(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向の移動と上下動を行うトレイステージによりトレイを受載して持ち運び取り扱うのに、トレイを段積状態に収納して下方から順次トレイステージによる取り扱いに供し、またはトレイステージが持ち運んでくるトレイを下方から順次受け入れて段積状態に収納する、トレイの段積取り扱い方法であって、
トレイを段積状態に収納して供給し、またはトレイを受け入れて収納するトレイ段積取り扱い部に、トレイを段積状態に収納して供給し、またはトレイを受け入れ段積状態に収納するトレイ段積取り扱いカートリッジを着脱できるように装着し、装着したトレイ段積取り扱いカートリッジにより前記トレイの供給または収納を行い、さらにトレイ段積取り扱いカートリッジの下部にあって、トレイを供給しまたは受け入れるように開き、また段積状態に支持するように閉じる開閉部を、トレイステージの側にあるアクチュエータによって、トレイステージがトレイ段積取り扱いカートリッジとトレイを授受するタイミングに合わせて開閉することを特徴とするトレイの段積取り扱い方法。
【請求項２】
トレイを段積状態に収納して下方から順次供給し、またはトレイを下方から順次受け入れて段積状態に収納する、トレイ段積取り扱い部と、水平方向の移動と上下動を行い、トレイ段積取り扱い部から供給されるトレイを受載して持ち運んで取り扱い、または受載しているトレイをトレイ段積取り扱い部に収納するトレイステージとを備えたトレイの段積取り扱い装置であって、
トレイを段積状態に収納して供給し、またはトレイを受け入れ段積状態に収納するトレイ段積取り扱いカートリッジを組み合わせ備え、トレイを段積状態に収納して供給し、またはトレイを受け入れて収納するトレイ段積取り扱い部は、前記トレイ段積取り扱いカートリッジを着脱できるように装着する装着部を有し、トレイ段積取り扱いカートリッジの下部にあって、トレイを供給または受け入れられるように開き、また段積状態に支持するように閉じる開閉部と、トレイステージの側に設けられて、トレイステージがトレイ段積取り扱いカートリッジとの間でトレイを授受するタイミングに合わせて前記開閉部を開閉するアクチュエータとを備えたことを特徴とするトレイの段積取り扱い装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトレイの段積取り扱い方法と装置に関し、例えば、複数の部品をトレイに収容してそれらを各種の加工や他への装着に供するために、トレイを段積状態にして、あるいは段積状態にしながら取り扱う場合に利用される。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路を持った半導体素子いわゆるＩＣチップや異形なコネクタなどの各種電子部品は、回路基板に仮装着したり実装したりする作業機や、半導体ウエハをダイシングして個々の半導体素子に切り離したものを、その半導体素子に設けられた電極に回路基板の電極や導体ランドとの電気的接続や金属接合を図る金属バンプを形成したりする前作業機において、自動的に高速に取り扱われる。前記作業機や前作業機に電子部品を供給したり、前記前作業機で必要な前作業を受けた電子部品を次の作業に供したりするための１つの荷姿として、電子部品をトレイの一方向、あるいは縦横に並ぶ凹部に収容して一括に取り扱えるようにすることが従来から行われている。
【０００３】
トレイはまた、収容した電子部品を供給したり、供給し終えた空のトレイを処理したりするのに、段積状態にして多数をかさ低くして効率よく取り扱われるようにしている。具体的には、本発明の実施の形態を示す図１３、図１４を参照して説明すると、ボンディング装置Ｃにおいて、水平方向の移動と上下動を行うトレイステージ３８により、部品入りのトレイ３５を段積状態に収納して下方から１枚ずつ供給する第１のトレイ段積取り扱い部３６で供給され受載したトレイ３５を部品供給位置Ｄに持ち運んで、トレイ３５に収容している部品を使用や加工に供し、空になったトレイ３５を下方から受け入れて段積状態に収納する第２のトレイ段積取り扱い部３７にまで持ち運んでそれに収納することを繰り返すようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トレイ３５を段積状態にして取り扱う第１、第２のトレイ段積取り扱い部３６、３７は、ボンディング装置Ｃ上の所定の位置に固定して設けられている。