TWI817411B - 拾取筒夾、拾取裝置及安裝裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可以不接觸的方式拾取電子零件的拾取筒夾、拾取裝置及安裝裝置。實施形態的拾取筒夾（200）是抽吸保持電子零件（2）並進行拾取的拾取筒夾（200），具有多孔質構件（201），所述多孔質構件（201）具有通氣性且將被供給的氣體經由與電子零件（2）相向的相向面（201a）的細孔呈面狀噴出至內部，在多孔質構件（201）中設置有抽吸孔（201c），所述抽吸孔（201c）在相向面（201a）具有開口（201d）且藉由負壓抽吸電子零件（2），在抽吸孔（201c）的開口（201d）的周圍設置有不支援區域，所述不支援區域藉由從相向面（201a）噴出氣體而形成的氣體的層不支援電子零件（2）。

Description

拾取筒夾、拾取裝置及安裝裝置
本發明是有關於一種拾取筒夾(pickup collet)、拾取裝置及安裝裝置。
在將作為邏輯、記憶體、圖像感測器等半導體元件的電子零件安裝在基板上時，藉由切斷形成有半導體元件的晶片而製成單片化的晶片。然後，將所述晶片一個個拾取並移送至基板來進行安裝。
作為晶片的其中一面的表面成為形成有微細的回路的功能面。若在從晶片拾取所述晶片時拾取的構件與功能面直接接觸，則回路等有破損的擔心，因此有希望避免接觸的要求。
另外，還使晶片的表面的連接端子與基板的連接端子相向地接合。此時，為了確保並提高連接端子彼此的接合性，有時對晶片的表面進行等離子體處理或表面活性化處理等表面處理。為了維持進行了此種處理的晶片的表面狀態，也有希望避免拾取的構件與晶片的表面直接接觸的要求。
為了應對使構件不與晶片的表面接觸的要求，以往在作為拾取晶片的構件的筒夾中，將保持晶片的面作為錐面，以並非晶片的表面而是僅周緣部與筒夾的錐面接觸的狀態被保持(參照 專利文獻1)。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利實開昭63-124746號公報
然而，在如所述那樣的現有技術中，在晶片的周邊部也存在與筒夾的接觸。因此，藉由與晶片的表面的周緣部接觸，有可能產生晶片的缺損、破裂。另外，晶片與筒夾的接觸原本就會導致顆粒(particle)的產生。因此，要求即使對於晶片的表面的周緣部也可以不接觸的方式保持的筒夾。
本發明是為了解決如所述那樣的課題而完成的，其目的在於提供一種能夠以不接觸的方式拾取電子零件的拾取筒夾、拾取裝置及安裝裝置。
本發明是抽吸保持電子零件並進行拾取的拾取筒夾，具有多孔質構件，所述多孔質構件具有通氣性且將被供給的氣體經由與電子零件相向的相向面的細孔呈面狀噴出至內部，在所述多孔質構件中設置有抽吸孔，所述抽吸孔在所述相向面具有開口且藉由負壓抽吸所述電子零件，在所述抽吸孔的開口的周圍設置有不支援區域，所述不支援區域藉由從所述相向面噴出氣體而形成的氣體的層不支援所述電子零件。
另外，本發明是從貼附有所述電子零件的片材中拾取所述電子零件的拾取裝置，具有：所述拾取筒夾；以及筒夾移動機構，使所述拾取筒夾接近至所述片材中的能夠抽吸保持所述電子零件的位置，能夠將抽吸保持的所述電子零件從所述片材上剝落並移送。
另外，本發明的安裝裝置具有：所述拾取裝置；接合頭，設置成能夠相對於所述拾取筒夾相對移動，從所述拾取筒夾接收所述電子零件；以及安裝部，將保持在所述接合頭的所述電子零件移送至基板並進行安裝。
根據本發明的拾取筒夾、拾取裝置及安裝裝置，可以不接觸的方式拾取電子零件。
1:移送裝置
2:電子零件
10:供給裝置
11:片材
12:供給載台
13:載台移動機構
20:拾取裝置
21:拾取頭
22:筒夾移動機構
23:方向轉換部
24:上推銷
30:搭載裝置
31:接合頭
31a:噴嘴
32:頭移動機構
50:控制裝置
51:供給裝置控制部
52:上推銷控制部
53:拾取控制部
54:接合頭控制部
56:基板載台控制部
57:記憶部
60:基板載台
61:載台移動機構
100:安裝裝置
200:拾取筒夾
201:多孔質構件
201a:相向面
201b:背面
201c:抽吸孔
201d:開口
201e:非噴出部
201f:凹陷部
201g:傾斜部
202:基座
202a:供氣孔
202b:排氣孔
202c:安裝孔
221:滑動機構
221a、321a:支持框架
221b、321b:導軌
