(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二次元領域内で移動する吸着コレットが動作禁止領域に入ったときに前記吸着コレットの動作を停止させる吸着コレットの動作制御方法において、
前記吸着コレットの動作禁止領域における１軸方向の分割座標位置を、各分割座標位置に対応する１軸方向の複数のコンパレータに基準値として入力するとともに、他軸方向の分割座標位置を、各分割座標位置に対応する他軸方向の複数のコンパレータに基準値として入力し、その際、前記２つの軸方向の各分割座標位置の入力は、前記吸着コレットを正規移動軌跡に沿って移動させ、そのときの移動軌跡を学習させることによって自動的に設定し、各コンパレータに実際の吸着コレットの座標位置信号を入力して、前記吸着コレットが動作禁止領域内に入ったときにコンパレータの出力に基づいて吸着コレットの動作を停止させることを特徴とする吸着コレットの動作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動体の動作制御方法および動作制御装置に関し、特に、例えば、半導体チップ（ダイ）をリードフレームなどの基板にボンディングするダイボンダにおける半導体チップを吸着したコレットなどの移動体が他の機構部などと干渉する領域を動作禁止領域として設定する動作制御方法および動作制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップをリードフレームなどの基板にボンディングする場合、例えば、図４に示すように、多数の半導体チップＤを整列させたトレーＴから、吸着コレットＣによって半導体チップＤを１個ずつピックアップして、上昇および水平移動させ、ボンディングポジションで下降して、リードフレームＬ／Ｆの所定位置にボンディングしている。
【０００３】
このように、吸着コレットＣの場合は、一般に、トレーＴとリードフレームＬ／Ｆとの間で、下降（１）→半導体チップ吸着→上昇（２）→水平移動（３）→下降（４）→半導体チップボンディング→上昇（５）→水平移動（６）→下降（１）の動作を繰り返しているが、ダイボンダの動作速度はますます高速化が要求されて来ている。
【０００４】
そのため、吸着コレットＣの動作は、例えば、図５に示すように、図４における上昇（２）と水平移動（３）（および水平移動（６）と下降（１））とを同時に行う斜行動作が要求されたり、上昇高さも出来るだけ他の機構部Ｍとすれすれの接近した高さに設定したりすることが要求されるようになってきた。
【０００５】
そのような場合、装置の設置当初は何ら問題がなくても、装置の繰り返し使用によって、可動部の磨耗や、制御部の故障などに起因して、吸着コレットＣが他の機構部Ｍに接触または衝突することがあった。すると、吸着コレットＣまたは他の機構部Ｍが故障するため、その修復作業が必要であり、また、その修復期間中はダイボンディングが実施できないので、生産性が低下するという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このため、他の機構部Ｍが存在しており、もし吸着コレットＣが入り込むと干渉する領域を、吸着コレットＣの動作禁止領域として設定して、吸着コレットＣがその動作禁止領域内に入ったら、強制的に吸着コレットＣの動作を停止させることが必要になる。
【０００７】
従来のこのような目的で、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、垂直に立設したセンサ取付板Ｂに、センサ取付用のポストＰを突出させて設け、このポストＰを利用して、吸着コレットＣの動作可能領域ＫＡと動作禁止領域ＮＡとの境界Ｋに沿って、多数個の発光手段Ｓａおよび受光手段Ｓｐからなる透過型センサＳを設置して、万一、吸着コレットＣが動作可能領域ＫＡから境界Ｋを越えて動作禁止領域ＮＡに入り込むと、発光手段Ｓａから受光手段Ｓｐに向かう光が遮られて、受光手段Ｓｐの受光状態が変化することによって、吸着コレットＣの駆動系に動作停止信号を出力して、吸着コレットＣの動作を停止するようにしていた。