従って、トレイ段積取り扱い部３６では部品を収納したトレイ３５を供給するのに、部品を収納したトレイ３５を多数他の場所から持ち運んできて、それらが段積状態になるように手作業で収納する必要があるし、空になったトレイ３５を受け入れて段積状態に収納するのに、満杯になる都度それを手作業で取り出して他へ移す必要がある。
【０００５】
トレイ３５は段積状態で人が持ち運べばよいが、図４に示すようにトレイ３５のかさ張りを抑えるのに半導体素子１を収容する凹部３５ａは半導体素子１の厚みを若干上回る程度でしかなく互いの嵌り合いはそう深くなく、トレイ３５を段積するための図４に便宜上示した互いの嵌り合いも十分取れず浅いので、それらを段積状態で人が持ち運んだり、第１、第２のトレイ段積取り扱い部３６、３７に出し入れしたりするのは容易でない。特に、部品を収容しているトレイ３５の取り扱いは、万一における部品の凹部からの飛び出しやトレイ３５からの脱落を防止するには注意と取り扱いの丁寧さが必要で、作業速度は勢い低下し、ボンディング装置Ｃなどの作業機を休止させる時間が長くなる。電子部品が微小化、薄型化、軽量化し、トレイ３５が小型化、薄型化、軽量化して安定度が低下しているなか、近時のさらなる高速化、生産性向上の要求に応えにくくなっている。
【０００６】
第２のトレイ段積取り扱い部３７では空のトレイ３５を取り出して持ち運べばよいので、トレイ段積取り扱い部３６の場合よりは比較的ラフにトレイ３５を取り扱える上、第２のトレイ段積取り扱い部３７の前部を開放して段積状態に収納したトレイ３５を抜き出しやすくしているので、能率よく作業することはできる。しかし、トレイ段積取り扱い部３７に受け入れ段積状態に収納するトレイ３５は部品を収容していないために、より軽量でしかもトレイステージ３８により自動的に収納されるのを段積にしていく関係から、トレイ３５の位置ずれや嵌め合い不良などにより段積状態が不安定になりやすく、前部の開放部の側に傾いたり倒れ落ちたりすることがときとしてある。段積状態のトレイ３５が傾いた場合でもこれを手作業で矯正しながら取り出すことになるので、作業時間は延びるし、万一倒れ落ちたような場合は乱れたり落ちたりしたものを整理し直したり拾い集めたりしながら全数を段積状態に戻してから取り扱うことになるので、第１のトレイ段積取り扱い部３６の場合よりも長い時間掛かることも多々生じる。
【０００７】
ボンディング装置Ｃなどの作業機は、特定のサイズのトレイ３５を専用に取り扱うことは少なく、取り扱う部品の種類などによって取り扱うトレイ３５のサイズが異なることがある。従来、これに対応するのに、取り扱うトレイ３５のサイズが異なる都度、第１第２のトレイ段積取り扱い部３６、３７の複雑な組み立て構造をいちいち分解して、必要なサイズのトレイ段積取り扱い部３６、３７を組み立て直す作業をしているので、これも、品種換えのために長い時間が掛かって作業能率、生産性の向上の上で問題である。
【０００８】
本発明の目的は、トレイを段積状態で取り扱うのに作業能率、生産性の向上が図れるトレイの段積取り扱い方法と装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のトレイの段積取り扱い方法は、水平方向の移動と上下動を行うトレイステージによりトレイを受載して持ち運び取り扱うのに、トレイを段積状態に収納して下方から順次トレイステージによる取り扱いに供し、またはトレイステージが持ち運んでくるトレイを下方から順次受け入れて段積状態に収納する、トレイの段積取り扱い方法であって、トレイを段積状態に収納して供給し、またはトレイを受け入れて収納するトレイ段積取り扱い部に、トレイを段積状態に収納して供給し、またはトレイを受け入れ段積状態に収納するトレイ段積取り扱いカートリッジを着脱できるように装着し、装着したトレイ段積取り扱いカートリッジにより前記トレイの供給または収納を行い、さらにトレイ段積取り扱いカートリッジの下部にあって、トレイを供給しまたは受け入れるように開き、また段積状態に支持するように閉じる開閉部を、トレイステージの側にあるアクチュエータによって、トレイステージがトレイ段積取り扱いカートリッジとトレイを授受するタイミングに合わせて開閉することを１つの特徴としている。