221c、321c:滑動器
222、322:升降機構
222a:臂
222b:裝卸部
222c:銷
241:支撐體
321:滑動機構
H1:接近位置
H2:剝落位置
G:氣體
P1:供給位置
P2:交接位置
P3:安裝位置
S01~S09:步驟
圖1是表示實施形態的移送裝置及安裝裝置的正視圖。
圖2是表示實施形態的移送裝置及安裝裝置的平面圖。
圖3的(A)是表示利用拾取筒夾進行的電子零件的保持原理的剖面示意圖，圖3的(B)是表示基座的底面側立體圖。
圖4是表示拾取筒夾及裝卸部的底面側立體圖。
圖5是表示拾取筒夾及裝卸部的上表面側立體圖。
圖6是表示移送裝置及安裝裝置的控制裝置的框圖。
圖7是表示基於實施形態的拾取動作的順序的流程圖。
圖8的(A)~圖8的(D)是表示基於實施形態的拾取動作的說明圖。
圖9是表示實施形態中的來自開口的抽吸力的剖面示意圖。
圖10是表示將不支援區域作為非噴出部的變形例的剖面示意圖。
圖11是表示將不支援區域作為凹陷部的變形例的剖面示意圖。
圖12是表示將不支援區域作為傾斜部的變形例的剖面示意圖。
圖13的(A)、圖13的(B)是表示開口的配置的變形例的底視圖。
參照附圖來說明本發明的實施形態。再者，附圖是示意圖，各部的尺寸、比率等為了容易理解而包含誇張的部分。如圖1及圖2所示，本實施形態的拾取筒夾200用於電子零件2的移送裝置1。移送裝置1包括拾取裝置20、搭載裝置30及控制裝置50，是藉由拾取裝置20將電子零件2向搭載裝置30交接的裝置。
電子零件2例如是晶片狀的零件。本實施形態中，電子零件2是將晶片分割成單片的半導體晶片。另外，安裝裝置100是經由利用移送裝置1進行的移送將從供給裝置10供給的電子零件2安裝在基板上的裝置。即，安裝裝置100除了包括移送裝置1的結構以外，還包括供給裝置10、支援基板的基板載台60。
供給裝置10是向拾取裝置20供給電子零件2的裝置。供給裝置10使作為拾取物件的電子零件2移動至供給位置P1。所謂供給位置P1，是拾取裝置20拾取作為拾取物件的電子零件2的位置。供給裝置10包括支援貼附有電子零件2的片材11的供給載台12、使供給載台12移動的載台移動機構13。作為所述載台移動機構13，例如可使用藉由以伺服電動機驅動的滾珠螺桿機構而使滑動器在導軌上移動的線性引導件。
此處，貼附有電子零件2的片材11是貼附在未圖示的晶片環上的具有粘著性的晶片片材。在片材11上，電子零件2配置成矩陣(matrix)狀。本實施形態中，電子零件2以功能面露出至上方的朝上狀態配置。
供給載台12是水準支持貼附有片材11的晶片環的台。即，供給載台12經由晶片環支援貼附有電子零件2的片材11。供給載台12被設置成通超載台移動機構13能夠在水準方向上移動。片材11由供給載台12以及載台移動機構13水準地支持，因此片材11及載置於所述片材11上的電子零件2也另外被設置成能夠在水準方向上移動。
再者，如圖1所示，將水準方向中供給裝置10與搭載裝置30排列的方向稱為X軸方向，將與X軸正交的方向稱為Y軸方向。另外，將與片材11的平面正交的方向稱為Z軸方向或上下方向。所謂上方向，是以片材11的平面為邊界且載置有電子零件2的一側的方向，所謂下方向，是以片材11的平面為邊界且未載 置電子零件2的一側的方向。
[拾取裝置]
拾取裝置20是從供給裝置10拾取電子零件2並將拾取的電子零件2交接至搭載裝置30的裝置。所述拾取裝置20包括拾取筒夾200、筒夾移動機構22、方向轉換部23、以及上推銷24。
如圖3的(A)、圖3的(B)~圖5所示，拾取筒夾200是抽吸保持電子零件2並解除抽吸保持而釋放電子零件2的構件。拾取筒夾200具有多孔質構件201、基座202。
多孔質構件201是具有通氣性且經由與電子零件2相向的相向面201a的細孔供給被供給至內部的氣體的構件。本實施形態的多孔質構件201為長方體的板狀，整體上緻密且大致均勻地形成有連通的微細空間。多孔質構件201藉由所述結構而具有通氣性，但其流導率非常小。多孔質構件201的任意一個面成為相向面201a，當從相向面201a的相反的一側的背面201b向內部供給氣體時，從相向面201a的緻密且均等地存在的細孔噴出氣體。所述噴出成為向噴出的相向面201a的整個面擴展的實質上為面狀的噴出。所述噴出極其緩慢，可以說是滲出來的感覺，是靠近手指稍微感覺到氣流的程度。再者，在相向面201a與背面201b以外的面，細孔也可堵塞。
