TW202032705A - 極小物體的單層化裝置 - Google Patents

Abstract

本發明的技術問題在於提供一種使堆積的極小物體單層化的有效的方法。本發明的極小物體的單層化裝置（1）構成為具備：載置台（2），其內部為空心且在載置工件（W）的載置面上具有比該工件（W）更小的多個孔；吸排氣機構（3），其與該載置台（2）連接並使該載置台（2）的內部產生正壓或者負壓；擺動機構（4），其使載置台（2）擺動；以及控制部，其對吸排氣機構（3）和擺動機構（4）進行驅動控制。由於工件（W）浮起且載置台（2）擺動，藉以使堆積的工件（W）平坦化並逐漸成為穩定的單層。

Description

極小物體的單層化裝置

本發明涉及一種在例如半導體元件、電子/電氣元件等極小的部件雜亂地輸送並堆疊成多層狀或堆積的情況下使堆疊的狀態平整為單層的裝置。

在部件、材料的輸送過程中，如果它們堆疊成多層狀或堆積，則會對其後的工序造成妨礙，在這種情況下需要對堆疊的狀態進行平整。在對堆積的材料、部件進行平整時，通常的方法是使載置有堆積的部件、材料的載置面、輸送面擺動或振動，或者使用鏟子，此外還有例如專利文獻1、2所述的方法。

例如，在專利文獻1（日本專利公開2002-316714號公報）中公開了一種結構，其為了使堆積在輸送機上進行輸送的材料、部件變得平坦而在輸送機上方設置沿著寬度方向往復移動的像鏟子這樣的平整部件，並且對輸送機設置朝向輸送路徑下游的下坡。

另外，在專利文獻2（日本專利公開2012-41139號公報）中公開了一種結構，其為了易於通過揀選裝置或者處理裝置來把持堆積的工件而構成為，能夠通過底部移動單元使材料、部件的收納容器的底部進行上下移動，並通過三維姿態識別裝置來識別堆積狀態的工件的位置、姿態，並輸出變更堆積狀態的指令信號，使底部移動單元基於該信號來消除堆積狀態。

在本發明中，針對相當於上述部件、材料的極薄/極小的例如半導體元件、電子/電氣元件（以下稱為極小物體）而言，並非如上述那樣僅以規定厚度來進行平整、或使表面變得平坦，而是基於如下理由來謀求單層化。

該理由是：在製造工序之後，有外觀（表面）檢查等工序，此時如果極小物體彼此堆疊則無法進行單獨檢查，或者在移動到外觀檢查工序、打包工序時，如果極小物體彼此堆疊，則無法順利地揀選、處理。

另外，包含專利文獻1、2在內，就使載置面、輸送面擺動或振動或者使用鏟子的方法而言，即使能夠以規定厚度來對堆積的材料、部件進行平整、使表面變得平坦，也無法使堆積的極小物體單層化，結果為不存在有效的單層化的方法。

即，就擺動或振動而言，由於是使在與極小物體接觸的狀態下載置有極小物體的載置面、輸送面擺動或振動，因此有可能與極小物體摩擦、碰撞而導致物理性損傷。另外，就使用鏟子的方法而言，由於層疊狀的極小物體被鏟子和載置面、輸送面夾持，或者鏟子與極小物體摩擦藉以有可能與上述同樣地導致物理性損傷。

習知技術文獻 專利文獻 專利文獻1：日本專利公開2002-316714號公報 專利文獻1：日本專利公開2012-41139號公報

（一）要解決的技術問題 本發明要解決的技術問題在於，包含專利文獻1、2在內，就使與極小物體接觸的載置面、輸送面擺動或振動或者使用鏟子的方法而言，由於可能損傷極小物體而存在缺點，還沒有使堆積的極小物體單層化的有效的方法。

（二）技術方案 為了解決上述技術問題，本發明的極小物體的單層化裝置的特徵在於，具備：載置台，其內部為空心且在載置極小物體的載置面上具有比該物體更小的多個孔；吸排氣機構，其與該載置台連接並使該載置台的內部產生正壓或者負壓；擺動機構，其使所述載置台擺動；以及控制部，其對所述吸排氣機構和所述擺動機構進行驅動控制。

（三）有益效果 關於本發明，當在載置台上堆積載置極小物體時，經由控制部對吸排氣機構進行驅動控制而使該載置台內產生正壓，並利用該正壓從載置台上表面的多個孔噴出空氣來消除極小物體的堆，因此在該時刻避免了極小物體由於極小物體彼此之間以外的其它的結構而擦傷或受到衝擊。

而且，本發明在噴出空氣的狀態下，經由控制部對擺動機構進行驅動控制，使載置台擺動，因此是以極小物體略微浮起的狀態進行擺動（載置台的多個孔相對於極小物體進行擺動），因此不對極小物體施加任何外力就能夠使堆疊的極小物體單層化。