【００１０】
このような構成では、トレイを段積状態に収納して下方から順次トレイステージの水平移動および上下動による取り扱いに供し、またはトレイステージが持ち運んでくるトレイを下方から順次受け入れて段積状態に収納するのに、トレイを段積状態に収納して供給し、またはトレイを受け入れて段積状態に収納するトレイ段積取り扱い部では、そこに着脱できるトレイ段積取り扱いカートリッジにより、それに収容している段積状態のトレイをトレイステージに供給し、または、トレイステージが持ち運んでくるトレイを段積状態に収納するので、トレイをトレイ段積取り扱いカートリッジに段積状態に収納したまま、トレイ段積取り扱い部から独立して一括に取り扱い、トレイに部品が収納されていても安定して迅速に持ち運べるのに加え、トレイをトレイステージに供給するトレイ段積取り扱い部に容易かつ迅速に一括挿入してトレイの供給ができるようになるし、トレイステージからのトレイを段積状態に収納するトレイ段積取り扱い部で満杯になったのを、容易かつ迅速に一括して取り出せるので、作業能率および生産性の向上に寄与することができる。しかも、取り扱い中でのトレイやそれに収容した部品などの位置ずれ、飛び出し、脱落などを防止してそれらの安全が図れる。
【００１１】
このような方法は、トレイを段積状態に収納して下方から順次供給し、またはトレイを下方から順次受け入れて段積状態に収納する、トレイ段積取り扱い部と、水平方向の移動と上下動を行い、トレイ段積取り扱い部から供給されるトレイを受載して持ち運んで取り扱い、または受載しているトレイをトレイ段積取り扱い部に収納するトレイステージとを備えたものにおいて、トレイを段積状態に収納して供給し、またはトレイを受け入れ段積状態に収納するトレイ段積取り扱いカートリッジを組み合わせ備え、トレイを段積状態に収納して供給し、またはトレイを受け入れて収納するトレイ段積取り扱い部は、前記トレイ段積取り扱いカートリッジを着脱できるように装着する装着部を有したトレイの段積取り扱い装置によって達成される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るトレイの段積取り扱い方法と装置につき、図１〜図１５を参照してその実施例とともに詳細に説明し、本発明の理解に供する。
【００２６】
本実施の形態は、集積回路を持った図４に示すような半導体素子１を作業対象であるワークとしてトレイ３５の凹部３５ａに収納して取り扱い、半導体素子１の一面にある電極上に従来のバンプボンディング法により図４に便宜上示した金属バンプ３を形成する前作業に供した後、形成した金属バンプ３の高さを矯正するレベリング処理を行い、それを、再度トレイ３５に収納して取り扱い、回路基板への仮装着や金属バンプ３と回路基板の電極や導体ランドなどとの摩擦による金属接合を図る実装といった後作業に供せるようにするボンディング装置Ｃにおいて、トレイ３５を段積状態にして取り扱う場合の一例であり、図１４にその全体構成を示してある。
【００２７】
これについて説明すると図１４に示すボンディング装置Ｃは、上記金属バンプ３のレベリングを行うレベリング機構Ｂを機台３１の上に設置し、その横に半導体素子１を位置決めおよび吸着して金属バンプ３を形成するボンディングステージ３２を設け、これに、受載した半導体素子１をバンプボンディングのために加熱するヒータを内蔵しており、かつ前記位置決めのための位置規正機構３３が付帯している。レベリング機構ＢはレベリングヘッドＡとこれに対向するレベリング位置とこのレベリング位置から外れたワーク交換位置との間で移動されるレベリングステージ７とを有し、レベリングヘッドＡはレベリングステージ７が半導体素子１を受載してレベリング位置に達する都度上方から半導体素子１の金属バンプ３を押圧して所定高さに矯正する。