多孔質構件201是如上所述作為內部的微細空間的細孔相互連通且氣體能夠通過細孔間的連續結構體。作為此種多孔質構件201，可使用燒結金屬、陶瓷、樹脂等。就內部粒子難以分離 流出的觀點而言，優選為設為燒結金屬。
進而，如圖3的(A)、圖3的(B)及圖4所示，在多孔質構件201中設置有抽吸孔201c，所述抽吸孔201c是在相向面201a具有開口201d且藉由負壓抽吸電子零件2的貫通孔。本實施形態的抽吸孔201c從背面201b的中央呈直線狀地貫通至相向面201a的中央。
基座202是覆蓋相向面201a以外的多孔質構件201的面的構件。本實施形態的基座202是下方開口的長方體形狀的箱。多孔質構件201從基座202的開口以底面作為相向面201a而露出的方式插入，組裝至基座202內並加以固定。
如圖3的(A)、圖3的(B)及圖5所示，在基座202的頂面上設置有供氣孔202a、排氣孔202b、安裝孔202c。供氣孔202a是用於向多孔質構件201供氣的貫通孔。供氣孔202a由於與供氣孔202a連接的配管而形成在靠近基座202的外緣的位置處。排氣孔202b是用於經由抽吸孔201c使開口201d產生負壓的貫通孔。排氣孔202b向下方延伸，以與多孔質構件201的抽吸孔201c一致的方式形成。在排氣孔202b的周圍的基座202的內表面與多孔質構件201之間形成有氣體滯留的空間。再者，排氣孔202b也可貫通抽吸孔201c而到達相向面201a。在所述情況下，多孔質構件201的抽吸孔201c、開口201d以與到達多孔質構件201的相向面201a的排氣孔202b的外側密接的方式設置。安裝孔202c是在與筒夾移動機構22連接時用於防止偏移的一對凹陷孔。
供氣孔202a經由未圖示的配管連接至氣體的供給回路。供給回路包括氣體的供給源、泵、閥等而構成。此處，經由供氣孔202a向多孔質構件201供給的氣體設為惰性氣體。排氣孔202b經由未圖示的配管而與包括真空泵、閥等的負壓產生回路連通。
筒夾移動機構22是使裝設有拾取筒夾200的拾取頭21在供給位置P1與交接位置P2之間往復移動且在供給位置P1及交接位置P2升降的機構。再者，所謂交接位置P2，是拾取裝置20將在供給位置P1拾取的電子零件2交接至作為後述的接收部發揮功能的接合頭31的位置。供給位置P1及交接位置P2主要是指XY方向的位置，不一定是指Z軸方向的位置。
另外，即使在是指Z軸方向的位置(高度)的情況下，其高度也具有規定的寬度。規定的寬度包括電子零件2的厚度、將電子零件2上推的距離、能夠吸附電子零件2的距離等。在尤其是指Z軸方向的位置(高度)的情況下，在供給位置P1，將接近位置處的高度設為H1，將剝落位置處的高度設為H2(參照圖8的(A)~圖8的(D))。
筒夾移動機構22具有安裝有拾取頭21的臂222a，藉由移動臂222a而移動裝設在拾取頭21上的拾取筒夾200。在拾取頭21的前端設置有裝卸部222b，裝卸部222b在內部包括磁鐵，利用磁鐵的抽吸力吸附保持拾取筒夾200的基座202。如圖4及圖5所示，在裝卸部222b的與基座202的接觸面上設置有一對銷222c。銷222c嵌入設置在基座202上的安裝孔202c中，由此防 止拾取筒夾200相對於裝卸部222b的偏移。再者，雖未圖示，但與排氣孔202b連接的配管通過裝卸部222b內，與供氣孔202a連接的配管由裝卸部222b支援。
筒夾移動機構22包括滑動機構221、升降機構222。滑動機構221藉由移動安裝有拾取頭21的臂222a而使拾取筒夾200在供給位置P1與交接位置P2之間往復移動。此處，滑動機構221具有：與X軸方向平行地延伸且固定於支持框架221a的導軌221b、以及在導軌221b上行進的滑動器221c。雖未圖示，但滑動器221c藉由以旋轉電動機驅動的滾珠螺桿、線性電動機等而受到驅動。
升降機構222藉由移動安裝有拾取頭21的臂222a而使拾取筒夾200在上下方向上移動。具體而言，升降機構222可使用藉由以伺服電動機驅動的滾珠螺桿機構而使滑動器在導軌上移動的線性引導件。即，藉由伺服電動機的驅動，拾取筒夾200沿著Z軸方向升降。再者，拾取筒夾200經由裝卸部222b被拾取頭21彈性支援且設置成能夠相對於拾取頭21在Z軸方向上上下滑動移動。而且，拾取頭21具有檢測所述滑動器移動的感測器。
