TW490787B - High speed pick and place apparatus - Google Patents

Description

490787 A7 B7五、發明説明（) 發明領域 本發明與選取及放置裝置有關，特別是用於半導體製 程中晶粒結合作業的裝置，更明確地說，與能高速及高精 度操作的這類裝置有關。 發明背景 在半導體的製造及組合過程中，有若干作業需要用到 選取與放置裝置。如其名稱，選取與放置裝置的功能是從 一位置選取組件，並放置到另一位置。 此種裝置的實例之一是用於晶粒結合作業。在這類作 業中，使用選取與放置裝置從運送機構中選取晶粒，並接 著將晶粒移到所要的位置，例如，-印刷電路板，並將晶粒 放置到印刷電路板上。該裝置也執行結合作業。 須瞭解，晶粒連接作業的速率，視選取與放置裝置能 精確地選取晶粒並將其放置到電路板上所要位置的速率而 定。不幸的是，隨著晶粒愈來愈小，所需的放置精度也愈 來愈高，由於速率與精度間相抗的需求，於是出現了問題 ! . —.Φ II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T #1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 習知技術 圖1是習知技術之選取與放置裝置的斜視圖。裝置中 包括結合臂1，它適合在垂直（S卩z軸）方向移動’並繞Z軸 旋轉Θ角。垂直與旋轉的移動都是由馬達致動單元3產生， 它能使結合臂1繞Z軸旋轉90度。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -4- 490787 A7 B7 五、發明説明$ ) 結合臂包括兩個主要部分，由樞軸關節2相互連接， 因此’結合臂1的主部分可繞γ軸相對於結合臂的後部分5 擺動。此可使選取工具4以可調整的結合力垂直移動，該 力是由預力簧7設定。 此種裝置的選取操作是從某種型式的輸送系統中選取 晶粒’接著進行放置與結合作業，所有動作都是在Z方向 的垂直移動，由致動器3使整個結合臂移動，或是結合臂1 以樞軸2爲軸的擺動。不過，選取操作與放置及接合操作 間’傳送的操作也涉及繞Z軸旋轉移動。在此操作中，晶 粒從選取位置傳送到放置位置。 不過，若以高速操作會發生困難。如果結合臂繞Z軸 高速旋轉，它必須在它行程的終點很快速地停止。結合臂 的突然停止致使結合臂持續地擺動，造成放置的誤差。當 需要結合臂將晶粒從選取位置傳送到極高精度的放置位置 時就發生問題。在實用上，在結合臂因旋轉移動突然停止 所致使的振動消失前，放置與後續的接合作業不會執行。 換言之，選取與放置裝置從高速旋轉移動中所爭取到 的操作速率，至少部分，在容許執行放置及接合操作之前 ’因等待振動消失而被抵消。 發明槪述 按照本發明，提供一種選取與放置裝置，包括適合從 第一位置選取一電子組件，並將該組件放置到第二位置的 選取與放置構件，其中，該選取與放置構件成形有一空穴 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） · I: --------ΦII (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

•I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 490787 A7 B7 五、發明説明$ ) ，空穴內放置有複數個阻尼顆粒，用以衰減選取與放置構 件之不欲見的振動。 較佳的顆粒是不規則形狀，例如，它們可以是細鎢粒 ，直徑大約〇·3到1.2毫米。塡充空穴之顆粒的塡充率以容 櫝計大約是7 5 %。 在特定的較佳實施例中，選取與放置構件可以是適合 繞軸旋轉的結合臂，空穴成形在結合臂遠離軸的一端。 圖式簡單說明 現將以實例並參考附圖描述的本發明的實施例，其中 圖1是選取與放置裝置的斜視圖， 圖2是本發明之實施例中結合臂一端的細部圖， 圖3是可用於本發明之實施例之顆粒類型的視圖，以 及 圖4以曲線圖不本發明至少~^種較佳型式所提供之增 進的振動阻尼。 主要元件對照表 1 結合臂 2 樞軸關節 3 致動器 4 選取工具 5 結合臂的後部分 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ϋ· m I m ϋ- n n Γ— In - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 #-· 您濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490787 A7 B7 五、發明説明4 ) 7 預力簧 8 橫壁 9 阻尼顆粒 10 側壁 11 頂與底壁 較佳實施例詳細說明 如前所述，圖1顯示可應用本發明之選取與放置裝置 的基本型式。特別是，該裝置包括型式如結合臂丨的選取 與放置構件，它適合繞Z軸旋轉，並可沿著該z軸垂直移 動。結合臂被樞軸關節2分成兩部分，以提供一後結合臂 部5。結合臂1的主部分可繞樞軸關節2擺動，因此，選取 工具可在Z方向移動。選取、放置及接合操作都涉及z方 向的移動，無論是使用致動器3或是結合臂1的主部分繞樞 軸關節2轉動。不過，將晶粒從選取位置傳送到所要的放 置ίιι置’就涉及繞Z軸旋轉移動一^ Θ角。 圖2顯示結合臂1遠離致動器3之末梢端部的細節，它 是位在距離Z軸最遠的點。從圖1及2中可看出，結合臂主 要被構造成中空，且在結合臂的側壁上成形許多孔。此結 構用以確保結合臂的質量輕且強固。不過，如圖2所示， 在結合臂的端部有一橫壁8，它是橫過結合臂成形，且在 側壁上沒有孔。在圖2中，結合臂末梢端上方所示的開孔 只是用於說明，實際上它並不存在。 因此，橫壁8、側壁10以及頂與底壁11 (在圖中未顯示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） I: *--------0II (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) 訂