【００２８】
ボンディングステージ３２の上方にはそこに位置決めし吸着された半導体素子１の電極の上に、その位置の画像認識のもとに金属バンプ３を形成するボンディングヘッド３４が設けられ、従来の方法と同様に金属ワイヤの先端にスパークによる金属ボールを形成し、それをキャピラリにて半導体素子１の電極上に押し付けながら加熱と超音波振動などにより金属どうしを摩擦接合させて後、接合された金属ボールから後続のワイヤを切断してバンプボンディンクを行うようにしている。
【００２９】
ボンディングステージ３２の一方の横には、金属バンプ３が形成されていない半導体素子１を収容したトレイ３５を多段に段積状態に収納してバンプボンディングのために供給する第１のトレイ段積取り扱い部３６および半導体素子１の供給を終えた空のトレイ３５を多段に段積状態に収納する第２のトレイ段積取り扱い部３７が設けられている。これら第１、第２のトレイ段積取り扱い部３６、３７の部分からボンディングステージ３２の近傍までの範囲に、図９〜図１１に示すようなトレイステージ３８が、Ｘ方向駆動シリンダ３９ｂおよびＹ方向駆動シリンダ３９ｃを持ったＸＹ移動手段３９により直交するＸＹ２方向に移動され、かつ上下動手段３９ａによってＸＹ移動手段３９の上でＺ方向に上下動されるように設けられている。
【００３０】
トレイステージ３８は図１３に▲１▼〜▲３▼に示すようにＸＹ移動手段３９および上下動手段３９ａと協働して、第１のトレイ段積取り扱い部３６の下方から供給されるトレイ３５を１枚下方に取り出し、それをボンディングステージ３２の近くの部品供給位置Ｄに持ち運んで半導体素子１を供給し、供給し終わると空になったトレイ３５を第２のトレイ段積取り扱い部３７の下に持ち運んでそこに収納した後、第１のトレイ段積取り扱い部３６に戻って次のトレイ３５を取り出し、半導体素子１を供給することを繰り返す。
【００３１】
トレイステージ３８による半導体素子１の部品供給位置とボンディングステージ３２との間の上方には、ワーク取り扱いヘッド４１がＸＹ移動手段４２により直交するＸＹ２方向に移動されるように設けられている。ワーク取り扱いヘッド４１は供給される半導体素子１を吸着や掴持して保持し上動することでピックアップし、ワーク取り扱いヘッド４１の移動によりボンディングステージ３２上の所定位置に持ち運んだとき下動して保持を解き移載することを繰り返し、多数の半導体素子１を順次に自動的に能率よく取り扱いボンディングステージ３２上でのバンプボンディングに確実に供する。
【００３２】
ボンディングステージ３２とレベリング機構Ｂのワーク交換位置との間にはワーク取り扱いヘッド４３がＸＹ移動手段４４によって直交するＸＹ２方向に移動されるように設けられ、ボンディングステージ３２上の金属バンプ３が形成された半導体素子１を吸着や掴持して保持し上動することでピックアップし、ワーク取り扱いヘッド４３の移動によりレベリング機構Ｂのワーク交換位置にあるレベリングステージ７の上に持ち運んだとき下動して保持を解き移載することを繰り返し、金属バンプ３が形成される多数の半導体素子１を順次に自動的に能率よく取り扱いレベリングステージ７上でのバンプ高さの矯正に連続して確実に供する。
【００３３】
レベリングステージ７のワーク交換位置の横には、空のトレイ３５を多段に段積状態に収納してバンプ高さを矯正された半導体素子１の収納に供する第３のトレイ段積取り扱い部５１と、バンプ高さ矯正後の半導体素子１を収納し終えたトレイ３５を多段に段積状態に収納していく第４のトレイ段積取り扱い部５２とが設けられ、第３、第４のトレイ段積取り扱い部５１、５２の下にも図１２に示すようなトレイステージ６１がＸ方向駆動シリンダ６２ｂおよびＹ方向駆動シリンダ６２ｃを持ちＸＹ移動手段６２により直交するＸＹ２方向に移動され、かつ上下動手段６２ａによってＸＹ移動手段６２の上でＺ方向に上下動されるように設けられている。
【００３４】
前記ワーク取り扱いヘッド４３はＸＹ移動手段４４により移動されて、ワーク交換位置にあるレベリングステージ７上のバンプ高さ矯正後の半導体素子１をピックアップし、それを部品収納位置にあるトレイステージ６１上に持ち運んで移載することにより収納することをも繰り返す。