方向轉換部23設置在拾取筒夾200與筒夾移動機構22之間。此處，方向轉換部23是包括變更拾取筒夾200的朝向的電動機等驅動源、滾珠軸承等旋轉引導件而成的致動器。所謂拾取筒夾200的朝向，設為從拾取筒夾200的基座202側朝向相向面201a的朝向。所謂變更朝向，是在上下方向上旋轉0°~180°。例 如，使相向面201a朝向供給載台12的拾取筒夾200在供給位置P1吸附保持電子零件2。之後，方向轉換部23以吸附面朝上的方式變更拾取筒夾200的朝向。此時，旋轉角度為180°。
上推銷24設置在供給裝置10的片材11的下方。上推銷24是前端尖銳的針狀構件。上推銷24以長度方向平行於Z軸方向的方式設置在支撐體241的內部。
支撐體241具有使上推銷24從其內部進出或退避至其內部的驅動機構。所述進出或退避在上下方向上進行。所述驅動機構例如包括由上下方向的導軌引導而移動的滑動器、以及驅動滑動器的氣缸或凸輪機構。
[搭載裝置]
搭載裝置30是將從拾取裝置20接收到的電子零件2搬運至安裝位置P3並搭載在基板上的裝置。所謂安裝位置P3，是將電子零件2安裝在基板上的位置。搭載裝置30具有接合頭31、頭移動機構32。
接合頭31是具有作為在交接位置P2從拾取筒夾200接收電子零件2的接收部的功能且將所述電子零件2在安裝位置P3安裝在基板上的裝置。接合頭31保持電子零件2，並且在安裝後解除保持狀態而釋放電子零件2。
具體而言，接合頭31包括噴嘴31a。噴嘴31a保持電子零件2，並且解除保持狀態而釋放電子零件2。噴嘴31a包括噴嘴孔。噴嘴孔在噴嘴31a的前端的吸附面開口。噴嘴孔與真空泵等 負壓產生回路(未圖示)連通，藉由所述回路產生負壓，在噴嘴31a的吸附面吸附保持電子零件2。另外，藉由解除負壓，從吸附面解除電子零件2的保持狀態。
頭移動機構32是使接合頭31在交接位置P2與安裝位置P3之間往復移動且在交接位置P2及安裝位置P3升降的機構。具體而言，頭移動機構32包括滑動機構321、升降機構322。
滑動機構321使接合頭31在交接位置P2與安裝位置P3之間往復移動。此處，滑動機構321具有：與X軸方向平行地延伸且固定在支援框架321a上的兩根導軌321b、以及在導軌321b上行進的滑動器321c。雖未圖示，但滑動器321c藉由以旋轉電動機驅動的滾珠螺桿、線性電動機等而受到驅動。
再者，雖未圖示，但滑動機構321具有使接合頭31在Y軸方向上滑動移動的滑動機構。所述滑動機構也可包括Y軸方向的導軌與在導軌上行進的滑動器。滑動器藉由以旋轉電動機驅動的滾珠螺桿、線性電動機等而受到驅動。升降機構322使接合頭31在上下方向上移動。具體而言，升降機構322可使用藉由以伺服電動機驅動的滾珠螺桿機構而使滑動器在導軌上移動的線性引導件。即，藉由伺服電動機的驅動，接合頭31沿著Z軸方向升降。
基板載台60是支援用於安裝電子零件2的基板的台。基板載台60設置在載台移動機構61。載台移動機構61是使基板載台60在XY平面上滑動移動且將電子零件2在基板上的安裝預定位置定位在安裝位置P3的移動機構。載台移動機構61例如可使 用藉由以伺服電動機驅動的滾珠螺桿機構而使滑動器在導軌上移動的線性引導件。
[控制裝置]
控制裝置50控制供給裝置10、拾取裝置20、搭載裝置30、基板載台60的啟動、停止、速度、動作時機等。即，控制裝置50是移送裝置1及安裝裝置100的控制裝置。控制裝置50例如可藉由專用的電子回路或以規定的程式運作的電腦等實現。操作者輸入控制所需的指示或資訊的輸入裝置、用於確認裝置的狀態的輸出裝置與控制裝置50連接。輸入裝置可使用開關、觸控式螢幕、鍵盤、滑鼠等。輸出裝置可使用液晶、有機電致發光(electroluminescence，EL)等的顯示部。
圖6是控制裝置50的功能框圖。控制裝置50具有：控制供給裝置10的供給裝置控制部51、控制拾取裝置20的上推銷控制部52及拾取控制部53、控制搭載裝置30的接合頭控制部54、控制基板載台60的基板載台控制部56、以及記憶部57。
供給裝置控制部51控制供給載台12的移動。即，控制載置於片材11上的作為拾取物件的電子零件2的移動。上推銷控制部52控制上推銷24的移動、即支撐體241的動作。
拾取控制部53控制拾取筒夾200的移動。即，拾取控制部53控制筒夾移動機構22及方向轉換部23的動作。另外，拾取控制部53控制與供氣孔202a連通的供給回路、與排氣孔202b連通的負壓產生回路，控制電子零件2的保持及釋放。