•I 490787 A7 ___ B7__ 五、發明説明纟) 底壁）定義一空穴。在此空穴中放置了複數個阻尼顆粒9佔 據空穴內的空間，其塡充率以容積計大約是75-95%。塡充 率的選擇視結合臂的移動速率而定，高速需要較低的塡充 率，以確保顆粒有足夠的移動以便能有效地衰減振動。阻 尼顆粒9是不規則形狀，可以是細鎢粒，當然也可以使用 其它材料，如相同尺寸及形狀的鉛顆粒。顆粒的直徑可在 〇·3到1.2毫米的範圍內，須注意，這些顆粒並非圚形，此 所使用的"直徑"一詞所指的是顆粒的最大尺寸。圖3顯示在 空穴內無阻礙塡充的顆粒。 圖4顯示習用的選取與放置裝置之結合臂的振動衰減（ 以虛線顯示）與在結合臂尾端之空穴中塡充以阻尼顆粒之本 發明實施例之選取與放置裝置之結合臂的振動衰減比較， 用以說明本發明有利的效果。從圖4中可看出，使用本發 明的實施例，振動可以很快地衰減到可接受的位移誤差。 據相信是因爲振動能量被顆粒與結合臂之壁間的碰撞所吸 收。此振動能量被轉換成熱。顆粒以細爲佳，以增加它們 之間的摩擦，且容積的塡充率經過選擇，以容許足夠的空 間供顆粒相互間（以及與空穴的壁間）移動與碰撞，同時提供 許多阻尼顆粒以吸收振動的動能。 本發明上述的實施例與選取與放置裝置有關，其中， 結合臂是被致使以旋轉移動，且以上所討論的是在快速旋 轉移動後的阻尼振動。但須暸解，以上所描述之實施例中 的結合臂也可以是直線移動（在Z方向），且本發明對這類直 線移動後的阻尼振動也具有同等效果。事實上，一般言之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I: ^---ΦII (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 #1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8 - 490787 A7 B7 五、發明説明《) ，本發明可應用到結合臂在直線方向移動的選取與放置裝 置。也須瞭解，雖然上述的實施例是結合臂被阻尼，但這 非重點，本發明可用來阻尼任何選取與放置構件的振動， 無論該構件是否做爲結合臂。 • -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - ί 訂 #1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -9 -

Claims (1)

1. 490787 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 1. 一種選取與放置裝置，包括一選取與放置構件，適 合從第一位置選取電子組件並將該組件放置到第二位置， 其中，該選取與放置構件成形有一空穴，該空穴中放置複 數個阻尼顆粒，用以衰減選取與放置構件之不欲見的振動 〇 2. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該顆粒是不規 則的形狀。 3. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該顆粒是細鎢 松。 4. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該顆粒的直徑 在0.3到1.2毫米之間。 5. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該顆粒佔據該 空穴，且塡充率以容積計大約在75-95%之間。 6. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該選取與放置 構件是結合臂。 7. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該結合臂適合 繞軸旋轉，且其中該空穴是成形在該結合臂遠離該軸的一 丄山 8. —種選取與放置裝置，包括一結合臂，適合在選取 位置與放置位置間繞軸轉動，且其中該結合臂在遠離該軸 的一端成形有一空穴，且空穴中放置有許多阻尼顆粒，用 以衰減結合臂之不欲見的振動。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10-