【００３５】
トレイステージ６１はＸＹ移動手段６２および上下動手段６２ａの協働により、図１３に▲１▼〜▲３▼に示すように第３のトレイ段積取り扱い部５１に段積状態に収納されて下方から供給される空のトレイ３５を受載して部品受け入れ位置Ｅまで持ち運んで、ワーク取り扱いヘッド４１によって持ち運ばれてくるバンプ高さ矯正後の半導体素子１の収納に供し、半導体素子１が満杯になったときそのトレイ３５を第４のトレイ段積取り扱い部５２に持ち運んでそこに下方から収納した後、第３のトレイ段積取り扱い部５１に戻って空のトレイ３５を受載し、バンプ高さ矯正後の半導体素子１の収納に供することを繰り返す。
【００３６】
第１、第２のトレイ段積取り扱い部３６、３７は図１１に示すＸＹ移動手段３９の横にあるポール６６の上端の取り付けフレーム６７にボルト止めなどして設けられている。第３、第４のトレイ段積取り扱い部５１、５２は図１２に示すＸＹ移動手段６２の横にあるポール６６の上端の取り付けフレーム６７にボルト止めなどして設けられている。
【００３７】
しかし、本発明は上記し図示したところのものに限定されることはなく、水平方向の移動と上下動を行うトレイステージ、およびトレイを段積状態に収納してトレイステージの取り扱いに供したり、あるいはトレイステージが持ち運んできたトレイを受け入れて段積状態に収納してその後の取り扱いに供したりする少なくとも一方のトレイ段積取り扱い部を用いて行う各種のトレイの段積取り扱い方法と装置に適用して有効であり、本発明の範疇に属する。
【００３８】
本実施の形態のトレイ段積取り扱い方法は、図１〜図４に示す実施例、図５、図６に示す実施例、図７、図８に示す実施例のように、トレイ３５を段積状態に収納して下方から順次トレイステージ３８、６１による取り扱いに供し、またはトレイステージ３８、６１が持ち運んでくるトレイ３５を下方から順次受け入れて段積状態に収納するのに、トレイ３５を段積状態に収納して供給し、またはトレイを受け入れて収納するトレイ段積取り扱い部３６、３７、５１、５２に、トレイ３５を段積状態に収納して供給し、またはトレイ３５を受け入れ段積状態に収納するトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４、１１４、１３１を着脱できるように装着し、装着したトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４、１１４、１３１により前記トレイ３５の供給または収納を行う。これらトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４、１１４、１３１には持ち運び用の取っ手１１６が設けられ、持ち運びに便利なようにしている。取っ手１１６の形態は自由に選択することができるし、必須のものではない。
【００３９】
このように、トレイ３５を段積状態に収納して下方から順次トレイステージ３８、６１の水平移動および上下動による取り扱いに供し、またはトレイステージ３８、６１が持ち運んでくるトレイ３５を下方から順次受け入れて段積状態に収納するのに、トレイ３５を段積状態に収納して供給し、またはトレイ３５を受け入れて段積状態に収納するトレイ段積取り扱い部３６、３７、５１、５２では、そこに着脱できるトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４、１１４、１３１により、それに収容している段積状態のトレイ３５をトレイステージ３８、６１に供給し、または、トレイステージ３８、６１が持ち運んでくるトレイを段積状態に収納するので、トレイ３５をトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４、１１４、１３１に段積状態に収納したまま、トレイ段積取り扱い部３６、３７、５１、５２から独立して一括に取り扱い、トレイ３５に半導体素子１が収納されていても安定して迅速に持ち運べるのに加え、トレイ３５をトレイステージ３８、６１に供給するトレイ段積取り扱い部３６、５１に容易かつ迅速に一括挿入してトレイ３５の供給ができるようになるし、トレイステージ３８、６１からのトレイ３５を受け入れて段積状態に収納するトレイ段積取り扱い部３７、５２で満杯になったのを、容易かつ迅速に一括して取り出せるので、作業能率および生産性の向上に寄与することができる。しかも、取り扱い中でのトレイ３５やそれに収容した半導体素子１などの位置ずれ、飛び出し、脱落などを防止してそれらの安全が図れる。