本發明的目的在於，提供一種使堆積的極小物體單層化的有效方法，且裝置構成為具備：載置台，其內部為空心且在載置極小物體的載置面上具有比該物體更小的多個孔；吸排氣機構，其與該載置台連接並使該載置台的內部產生正壓或者負壓；擺動機構，其使載置台擺動；以及控制部，其對吸排氣機構和擺動機構進行驅動控制。

就載置台的載置面上的比極小物體更小的多個孔而言，例如可以使載置台的上表面部開放，並在該開放面上設置形成有多個極小孔而具有通氣性的多孔板，當然也可以在載置台上表面形成大量的極小孔。

吸排氣機構受控制部控制而使載置台的內部產生正壓或者負壓，擺動機構受控制部控制而使載置台向前後左右並規定角度的正轉/反轉來進行平面擺動。例如為了將從上游工序進行輸送且最初堆積於載置台上的極小物體的堆消除而產生正壓，並從多個孔噴出空氣。向載置台內施加的正壓可以是連續的，也可以是間歇的。

由此將堆消除，一定程度地使極小物體在載置台上分散，消除了上方的堆積的極小物體由於空氣的噴出而略微從載置台浮起。而且，產生正壓並噴出空氣，在此基礎上，通過擺動機構使載置台向前後左右以規定角度的正轉/反轉來進行平面擺動。由此，使得處於浮起狀態或者容易移動的狀態的極小物體容易在載置台上移動，並進一步使極小物體在載置台上分散/擴散。

本發明通過空氣從載置台的噴出、擺動，使得極小物體從層疊的不穩定的狀態變為穩定的狀態即實現單層化。此外，也可以在進行了規定時間的空氣噴出和擺動後，利用吸排氣機構使載置台內產生負壓，以將已經存在于多個孔位置的極小物體吸附固定的狀態來進行擺動，並再次重複進行噴出空氣並使載置台擺動的動作。

另外，本發明可以在載置台上表面的緣部設置壁面。這樣能夠抑制分散/擴散的極小物體從載置台散落。

而且，本發明可以在載置台上表面的緣部設置內部空心的壁面並向該壁面內部施加正壓。這樣避免了在壁面與載置台上表面的角部附近殘留極小物體，並且能夠通過來自壁面的水準方向的空氣噴射而容易地使極小物體單層化。

另外，本發明可以具備使載置台的上下表面翻轉的翻轉機構。這樣使得，如果以向載置台內施加負壓的狀態使該載置台上下翻轉，則能夠使吸附狀態的極小物體上所堆疊的極小物體掉落，能夠可靠地實現單層化。

而且，本發明可以具有在載置台的物體載置面上的與物體的高度相當的上方沿著該載置台的寬度方向或者長度方向進行掃描的感測器。這樣能夠可靠地確認是否成為單層。

另外，本發明可以在載置台的上表面形成有僅嵌入一個極小物體的坑。這樣能夠同時地進行單層化和極小物體的整齊排列。

（實施例） 下面參照附圖對本發明的極小物體的單層化裝置的具體的實施例進行說明。1是用於使堆積載置的大量極小物體單層化的極小物體的單層化裝置（以下記為單層化裝置1）。此外，以下將極小物體記為工件W。單層化裝置1在本實施例中採用如下的結構。

2是載置工件W的載置台，其內部為空心，且在本例中為上表面開放，並在該上表面設置有多孔板2A，所述多孔板2A形成有尺寸比工件W更小的的多個孔。

而且，在本例中，在載置台2的各邊緣部設置有壁面2B。該壁面2B在本例中與載置台2分體獨立，並且是面向載置台2中央的內表面為開放的空心結構，在該開放面設置有多孔板2A。

3是吸排氣機構，其與載置台2連接，使該載置台2的內部產生正壓或者負壓。該吸排氣機構3在本例中不對壁面2B進行吸排氣。4是擺動機構，其使載置台2擺動，該擺動可以是前後、左右、規定角度的正轉、反轉中的任一或是兩者以上。

5在本例中是壁面排氣機構，其與壁面2B連接，用於使壁面2B內產生正壓，使吸入氣體經由多孔板2A噴射。也就是說，本例中的單層化裝置1構成為，利用吸排氣機構3對載置面2進行吸排氣，並利用壁面排氣機構5對壁面2B（僅）進行排氣。因而，壁面2B與載置台2分體設置。

在本例中，具備內部空心的壁面2B和對該壁面2B進行排氣的壁面排氣機構5，藉以能夠使向壁面2B與載置台2上表面的邊、角的部位移動的工件W回到中央，防止在邊、角殘留工件W。