【０００８】
しかしながら、上記の装置では、複雑な機構部を有するダイボンダの吸着コレットＣの移動経路に沿って、センサ取付板Ｂを設置しなければならず、その設置スペースが確保できないため実現が困難であったり、仮に設置できたとしても、保守作業がやり難かったりするという問題点があった。
【０００９】
また、専用機の場合はよいが、汎用機の場合は、品種切り換えなどによって、吸着コレットＣの移動動作軌跡を変更する場合は、それに伴って発光手段Ｓａおよび受光手段Ｓｐの設置位置も変更しなければならず、その変更作業が著しく煩雑であった。
【００１０】
さらに、吸着コレットＣが動作可能領域ＫＡと動作禁止領域ＮＡとの境界Ｋである発光手段Ｓａおよび受光手段Ｓｐの間に入り込むためには、ポストＰや発光手段Ｓａおよび受光手段Ｓｐは、センサ取付板Ｂから突設させて設けなければならず、吸着コレットＣがこれら発光手段Ｓａまたは受光手段Ｓｐに接触ないし衝突する場合があるという問題点もあった。
【００１１】
そこで本発明は、吸着コレットなどの移動体が、他の機構部などとの干渉領域に入って接触ないし衝突しないように、その干渉領域を動作禁止領域として設定する場合に、従来のようにセンサを用いないで、電子的に動作禁止領域を設定する移動体の動作制御方法および動作制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載された移動体の動作制御方法は、少なくとも二次元領域内で移動する吸着コレットが動作禁止領域に入ったときに前記吸着コレットの動作を停止させる吸着コレットの動作制御方法において、前記吸着コレットの動作禁止領域における１軸方向の分割座標位置を、各分割座標位置に対応する１軸方向の複数のコンパレータに基準値として入力するとともに、他軸方向の分割座標位置を、各分割座標位置に対応する他軸方向の複数のコンパレータに基準値として入力し、その際、前記２つの軸方向の各分割座標位置の入力は、前記吸着コレットを正規移動軌跡に沿って移動させ、そのときの移動軌跡を学習させることによって、その移動軌跡によって自動的に設定し、各コンパレータに実際の吸着コレットの座標位置信号を入力して、前記吸着コレットが動作禁止領域内に入ったときにコンパレータの出力に基づいて吸着コレットの動作を停止させることを特徴とするものである。
【００１３】
ここで、「少なくとも二次元領域内で移動する移動体」とは、例えば、Ｘ軸方向とＺ軸方向の２次元領域や、Ｙ軸方向とＺ軸方向の２次元領域や、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の３次元領域や、Ｘ軸方向とＺ軸方向とＵ軸（θ）方向の２次元領域や、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＵ軸（θ）方向の２次元領域や、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向とＵ軸（θ）方向の３次元領域などで移動する移動体を含むことを意味している。
【００１４】
上記の方法によれば、コンパレータによって動作禁止領域を設定するので、ダイボンダの吸着コレットのように複雑な機構を有する装置であっても、その複雑な機構部に影響されることなく、容易に動作禁止領域を設定することができるし、半導体チップなどのワークの変更に伴う吸着コレットなどの移動体における移動軌跡の変更に伴う動作禁止領域の変更に対しては、機構部の変更が一切不要で、コンパレータの基準値を変更することによって対応できるので、その変更作業が著しく容易になる。また、吸着コレットなどの移動体がセンサなどに接触ないし衝突することがない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の吸着コレットの動作制御方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