接合頭控制部54控制接合頭31的移動、即頭移動機構32的動作。另外，接合頭控制部54控制與接合頭31的噴嘴孔連通的負壓產生回路，控制電子零件2的保持及釋放。基板載台控制部56控制基板載台60的移動、即載台移動機構61的動作。
記憶部57是包括作為記錄媒體的各種記憶體(硬碟驅動器(Hard Disk Drive，HDD)或固態驅動器(Solid State Drive，SSD)等)、記錄媒體與外部的介面的記憶裝置。記憶部57中預先記憶有移送裝置1的動作所需的資料、程式，且記憶移送裝置1的動作所需的資料。所謂所述所需資料，例如是氣體的供給量、排氣壓力、供給位置P1、交接位置P2、安裝位置P3的位置座標、各移動機構的位置座標。所述各移動機構基於這些座標進行各結構的移動控制。
[利用拾取筒夾進行的抽吸保持的原理]
接著，對利用如所述那樣的拾取筒夾200可抽吸保持電子零件2的原理進行說明。如圖3的(A)所示，從供氣孔202a供給的氣體G從相向面201a的細孔呈面狀地噴出，由此在與電子零件2之間形成氣體的層。所述層例如成為2μm~10μm。然後，在藉由負壓產生回路使負壓作用於抽吸孔201c的狀態下，使相向面201a接近電子零件2，由此抽吸保持電子零件2。此時，在相向面201a與電子零件2之間形成有氣體的層，因此相向面201a與電子零件2維持不接觸的狀態。另外，藉由解除由負壓產生回路產生的負壓，負壓不會作用於抽吸孔201c，因此從拾取筒夾200釋放 電子零件2。
[動作]
關於在如以上那樣的移送裝置1中藉由拾取裝置20從供給裝置10拾取電子零件2並將所述電子零件2交接至搭載裝置30的動作，除了參照圖1~圖6以外，還參照圖7的流程圖、圖8的(A)~圖8的(D)的說明圖在下文進行說明。
首先，藉由拾取裝置20及供給裝置10，使拾取筒夾200移動至上推銷24所在的供給位置P1，使拾取筒夾200的相向面201a與上推銷24相向(步驟S01)。此時，經由供氣孔202a向多孔質構件201供給經加壓的氣體，從相向面201a吹出氣體。另外，此時，不從排氣孔202b排氣，不從開口201d進行抽吸。
另一方面，供給裝置10使供給載台12移動，如圖8的(A)所示，使作為拾取物件的電子零件2位於供給位置P1(步驟S02)。之後，從相向面201a供給了氣體G的拾取筒夾200與拾取頭21一起下降，而接近電子零件2。當拾取筒夾200接近電子零件2時，相向面201a的氣體G被相向面201a與電子零件2夾持，形成氣體層。認為此時的被夾持的氣體層成為粘性流層。因此，氣體層自身的氣體G的流動性非常差，幾乎不發生由來自後述的排氣孔202b的排氣引起的抽吸、從氣體層外緣部的流出。然後，如圖8的(B)所示，拾取筒夾200藉由不進一步被壓縮的氣體層停止相對於電子零件2的下降(步驟S03)。
此處，在拾取筒夾200與電子零件2接觸時，拾取筒夾 200自身停止。其中，拾取筒夾200由拾取頭21彈性支援，因此即使拾取筒夾200停止，拾取頭21也繼續下降，拾取頭21相對於拾取筒夾200滑動移動。在利用感測器檢測到所述滑動時，拾取控制部53識別出拾取筒夾200與電子零件2接觸，停止拾取頭21的下降。此時，拾取筒夾200不與電子零件2接觸。但是，在相向面201a與電子零件2之間形成氣體層，因此相向面201a不進一步靠近電子零件2而停止。此時的拾取筒夾200的高度位置成為接近位置H1。即，接近位置H1並不預先設定為特定的停止位置。
如此，在拾取筒夾200經由氣體層停止且進而拾取頭21停止的狀態下，藉由來自排氣孔202b的排氣，開始利用抽吸孔201c進行的抽吸(步驟S04)。即，在拾取筒夾200經由氣體層將電子零件2推壓在由支撐體241支持的片材11上的狀態下，即在與支撐體241之間夾持片材11及電子零件2的狀態下，開始抽吸。
在所述狀態下，如圖8的(C)所示，拾取筒夾200上升，並且與此同步地，由上推銷24的上升引起的上推開始(步驟S05)。由此，片材11從電子零件2的背面開始剝離。進而，如圖8的(D)所示，上推銷24當上升預先設定的規定量時停止。然後，藉由進一步上升的拾取筒夾200，在維持由氣體的層產生的間隙的狀態下藉由負壓被抽吸至拾取筒夾200的電子零件2從片材11上被剝落，由此被拾取(步驟S06)。如此，電子零件2被完全剝落的高度位置是剝落位置H2，但並不預先設定為特定的停止位 置。
拾取裝置20利用方向轉換部23使拾取筒夾200反轉(步驟S07)。即，使拾取筒夾200的朝向在上下方向上旋轉180°，使拾取筒夾200的相向面201a朝向上方。再者，此處，步驟S07的反轉動作在拾取電子零件2之後立即進行，但也可在從供給位置P1至交接位置P2之間的任意地點進行。