6是翻轉機構，其在載置台2的寬度方向（與長度方向即輸送方向正交的方向）中央，以設置於輸送方向的軸為中心使載置台2正反翻轉。7是掃描感測器，其為了檢測有無未實現單層化的地方而由發受光元件構成，該發受光元件在載置台2的載置工件W的載置面上的與物體的高度相當的上方，在本例中例如在該載置台2的寬度方向上沿著輸送方向進行掃描。

8是控制部，其對吸排氣機構3、擺動機構4、壁面排氣機構5、翻轉機構6、掃描感測器7進行控制。單層化裝置1通過控制部8來執行例如以下動作。作為整體的操作，如圖4所示，首先以圖4的（a）所示的狀態從料斗H並經過計數器C排出規定量的工件W，則如圖4的（b）所示那樣使工件W堆積載置於載置台2上。

之後，如圖4的（c）所示那樣，控制部8利用吸排氣機構3向載置台2施加正壓，並同時地利用壁面排氣機構5向壁面2B施加正壓，並從載置台2及壁面2B的多孔板2A噴射空氣，並且利用擺動機構4使載置台2擺動。

在圖4的（c）之後，如圖4的（d）所示那樣，控制部8使掃描感測器7工作來確認：載置台2上是否還存在2層以上的形成層狀的部位，在實現了單層化的情況下輸出該意思的信號至下一工序、例如在本例中是揀選機構P，並如圖4的（e）所示那樣利用整理機構P單獨地輸送工件W。

在檢測出未實現單層化的部位的情況下，重複地進行：例如噴出空氣並使載置台2擺動、或者是例如以通過抽吸空氣而使單層化的工件W固定的狀態使載置台2擺動，直到掃描感測器7確認實現了單層化為止。

在此，參照圖5對圖4的（c）、（d）更具體地進行說明。如圖5的（a）所示那樣堆積於載置台2上的工件W，首先如圖5的（b）所示那樣被通過吸排氣機構3從載置台2上表面噴出的空氣從下方吹動，與最初的狀態相比，零件W的堆積面積擴大且高度降低。

隨著工件W的堆積減少，更加容易利用從載置台2噴出的空氣使工件W浮起，工件W浮起藉以容易移動，因此使堆積面積擴大而逐漸擴散/分散於較大的面積。另外，此時在利用吸排氣機構3進行排氣時，壁面排氣機構5也進行排氣，藉以防止逐漸擴散的工件W進入載置台2與壁面2B的邊、角。

進而，如圖5的（c）所示那樣，以使吸排氣機構3和壁面排氣機構5工作的狀態重複地利用擺動機構4使載置台2向前後左右以規定角度正轉/反轉來進行擺動，藉以能夠在由於浮起使得工件W容易移動的效果基礎上，使得工件W從層疊的不穩定的狀態變為單層化的狀態，工件W向工件W彼此之間的間隙移動即實現單層化。

進而，如圖5的（d）所示，當圖5的（c）所示的動作進行了一定時間之後，利用掃描感測器7來檢測是否存在未實現單層化的部位。該掃描感測器7以相當於兩層的工件W的高度來進行掃描，藉以在尚有該高度的部位存在的情況下，如上述那樣執行圖5的（c）所示的動作來實現單層化。在本例中重複地執行該圖5的（c）、（d）所示的動作直到實現單層化為止。

當如圖5的（d）所示那樣確認實現了單層化時，則如圖5的（e）所示那樣最終地控制部8通過吸排氣機構3向載置台2施加負壓，由此從載置台2進行吸氣而使單層化的工件W在該位置定位於載置台2。通過這樣利用吸排氣機構3吸氣而使工件W在載置台2上定位，藉以能夠在利用揀選機構P進行揀選的過程中避免工件W的位置、姿態發生偏移，並能夠使工件W穩定地載置於載置台2上。

此外，也可以替代圖5的（d）所示的利用掃描感測器7對單層化的確認步驟而採用如圖6所示的使用翻轉機構6的步驟，或者是在要執行圖5的（d）所示的動作之前追加如圖6所示的使用翻轉機構6的步驟。圖6對替代掃描感測器7的單層化確認步驟的方式進行說明。

即，在如圖5的（c）所示的動作進行了規定時間之後，如圖6的（a）所示那樣，控制部8通過吸排氣機構3對載置台2吸氣來吸附當前與載置台2接觸的工件W。而且，以將工件W吸附於載置台2的狀態使託盤T位於載置台2的下方，之後使翻轉機構6動作，如圖6的（b）所示那樣使載置台2正反翻轉。

當載置台2翻轉時，兩層以上的未被載置台2吸附的工件W會向託盤T落下。之後，如圖6的（c）所示那樣再次使翻轉機構6動作而使載置台2正反翻轉，藉以能夠更加可靠地使工件W成為單層。