【００４０】
このような方法を達成するのにボンディング装置Ｃは、トレイ３５を受け入れ段積状態に収納するトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４、１１４、１３１などを必要に応じて組み合わせ備え、トレイ３５を段積状態に収納して供給し、またはトレイを受け入れて収納するトレイ段積取り扱い部３６、３７、５１、５２の必要なものに、前記組み合わせ備えたトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４、１１４、１３１などの使用するものを着脱できるように装着する装着部１０１を有したものとしている。
【００４１】
図１〜図４に示す実施例および図５、図６に示す実施例の装着部１０１は、トレイ段積取り扱いカートリッジ１０４、１１４を上方から抜き差しできるようにした枠部材であり、上記したフレーム６７にねじ止めなどして固定されている。図１〜図４に示す実施例の装着部１０１は半導体素子１を収容したトレイ３５を段積状態に収納する負荷の高いトレイ段積取り扱い部３６、５２に適した構成とし、枠状の本体１０１ａの背部にそれより縦長に設けた取り付け部１０１ｂをフレーム６７に取り付け、高い負荷に対応できるようにしている。図５、図６に示す実施例の装着部１０１は空のトレイ３５を段積状態に収納する負荷の小さなトレイ段積取り扱い部３７、５１に適した構成とし、本体１０１ａとほぼ同じ高さ寸法の取り付け部１０１ｂによりフレーム６７に取り付け、極力かさ低く軽量なものとし、トレイ３５の取り扱い作業の邪魔になりにくいようにしている。しかも、本体１０１ａの前部にもガイド溝１１１に対応するガイド溝１１３を設け、このガイド溝１１３にトレイ段積取り扱いカートリッジ１１４を上方から抜き差して補助的な装着しておける装着部として利用されるようにしている。
【００４２】
図１〜図４および図５、図６に示す各実施例の装着部１０１は、枠状の本体１０１ａにトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４、１１４の全体を上方から着脱できるように受け入れ、必要な動作ができる余裕を与えながら、それらの背部に両側へ張り出すように設けた縦向きのガイド板１０５を、取り付け部１０１ｂの内面に設けたガイド溝１０２、１１１に上方から挿入することにより、トレイ段積取り扱いカートリッジ１０４、１１４を本体１０１ａに対し前後左右に位置規正するようにしている。
【００４３】
トレイ段積取り扱いカートリッジ１０４の後ろ寄りの左右に設けられた外向きの突片１０４ｃのそれぞれに、高さ調節ねじ１０６と取り付けねじ１０７とが上方よりねじ込んで貫通するように設けられている。高さ調節ねじ１０６はトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４が本体１０１ａの上方から挿入されていくとき、本体１０１ａの上面に図１に示すように当接してそれ以上挿入できなくすることで、トレイ段積取り扱いカートリッジ１０４の本体１０１ａへの挿入高さを規正する。この規正する挿入高さは高さ調節ねじ１０６を突片１０４ｃへのねじ込み高さ、つまり突片１０４ｃから下方への突出量を変えることで調節することができる。トレイ段積取り扱いカートリッジ１０４が所定の挿入高さになると、取り付けねじ１０７を本体１０１ａの上面に設けられたねじ穴１０３にねじ合わせて、突片１０４ｃを高さ調節ねじ１０６が本体１０１ａとの間で突っ張らせるように締め付けることにより、トレイ段積取り扱いカートリッジ１０４を前記規正された挿入高さに固定することができ、半導体素子１を収容したトレイ３５を位置ずれやガタツキなく収納保持して高精度に供給し、前記最下のトレイ３５とその上のトレイ３５との間の小さな隙間を利用した支持片６４の進入による上下のトレイ３５どうしの分離が確実に行われるようにする。