拾取裝置20利用筒夾移動機構22使拾取的電子零件2移動至交接位置P2(步驟S08)。在交接位置P2，搭載裝置30的接合頭31待機，經由電子零件2而與拾取筒夾200的相向面201a相向。
在使接合頭31向位於交接位置P2的拾取筒夾200下降並利用接合頭31保持電子零件2後，拾取筒夾200解除負壓，由此從拾取筒夾200向接合頭31交接電子零件2(步驟S09)。再者，之後，接合頭31以離開拾取筒夾200的方式上升，向安裝位置P3移動，將電子零件2安裝在基板上。
[效果]
(1)本實施形態的拾取筒夾200是抽吸保持電子零件2並進行拾取的拾取筒夾200，具有多孔質構件201，所述多孔質構件201具有通氣性且經由與電子零件2相向的相向面201a的細孔供給被供給至內部的氣體，在多孔質構件201中設置有在相向面201a具有藉由負壓將電子零件2抽吸至相向面201a的開口201d的抽吸孔201c。
另外，本實施形態的拾取裝置20具有筒夾移動機構22，所述筒夾移動機構22使拾取筒夾200接近至片材11上的能夠抽吸保持電子零件2的位置，能夠將抽吸保持的電子零件2從片材11上剝落並移送。
進而，本實施形態的安裝裝置100具有：接合頭31，設置成能夠相對於拾取筒夾200能夠相對移動，從拾取筒夾200的前端接收電子零件2；以及安裝部，將保持在接合頭31的電子零件2移送至基板並進行安裝。
因此，在藉由從抽吸孔201c的抽吸拾取電子零件2時，藉由從多孔質構件201的細孔排出的氣體的層，可使電子零件2與相向面201a不接觸，可抑制對電子零件2造成損傷。另外，即使在電子零件2的移送時，也可在減少與相向面201a接觸而對電子零件2造成損傷的可能性的同時，保持電子零件2而防止落下等。
此處，考慮到如下情況：使從所述空間排出的氣體在電子零件2和與電子零件2相向的面之間流動，由此藉由利用由大量氣流產生的負壓產生抽吸力的伯努利吸盤來保持電子零件2。在所述情況下，抽吸力非常弱，即使可在與筒夾遠離一定距離的狀態下保持電子零件2，也無法獲得將粘著在片材11上的電子零件2剝落的吸附力。另外，為了獲得伯努利效應，需要使每單位時間的氣體的流量非常多，因此用於在維持不接觸的同時進行保持的抽吸力的調整非常困難。進而，由於大量的氣體向拾取部位的周 圍吹出，有產生顆粒的擔心。
另外，在筒夾的與電子零件2相向的面上設置與抽吸孔同等尺寸的氣體的噴出孔而不設置如多孔質構件201那樣的細孔，向電子零件2噴射氣體使電子零件2浮動，在要藉由抽吸孔抽吸電子零件2來對抗由所述噴射引起的電子零件2的浮動力的情況下，也與所述同樣地，用於在維持不接觸(浮動)的同時進行保持的抽吸力的調整非常困難，由於大量的氣體向拾取部位的周圍吹出，有產生顆粒的擔心。
與此相對，本實施形態中，經由相向面201a的微細孔，從相向面201a的整體呈面狀地吹出的氣體的流量極少。因此，無產生顆粒的擔心。從相向面201a的吹出不是積極地使電子零件2浮動，而是在相向面201a與電子零件2接近時形成粘性流的氣體的層。因此，抽吸力越強，越容易將相向面201a與電子零件2保持為不接觸狀態，即使將來自抽吸孔201c的由負壓引起的抽吸力設為用於從片材11上剝落電子零件2的充分的力，也可藉由相向面201a與電子零件2之間的氣體的層來防止接觸，因此不論是獲得強抽吸力、還是抽吸力的調整均變得容易。
基於本申請的發明者進行的研究的結果為，例如若是以下的條件，則可獲得如下結果、即藉由拾取筒夾200，可在維持與電子零件2的不接觸的同時進行抽吸保持的結果。首先，作為多孔質構件201，使用通氣率為例如在供給壓力為0.3MPa時，從多孔質構件201流出的氣體的流量為0.7L/min左右的構件。向多孔 質構件201供給的氣體(氮氣)的壓力可為0.1MPa~0.7MPa左右的範圍內，此時，經由多孔質構件201流動的氣體的流量為0.3L/min~1.5L/min左右的範圍內，可確實地維持拾取筒夾200與電子零件2的不接觸。另外，抽吸的壓力為-10kPa~-90kPa的範圍內，可確實地從片材11拾取電子零件2。此時，電子零件2與相向面201a之間的氣體層中的壓力可獲得0.1MPa~0.5MPa。