此外，如上所述，由於能夠利用翻轉機構6使工件W可靠地單層化，因此替代了掃描感測器7的設置，但是也可以構成為具備掃描感測器7和翻轉機構6兩者，並進行如下控制：在通過掃描感測器7確認了存在未實現單層化的部位的情況下，使翻轉機構6動作。

另外，如上所述，擺動機構4使載置台2向前後左右以規定角度的正轉/反轉來進行平面的擺動，但是也可以根據需要而具備以些許的振幅上下動作即振動的功能。但是，該振動的振幅、單位時間內的次數必須滿足不能對工件W造成衝擊的條件。

此外，如上所述，多孔板2A形成有多個比工件W的尺寸更小的孔，但是例如也可以如圖7的（a）~（c）所示那樣，採用在多孔板2A的上表面形成有僅嵌入一個工件W的坑2C的結構。

坑2C在從多孔板2A的上表面到該坑2C內底面的側壁部上設置有朝向該內底面為下坡的傾斜，使得工件W容易嵌入。

通過採用形成有坑2C的多孔板2A並以上述步驟實現單層化，藉以能夠在進行單層化時成為工件W在該多孔板2A上的姿態整體排列的狀態，因此使得在之後的工序中很容易對進行工件W處理。

根據本發明，以利用吸排氣機構使形成於載置面的比所載置的物體更小的多個孔產生正壓或者負壓、並且通過振動機構使載置台擺動的方式來進行控制，因此能夠使堆積載置為多層的極小物體平坦化並成為穩定的單層，另外通過在載置台上表面的緣部設置壁面且使該壁面為空心並施加正壓，藉以能夠更加可靠地在短時間內使極小物體單層化。

1:（極小物體）單層化裝置 2:載置台 2A:多孔板 2B:壁面 2C:坑 3:吸排氣機構 4:擺動機構 5:壁面排氣機構 6:翻轉機構 7:掃描感測器 8:控制部

圖1示出本發明的極小物體的單層化裝置，其中，（a）是側視觀察的必要部位的概要截面圖，（b）是俯視觀察（a）所示結構的概要圖。 圖2示出本發明的極小物體的單層化裝置，其中，（a）是從輸送方向下游側觀察的必要部位的概要截面圖，（b）是俯視觀察（a）所示結構的概要圖。 圖3是表示本發明的極小物體的單層化裝置的概要結構的框圖。 圖4的（a）~（e）是表示在本發明的極小物體的單層化裝置中使極小物體單層化的步驟的圖。 圖5的（a）~（e）是表示在本發明的極小物體的單層化裝置中使極小物體單層化的步驟的圖，對圖4的（c）、（d）更具體地進行了說明。 圖6的（a）~（c）是用於對在本發明的極小物體的單層化裝置中使極小物體單層化的其它方法進行說明的圖。 在圖7中，（a）是表示在本發明的極小物體的單層化裝置中使用的多孔板的變形結構的圖，（b）是沿著（a）的A-A線的局部剖視圖，（c）是沿著（a）的B-B線的局部剖視圖。 附圖標記說明 1-（極小物體）單層化裝置；2-載置台；2A-多孔板；2B-壁面；2C-坑；3-吸排氣機構；4-擺動機構；5-壁面排氣機構；6-翻轉機構；7-掃描感測器；8-控制部。

1:(極小物體)單層化裝置

2:載置台

2A:多孔板

2B:壁面

2C:坑

3:吸排氣機構

4:擺動機構

5:壁面排氣機構

6:翻轉機構

7:掃描感測器

Claims (6)

1. 一種極小物體的單層化裝置，所述極小物體通過堆積而被大量載置，該極小物體的單層化裝置的特徵在於，具備： 載置台，其內部為空心且在載置極小物體的載置面上具有比該物體更小的多個孔； 吸排氣機構，其與該載置台連接並使該載置台的內部產生正壓或者負壓；擺動機構，其使該載置台擺動；以及 控制部，其對該吸排氣機構和該擺動機構進行驅動控制。
2. 根據請求項1所述的極小物體的單層化裝置，其特徵在於， 在載置台上表面的緣部設置壁面。
3. 根據請求項1所述的極小物體的單層化裝置，其特徵在於， 在載置台上表面的緣部設置內部空心的壁面並向該壁面內部施加正壓。
4. 根據請求項1~3的任一項所述的極小物體的單層化裝置，其特徵在於， 具備使載置台的上下表面翻轉的翻轉機構。
5. 根據請求項1~4的任一項所述的極小物體的單層化裝置，其特徵在於， 具有在載置台的物體載置面上的與物體的高度相當的上方沿著該載置台的寬度方向或者長度方向進行掃描的感測器。
6. 根據請求項1~5的任一項所述的極小物體的單層化裝置，其特徵在於， 在載置台的上表面形成有僅嵌入一個極小物體的坑。

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