まず、図１は、本発明による吸着コレットの動作制御方法および動作制御装置の動作禁止領域の設定について説明する図である。図２は吸着コレットの動作制御装置１０の構成ブロック図である。
【００１７】
すなわち、本発明の吸着コレットの動作制御装置１０は、吸着コレットのＸ軸方向の動作禁止領域座標位置を設定するためのＸ軸制御用回路２０と、吸着コレットのＺ軸方向の動作禁止領域座標位置を設定するためのＺ軸制御用回路３０と、前記Ｘ軸制御用回路２０とＺ軸制御用回路３０との出力が入力される外部論理回路４０と、この外部論理回路４０の出力が入力される非常停止回路５０とで構成されている。
【００１８】
図２に示す吸着コレットの動作制御装置１０におけるＸ軸制御用回路２０は、出力パルスを出力するパルス発生回路２１と、エンコーダＩ／Ｆ回路２２と、このエンコーダＩ／Ｆ回路２２の出力を受ける機械位置カウンタ２３と、この機械位置カウンタ２３の出力が入力されるコンパレータ２４1〜２４nとで構成されている。このコンパレータ２４1〜２４nの出力が前記外部論理回路４０に入力され、この外部論理回路４０の出力を受けて非常停止回路５０が吸着コレットの動作を停止するように構成されている。
【００１９】
次に、他の機構部が存在するために吸着コレットなどの吸着コレットが入り込むことを防止する動作禁止領域２を設定する方法について説明する。まず、吸着コレットのＸ軸方向における動作禁止領域２の座標位置を設定する場合、図１および図２から明らかなように、水平方向Ｘをｎ分割する場合は、ｎ＋１個のコンパレータ２４を用いる。
【００２０】
図１は水平方向Ｘを１０分割する場合で、１１個のコンパレータ２４1〜２４1
1を用い、各コンパレータ２４によって、吸着コレットの動作禁止領域２を設定する。例えば、コンパレータ２４1では水平方向の座標位置Ｘ１を基準値として設定し、コンパレータ２４2では座標位置Ｘ２を基準値として設定し、コンパレータ２４3では座標位置Ｘ３を基準値として設定し、…以下、同様にして、コンパレータ２４11で座標位置Ｘ１１を基準値として設定する。
【００２１】
この設定は、吸着コレットの正規移動軌跡を想定して、各コンパレータ２４にデータをそれぞれ入力していってもよいが、例えば、吸着コレットを正規移動軌跡に沿って移動させ、そのときの移動軌跡を学習（ティーチング）させることによって、その移動軌跡によって自動的に設定することができる。
【００２２】
このようにして、吸着コレットの動作禁止領域２におけるＸ軸方向の座標位置を設定することができる。したがって、コンパレータ２４の数が多いほど、詳細な吸着コレットの動作禁止領域２の座標位置を設定することができるが、コンパレータ２４の数が多くなるほど、Ｘ軸制御用回路２０が高価になるので、ダイボンダの場合は、５〜１０個あれば十分その目的を達成できる。
【００２３】
図２の吸着コレットの動作制御構成ブロック図において、Ｚ軸制御用回路３０の構成は省略しているが、前記Ｘ軸制御用回路２０と同一の構成を有する。すなわち、パルス発生回路３１と、エンコーダＩ／Ｆ回路３２と、機械位置カウンタ３３と、コンパレータ３４1〜３４nとで構成されている。
【００２４】
したがって、吸着コレットのＺ軸方向における動作禁止領域２の座標位置を設定する場合、図１および図２から明らかなように、水平方向Ｘをｎ分割する場合は、ｎ個のコンパレータ３４を用いる。図１は水平方向Ｘを１０分割する場合で、１０個のコンパレータ３４1〜３４10を用い、各コンパレータ３４に、Ｚ軸方向の動作禁止領域２の座標位置を基準値として入力する。例えば、コンパレータ３４1には座標位置Ｘ１に対応する高さ方向の座標位置Ｚ１を基準値として入力し、コンパレータ３４2には座標位置Ｘ２に対応する高さ方向の座標位置Ｚ２を基準値として入力し、コンパレータ３４3には座標位置Ｘ３に対応する高さ方向の座標位置Ｚ３を基準値として入力し、…以下、同様にして、コンパレータ３４10には座標位置Ｘ１０に対応する高さ方向の座標位置Ｚ１０を基準値として入力する。