【００４４】
前記取り付けねじ１０７による固定はトレイ３５の段積収納部をなすトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４の全体を本体１０１ａに対して着脱することを邪魔するものではない、左右２本の取り付けねじ１０７による取り付け、取り付け解除だけで着脱することができ、トレイ３５の段積収納部をなすストッカ部を分解したり組み立てたりするような従来の作業とは異質であり極めて簡単である。しかし、トレイ段積取り扱いカートリッジ１０４の位置決め、取り付け構造は他の方法を採用することもできる。
【００４５】
トレイ段積取り扱いカートリッジ１０４は、その側板の下にトレイ３５を下方から支持して段積収納させる支持片６４が、スライドアーム６５により開閉されて側板の内側に出没するように設けられている。トレイステージ３８が下方から上動してきて収納しているトレイ３５を下方より持ち上げたとき、支持片６４が図４に示すように側板の外側に没した開き状態とされた後、トレイステージ３８が下動することで、段積状態に収納されたトレイ３５の最下段のものを１枚支持片６４の下方に抜き出し、この状態で支持片６４は側板の内側に突出する閉じ状態に戻されることで、抜き出された上のトレイ３５の下に入り込んでそれ以上の段積状態のトレイ３５を支持する状態に復帰し、トレイ３５を１枚ずつ供給し取り出されるようにする。
【００４６】
スライドアーム６５は図４に示すように、トレイ段積取り扱いカートリッジ１０４の背面にねじ止めなどして取り付けられるガイド６８に沿って往復移動する左右のスライダ６９に連結され、これらスライダ６９間に働かせたばね７１により前記支持片６４を常時閉じ状態に保つように付勢されている。これに伴いトレイステージ３８にはエアシリンダ７３により上下動されるプッシャ７２が設けられている。
【００４７】
トレイステージ３８がトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４に下方から進入して段積されているトレイ３５を受載したとき、前記プッシャ７２が上動されて左右のスライダ６９の間に進入してそれらをカムフォロア６９ａ、６９ａを介しばね７１に抗して左右に押し退けることにより、スライドアーム６５を介し支持片６４を開き状態にする。これにより、トレイステージ３８が下動してトレイ３５を支持片６４に邪魔されないで上記のように下に引き出せるようにする。トレイ３５の１枚が支持片６４の下に引き出された状態でプッシャ７２は下動されて支持片６４の開き操作を解除し、支持片６４がばね７１により再度閉じられてトレイステージ３８、６１により下方に引き出された１枚のトレイ３５から上のトレイ３５を再度支持する段積収納状態に復帰されるようにする。
【００４８】
なお、図１５に示す実施例は、左右のスライダ６９をトグルタイプのリンク１４１ａ、１４１ｂで連結し、その連結部１４１ｃをプッシャ７２が押動することにより支持片６４を開き状態にし、押動を解除することにより閉じ状態に戻せるようにしてある。これによると、プッシャ７２は一箇所を押動するだけでよいので、押動位置が左右に振れても特に問題とならない。他の構造および奏する作用は図４に示す場合と変わるところはなく共通する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４９】
トレイ段積取り扱いカートリッジ１１４の背部中央に設けられた外向きの突片１１４ｃに取り付けねじ１１９が上方からねじ込んで貫通するように設けられている。トレイ段積取り扱いカートリッジ１１４が本体１０１ａの上方から挿入されていくとき、突片１１４ｃがフレーム６７に取り付けられた高さ規正ブロック１１２に当接することによりそれ以上の挿入を阻止され、挿入高さが規正される。この状態で取り付けねじ１１９を高さ規正ブロック１１２にあるねじ穴１１２ａにねじ込んで突片１１４ｃを高さ規正ブロック１１２に締め付けることによりトレイ段積取り扱いカートリッジ１１４を前記規正された挿入高さに固定することができ、トレイステージ３８が持ち運んできて持ち上げる空のトレイ３５を受け入れて段積状態に収納保持することができる。
