有する
ものである。この吸着用先端チップは針１３に固定した
ものであってもよいが、自由に交換可能としてあっても
よい。この吸着用先端チップは使用目的により、差し込
みの角度、ステンレスパイプの曲がり具合などにより先
端の先端チップの角度を自由に選択できると共に、ステ
ンレスパイプが細くたわむことにより狭い間の操作にも
適合可能となる。

【００１１】先端チップは、ノズル１１の針１３に結合
しておくか、またはさし込むことにより気密に結合でき
るようにしておく。好ましくは作業者の最適な位置に付
け替え可能なように、着脱を自由にし、任意の方向にセ
ットできるようにしておくことである。先端チップの吸
着面は吸着対象物を吸着・保持した際に、吸着対象物を
傷つけないで先端チップに吸着対象物を吸着することに
より真空を逃さないことが必要である。このため先端チ
ップの吸着部を形成する吸着パット１４の素材は通常は
ウエハが軽量であるので、柔軟性があり、他を汚染しな
いシリコーンゴムの使用が有利である。シリコーンゴム
は極めて軟質で吸着対象物の表面形状に合わせ柔軟に密
着して真空を保持する機能がある。また耐熱性もあるの
で高温度のウエハを取り扱うのに好適である。この反
面、シリコーンゴムは柔らかいために、ウエハのような
吸着対象物を吸着したまま、照明の光にかざして傷や汚
れの検査の場合には、向きを変えたり、反転したりする
ので手の振動や、ウエハの重さによるふらつきなどが起
きやすく、ウエハを適切な角度に維持しながら検査する
には若干問題がある。

【００１２】本発明においては、この先端チップを吸着
性能を落とさないで適度な剛性を持たせるために、前記
のシリコーンゴム製の吸着パット１４に剛性の高い吸着
パットカバーを設ける。効果の面からは吸着パットカバ
ーは吸着パット１４の内面あるいはシリコーンゴムの内
部に設けてもよいが、製作の容易性から見て吸着パット
１４の外側に吸着パットカバー１５をかぶせることが好
ましい。この場合、吸着パット１４は吸着パットカバー
１５の下側よりわずか露出、例えば１ｍｍ±０．３ｍｍ
程度露出した形にし、吸着対象物の吸着を妨害しない形
状にすべきである。これがまったく露出していないと従
来の真空ピンセットと同じくフッ素樹脂などの剛性物が
吸着面となり、真空ポンプを使用していないので吸着が
弱ったり、特に若干の凹凸や曲面のある吸着対象物の吸
着に問題があるだけでなく、傷がつきやすく照明などに
かざしての検査に問題がある。

【００１３】この吸着用先端チップは、フラワーバスケ
ットに充填された半導体ウエハを取り扱う場合のように
狭い間隔に充填された吸着対象物を取り扱うには、先端
チップの厚みは薄い方が好ましい。本発明の真空ピンセ
ットにおいては装着したステンレスパイプを含めた全体
の厚さは７ｍｍ以下、場合によっては５ｍｍ以下とする
ことが容易であり、吸着パットカバーはフッ素樹脂でも
吸着パットとしてシリコンゴムを使用している場合には
ちょっとこすった程度ではウエハに傷を付けることもな
く、エッチングバスケットから収納トレーに移し替える
などの場合など、びっしり詰まった状態のウエハの取扱
にも適したものである。

【００１４】本発明の真空ピンセットは、シリンジ４と
ピストン３の気密性が高い時は、吸着力は大きく、操作
ノブ４を引くだけで強い真空を保持でき、長時間の保持
にはロック機構５を使用する。先端チップの吸着パット
１４の大きさが８ｍｍφ程度の大きさであれば約２００
グラム程度の吸着対象物を自由に持ち運ぶことができ
る。特に真空ポンプなどを使用していないので、移動に
容易であり、粉塵の発生も少なく、吸着対象物の汚染を
する危険は極めて小さい。以上の説明のように、本発明
の手動真空ピンセットは、簡単な構造で製作が容易であ
り、小型軽量であってエアホースなどの付属品を必要と
せず、片手で確実な操作で高い真空度を得ることが可能
であり、また堅牢で故障がほとんどない。特にクリーン
ルーム中での操作を必要とする半導体ウエハの場合のよ
うに粉塵の汚染を極度に嫌うものの取扱には好適なもの
である。

【００１５】

【発明の効果】本発明の手動真空ピンセットは、片手で
操作でき、半導体のウエハ、精密貴金属、光学器械部品
のように、吸着対象物に粉塵による汚染及び傷の発生を
極度に嫌う精密な作業に有効であり、例えばエッチング
バスケットに充填されたウエハのような狭い場所におけ
る着脱や取扱も簡単にできる。またウエハ表面の傷の検
査などの場合においても適度の剛性を有するため、吸着
したままの反転などの動作も容易であり、ふらつきや取
り扱いやすさが大きく改善できた。更に吸着力は極めて
強く、吸着対象物の吸着、リリースも簡単にでき、距離
の大きい移動においてもホースがないので極めて簡単に
できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の真空ピンセットの断面図の１例。

【符号の説明】

１ グリップ ２ シリンジ ３ ピストン ４ 操作ノブ ５ ロック機構 ６ 接合部 １１ ノズル １２ 接合部 １３ 針 １４ 吸着パット １５ 吸着パットカバー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンジ先端部にノズルを装着するた
   めの接合部、シリンジ、シリンジの横方向からシリンジ
   のピストンを操作できる操作ノブ及び該操作ノブをロッ
   クするロック機構を備えたグリップ、該シリンジ先端
   部に気密に装着可能であるパイプ状ノズル、該ノズル
   の先端に、吸着面が弾力性のある材料で構成された吸着
   パット及び該吸着パットの吸着先端部を残して大部分を
   覆っている吸着パットカバーを備え、パイプ状ノズルに
   一体に結合または気密に装着可能である吸着用先端チッ
   プを組み合わせてなる手動真空ピンセット。
2. 【請求項２】 ピストンをシリンジ先端部に押しつける
   作用を有するスプリングをグリップに内装した請求項１
   記載の手動真空ピンセット。
3. 【請求項３】 吸着パットがシリコーンゴムであり、吸
   着パットカバーがフッ素樹脂である請求項１記載の手動
   真空ピンセット。