【００２５】
上記のＸ軸制御用回路２０およびＺ軸制御用回路３０によって、Ｘ軸方向の座標位置Ｘ１〜Ｘ１１およびＺ軸方向の座標位置Ｚ１〜Ｚ１０とを基準値として、各コンパレータ２４1〜２４11および３４1〜３４10に入力しておき、一方、実際の吸着コレットのＸ方向およびＺ方向の座標位置を機械位置カウンタ２３および３３から各コンパレータ２４1〜２４11および３４1〜３４10に入力させる。
【００２６】
今、Ｘ平面でｎ個のコンパレータ２４を用い、分割座標をＸiとするとき、そ
れぞれの領域ごとに干渉高さＺｉの設定を行う。干渉領域の下に可動領域がなく、Ｘi＜Ｘi+1とする。Ｘ軸制御用回路２０のコンパレータ２４に入力されるＸ軸方向の座標位置の基準値をＸ、Ｚ軸制御用回路３０の機械位置カウンタ３３から得られる吸着コレットの実際位置に基づくＺ軸方向の座標位置をＺとすれば、このとき、吸着コレットが干渉領域，すなわち、動作禁止領域２に入っているとすれば、下記の式が成立する。
【００２７】
【式１】
0003717056.tif 000002
【００２８】
すなわち、吸着コレットが動作禁止領域２に入ると、上式の条件成立によって、Ｘ軸制御用回路２０のコンパレータ２４または／およびＺ軸制御用回路３０のコンパレータ３４から外部論理回路４０に信号が出力され、この外部論理回路４０の出力によって、非常停止回路５０から吸着コレットの駆動源であるサーボモータ、パルスモータなどに非常停止信号が出力されて駆動源が非常停止され、吸着コレットの動作が停止される。
【００２９】
なお、上記実施形態では、Ｘ軸方向とＺ軸方向との２軸方向のみに動作する半導体チップのダイボンダにおける吸着コレットを想定して、Ｘ軸方向とＺ軸方向との２次元で移動する吸着コレット用の２軸制御の場合について説明したが、Ｙ軸方向を含む３次元で移動する３軸制御の場合や、Ｕ軸方向，すなわち回転方向（θ方向）を含む３軸ないし４軸制御の場合には、上記Ｘ軸制御用回路２０と同一構成の制御用回路を、Ｙ軸制御用回路または／およびＵ軸制御用回路として付加すればよい。
【００３０】
上記動作制御装置１０は、個別部品によって構成してもよいが、Ｘ軸制御用回路２０および／またはＺ軸制御用回路３０を、一つの集積回路として構成することができる。そのような場合、動作制御装置１０をコンパクトに構成することができ、ダイボンダなどに組み込む場合の設置スペースが小さくて済み、その設置場所を選ばない。また、万一、動作制御装置１０が故障した場合は、複雑なダイボンダなどに組み込まれた状態の動作制御装置を点検・修理することなく、動作制御装置１０を交換して、簡単に補修することができる。
【００３１】
図３は本発明の吸着コレットの動作制御装置に適用できるモータ制御用集積回路の一例を示す回路構成ブロック図である。このようなモータ制御用集積回路を用いても、上記様の作用効果が得られる。このようなモータ制御用集積回路を用いる場合は、その用途によっては、構成ブロック内で使用しないブロック構成要素が生じることがあるが、仮にそうであっても、個別部品を組み付けて動作制御装置を構成したり、新しく集積回路を製造したりする場合に比較すると、著しく動作禁止領域の設定が容易になり、しかも、コスト低減ができる。
【００３２】
なお、上記の実施形態は、半導体チップをリードフレームにボンディングするダイボンダについて説明したので、図１におけるＺ軸方向の各座標位置Ｚ１〜Ｚ１０の上方部分においては、特に動作禁止領域を設定していないが、もし、Ｚ軸方向の各座標位置Ｚ１〜Ｚ１０の上方部分においても動作禁止領域を設定する必要がある場合は、第１，第２のＺ軸制御用回路３０ａ，３０ｂを設けて、第１のＺ軸制御用回路３０ａでＺ軸方向の下側座標位置Ｚａ１〜Ｚａｎを設定するとともに、第２のＺ軸制御用回路３０ｂでＺ軸方向の上側座標位置Ｚｂ１〜Ｚｂｎを設定することにより、Ｚ軸方向の下方および上方に吸着コレットの動作禁止領域を設定し、その中間域を吸着コレットの動作可能領域とすることもできる。