作為比較例，使用與所述拾取筒夾200為相同尺寸且作為原材料不具有細孔的不銹鋼(steel use stainless，SUS)制的筒夾。在所述筒夾中，以矩陣配設有50個直徑0.3mm的孔，從孔噴出以0.02MPa的壓力供給的氣體的情況下，抽吸的壓力為-50kPa，可維持電子零件2與相向面201a不接觸的電子零件2與相向面201a之間的壓力為0.025MPa~0.035MPa而極小，其寬度也小。即，判明了：與多孔質構件201的細孔不同，在利用形成在筒夾的多個孔進行的氣體的吹出中，即使是微小的按壓力或抽吸力，另外即使是按壓力或抽吸力發生微小的變化，電子零件2也會容易與相向面接觸。進而，當為了增加電子零件2與相向面201a之間的壓力而增加供給壓力時，電子零件2容易脫落。
(2)在相向面201a與電子零件2相向的狀態下，開口201d設置在電子零件2的投影面內、即與電子零件2重疊的位置。本實施形態中，在相向面201a的中央設置有與抽吸孔201c連通的一個開口201d。因此，氣體不從電子零件2的外緣流入，利用大氣壓可確保強的抽吸力。再者，開口201d可為多個，其位置只 要是相向面201a與電子零件2重疊的位置，則並不限定於中央。
[變形例]
本發明並不限定於所述實施形態。基本結構與所述實施形態相同，如以下那樣的變形例也能夠應用。
(1)在抽吸孔201c的開口201d的周圍也可設置有藉由從相向面201a噴出氣體而形成的氣體的層不支援電子零件2的不支援區域。設置此種不支援區域的理由如以下所述。
在如所述那樣的拾取筒夾200的情況下，被保持的電子零件2容易在水準的相向面201a內移動。尤其是在電子零件2的反轉時、移送時、交接時等，在增大動作的加減速的情況下，有可能產生位置偏移。進而，也有無法維持保持而脫落的擔心。
此處，在抽吸力發揮作用的開口201d部分，產生由電子零件2被朝向開口201d的中心引入(從外側被推壓)而引起的力。如圖9的陰影箭頭所示，所述力作為相對於電子零件2的彎曲應力而發揮作用。圖9中，為了容易理解，示出了電子零件2發生變形。優選為設為實際上不發生變形的程度的抽吸力，即使在所述情況下，此種力也對電子零件2發揮作用。
當此種應力發揮作用時，電子零件2被吸引至開口201d的中心，與相向面201a平行的方向的移動被限制，因此可減少從暫時保持電子零件2的位置的偏移或偏離。認為若從開口201d到成為應力支點的位置的距離變長，則所述吸引的力變大。此處，開口201d中的抽吸力均等地作用於開口201d的正下方的整體。 但是，如圖9所示，從開口201d的正下方偏離的區域由於存在來自相向面201a的氣體的層，因此抽吸力不發揮作用，電子零件2被氣體層支援。因此，在所述情況下，開口201d的邊緣部分成為應力支點。因此，藉由在開口201d的周圍設置不存在由氣體的噴出產生的層的區域即不支援區域，使作為應力支點的位置遠離開口201d的中心，從而可實現施加在電子零件2的應力的增大。
更具體而言，將作為抽吸電子零件2的開口的周圍且不利用氣體的層支援電子零件2的區域設為不支援區域。例如，如圖10所示，將形成於相向面201a的開口201d的周圍的不噴出氣體的區域即非噴出部201e設為不支援區域。非噴出部201e可藉由嵌入或覆蓋與開口201d為同心圓狀的不具有通氣部分的構件或材料而構成。
另外，將相向面201a凹陷的區域設為不支援區域。例如，如圖11所示，將形成於相向面201a的開口201d的周圍的凹陷部201f設為不支援區域。凹陷部201f可藉由形成與開口201d呈同心圓狀地凹陷的部分而構成。在所述情況下，在不支援區域也產生氣體的噴出，但與形成有氣體層的面相比，相對於電子零件2的距離變長，因此未形成充分壓縮的氣體層，無法由氣體層進行支持。
進而，將相向面201a與開口201d之間的傾斜的區域設為不支援區域。例如，如圖12所示，將相向面201a與開口201d之間的傾斜的傾斜部201g設為不支援區域。傾斜部201g可藉由 形成與開口201d為同心且以從開口201d朝向下方擴展的方式傾斜的錐面而構成。在所述情況下，在不支援區域也產生氣體的噴出，但與形成有氣體層的面相比，包括相對於電子零件2的距離長的部分，未形成均等的薄間隙，因此未形成充分壓縮的氣體層，無法由氣體層進行支持。
藉由設置如以上那樣的不支援區域，因來自開口201d的抽吸，電子零件2被推壓至開口201d的中心的應力增大。於是，與電子零件2的相向面201a平行的方向的移動被限制，因此即使不設置特別的機構等，也可減少從保持電子零件2的位置的偏移或偏離等。在移送時，也可進一步減少偏移或落下。再者，圖9~圖12中，示出電子零件2發生變形的狀態，優選為設為實際上不發生變形的程度的抽吸力，即使在所述情況下，此種力也對電子零件2發揮作用，此方面與圖9相同。