【００３３】
このような構成は、他のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＵ軸方向においても、同様に設定することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の吸着コレットの動作制御方法は、少なくとも二次元領域内で移動する吸着コレットが動作禁止領域に入ったときに吸着コレットの動作を停止させる吸着コレットの動作制御方法において、前記吸着コレットの動作禁止領域における１軸方向の分割座標位置を、各分割座標位置に対応する１軸方向の複数のコンパレータに基準値として入力するとともに、他軸方向の分割座標位置を、各分割座標位置に対応する他軸方向の複数のコンパレータに基準値として入力し、各コンパレータに実際の吸着コレットの座標位置信号を入力して、吸着コレットが動作禁止領域内に入ったときにコンパレータの出力に基づいて吸着コレットの動作を停止させることを特徴とするものであるから、従来のセンサを設置する方法に比較して、動作制御装置を吸着コレットの移動軌跡に近接して設置する必要がないため、例えばダイボンダのような複雑な機構部を有する装置においても、動作禁止領域を容易に設定することができる。
【００３５】
また、本発明の吸着コレットの動作制御装置は、少なくとも二次元領域内で移動し、かつ、動作禁止領域内に入ると動作を停止する吸着コレットを具備する吸着コレットの動作制御装置において、１軸制御用回路と、他軸制御用回路と、前記１軸制御用回路および他軸制御用回路の出力が与えられる論理回路と、この論理回路の出力によって吸着コレットの動作を停止させる非常停止回路とを具備することを特徴とするものであるから、前記同様に、従来のセンサを設置する方法に比較して、制御用回路部分を吸着コレットの移動軌跡に近接して設置する必要がないため、例えばダイボンダのような複雑な機構部を有する装置においても、動作禁止領域を容易に設定することができる。
【００３６】
また、従来のセンサを用いるものに比較して、品種変更などによって吸着コレットの移動軌跡を変更する場合でも、機構部の変更が一切不要で、単にコンパレータの基準値の設定を変更することによって対応できるので、吸着コレットの動作禁止領域の変更を容易に実施することができる。
【００３７】
さらに、従来のセンサを用いる場合に比較して、吸着コレットの動作禁止領域を設定するセンサそのものに吸着コレットが接触ないし衝突することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の吸着コレットの動作制御方法および動作制御装置における動作禁止領域の設定について説明する図である。
【図２】  本発明の吸着コレットの動作制御装置におけるブロック構成図である。
【図３】  本発明の吸着コレットの動作制御装置に用いられるモータ制御用集積回路のブロック構成図である。
【図４】  ダイボンダにおける吸着コレットの動作軌跡を示す図である。
【図５】  ダイボンダにおける吸着コレットの他の動作軌跡を示す図である。
【図６】  （Ａ）は従来の吸着コレットの動作禁止領域を設定する動作制御装置における正面図、
（Ｂ）は（Ａ）の動作制御装置の側面図である。
【符号の説明】
１  吸着コレットの動作可能領域
２  吸着コレットの動作禁止領域
１０  吸着コレットの動作制御装置
２０  Ｘ軸制御用回路
２１  パルス発生回路
２２  エンコーダＩ／Ｆ回路
２３  機械位置カウンタ
２４1〜２４n  コンパレータ
３０  Ｚ軸制御用回路
４０  論理回路
５０  非常停止回路
【図１】
0003717056.tif 000003
【図２】
0003717056.tif 000004
【図３】
0003717056.tif 000005
【図４】
0003717056.tif 000006
【図５】
0003717056.tif 000007
【図６】
0003717056.tif 000008