(2)抽吸孔201c及開口201d的形狀或位置也不限定於所述實施方式。如上所述，開口201d的形狀可為圓形、矩形，也可為其他的橢圓形、多邊形、圓角多邊形、星形等。其中，在設置如上所述那樣的不支援區域的情況下，當將開口201d設為圓形時，朝向開口201d的中心的應力會全方位均等地發揮作用，因此可減少對電子零件2造成的損傷。另外，在開口201d為矩形的情況下，來自矩形中的鄰接的兩邊的兩個方向的應力集中作用於相當於矩形的角的部分的電子零件2的部位，若將開口201d設為多邊形狀，則可減少由應力的集中引起的損傷。
另外，如上所述，在相向面201a的中央具有一個開口201d的情況下，可將電子零件2定位在相向面201a的中央。其中，在中央有一個開口201d的情況下，電子零件2有可能在與相向面201a平行的方向上旋轉。因此，優選為藉由設置多個開口201d、即至少兩個開口201d來抑制旋轉。例如，如圖13的(A)、圖13的(B)所示，也可在虛線所示的電子零件2的投影面內、即與電子零件2重疊的區域內設置，如圖13的(A)所示，也可將開口201d設置在相向面201a的中央與從中央偏移的位置這兩個地方，如圖13的(B)所示，也可相對於相向面201a的中心對稱地設置多個。
(3)抽吸孔201c及開口201d的數量或尺寸並不限定於所述實施方式。在多孔質構件201的相向面201a中，藉由電子零件2被氣體的層支撐的面積與開口201d的總面積的平衡，可實現抽吸保持狀態與不接觸狀態的維持。
(4)拾取筒夾200設置成能夠更換，由此可根據電子零件2的形狀、尺寸進行更換。作為所述能夠更換的結構，可由磁鐵抽吸保持的結構簡單，更換作業也容易。其中，只要是能夠更換拾取筒夾200的結構即可。例如，可為使用負壓的吸附保持，也可為機械保持的結構。
[其他實施形態]
本發明並不限定於所述實施形態，也包含下述所示的其他實施形態。另外，本發明也包含將所述實施形態及下述其他實施形 態全部或任意組合後的形態。進而，可在不脫離發明的範圍的範圍內對這些實施形態進行各種省略或置換、變更，其變形也包含在本發明中。
2:電子零件
200:拾取筒夾
201:多孔質構件
201a:相向面
201b:背面
201c:抽吸孔
201d:開口
201e:非噴出部
202:基座
202a:供氣孔
202b:排氣孔
202c:安裝孔
G:氣體

Claims (8)

  1. 一種拾取筒夾，是抽吸保持電子零件並進行拾取的拾取筒夾，其中具有多孔質構件，所述多孔質構件具有通氣性且將被供給的氣體經由與電子零件相向的相向面的細孔呈面狀噴出至內部，在所述多孔質構件中設置有抽吸孔，所述抽吸孔在所述相向面具有開口且藉由負壓抽吸所述電子零件，在所述抽吸孔的開口的周圍設置有不支援區域，所述不支援區域藉由從所述相向面噴出氣體而形成的氣體的層不支援所述電子零件。
  2. 如請求項1所述的拾取筒夾，其中所述不支援區域是所述相向面凹陷的區域。
  3. 如請求項1所述的拾取筒夾，其中所述不支援區域是所述相向面與所述開口之間的傾斜的區域。
  4. 如請求項1所述的拾取筒夾，其中所述不支援區域是不噴出所述氣體的區域。
  5. 如請求項1至請求項4中任一項所述的拾取筒夾，其中藉由所述抽吸孔成為負壓，經由氣體層，將所述電子零件保持在所述相向面，所述氣體層由從所述相向面供給的氣體形成。
  6. 如請求項1至請求項4中任一項所述的拾取筒夾，其中在所述相向面與所述電子零件相向的狀態下，所述開口位於所述電子零件的投影面內。
  7. 一種拾取裝置，是從貼附有所述電子零件的片材中拾取所述電子零件的拾取裝置，具有：如請求項1至請求項6中任一項所述的拾取筒夾；以及筒夾移動機構，使所述拾取筒夾接近至所述片材中的能夠抽吸保持所述電子零件的位置，能夠將抽吸保持的所述電子零件從所述片材上剝落並移送。
  8. 一種安裝裝置，具有：如請求項7所述的拾取裝置；接合頭，設置成能夠相對於所述拾取筒夾相對移動，從所述拾取筒夾接收所述電子零件；以及安裝部，將保持在所述接合頭的所述電子零件移送至基板並進行安裝。
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