【００５０】
前記取り付けねじ１１９による固定はトレイ３５の段積収納部をなすトレイ段積取り扱いカートリッジ１１４の全体を本体１０１ａに対して着脱することを邪魔するものではない。特に１本の取り付けねじ１１９による取り付け、取り付け解除だけで着脱することができ、トレイ３５の段積収納部をなすストッカ部を分解したり組み立てたりするような従来の作業とは異質であり極めて簡単である。しかし、トレイ段積取り扱いカートリッジ１１４の位置決め、取り付け構造は他の方法を採用することもできる。
【００５１】
トレイ段積取り扱いカートリッジ１１４は、その側板の下にトレイ３５を下方から支持して段積収納させる支持片１１７が、内側に突出した支持位置への復動習性を持って側板の内外に出没できるように設けられている。支持片１１７は一例としてばね板で形成して基部を側板にねじ止めし、その上の逆止爪部１１７ａが自身のばね性により側板の内側に突出する係止位置に自動復帰するようにしている。もっとも、トレイ段積取り扱いカートリッジ１０４が持つスライドタイプの支持片６４であっても、支持片６４の先端に逆止爪形状を持たせれば同様の機能を奏することができる。ここで、逆止爪部１１７ａはトレイ３５がトレイステージ３８により持ち上げられてきたとき、先端の斜面１１７ｂをそのトレイ３５により両側に押し退けられながら開いてトレイ３５がトレイ段積取り扱いカートリッジ１１４内に進入できるようにしながら、トレイ３５が進入し終えて前記押動が解除されたとき前記支持位置に復帰して進入したトレイ３５が下方に出るのを上面１１７ｃで受け止めてそれを阻止し支持する。しかし、このような逆止機能は、例えば、係止姿勢への復動習性を持って設けられた回動式の支持板など他の構造でも発揮できそれらを採用することもできる。
【００５２】
トレイステージ３８が下方から上動してきて受載しているトレイ３５を下方よりトレイ段積取り扱いカートリッジ１１４内に上記のように進入させて逆止爪部１１７ａの上にまで持ち上げた後、下動することによりそのトレイ３５が逆止爪部１１７ａによってトレイ段積取り扱いカートリッジ１１４への収納状態に支持されるようにでき、先に収納されているトレイ３５があるときはトレイ３５をトレイ段積取り扱いカートリッジ１１４内に進入させたときに先に収納されているトレイ３５の下に嵌め合わせて段積状態に一旦持ち上げることになり、その後トレイステージ３８が下動することでその段積状態のトレイ３５がトレイ段積取り扱いカートリッジ１１４内に支持されて段積状態での収納状態とすることができる。この場合、トレイステージ３８がトレイ３５をトレイ段積取り扱いカートリッジ１１４内に持ち上げてから下動するときの持ち上げ高さは、トレイ３５を逆止爪部１１７ａの上に位置させれば足り、特に精度よい高さ設定は不要であるので、トレイ段積取り扱いカートリッジ１０４のような高さ調節機構を有していないが、必要なら採用することができる。
【００５３】
ところで、トレイ段積取り扱い部３６でのトレイ３５の段積レベルと、トレイ段積取り扱い部３７でのトレイ３５の段積レベルとは、増減の関係で相関性を持っている。この増減のバランスから、トラブルの有無を判定することができる。この２つのトレイ段積取り扱い部３６、３７でのトレイ供給によるトレイ３５の減少と、トレイ３５の受け入れによるトレイ３５の増量との関係は、トレイ段積取り扱い部３６、３７でのトレイ３５の段積レベルつまり段積状態でのかさの関係として見ることができ、この関係が崩れているかどうかを判定すれば、この判定が段積取り扱い中のどの時点で行われても、トレイ３５の脱落、トレイ３５の浮き、トレイ３５の嵌り合い不良などの段積レベルに影響するトラブルの有無を判定し対処することができる。
【００５４】
図３、図５に示す実施例では、トレイ段積取り扱い部３６でのトレイ３５の空を検出する検出手段１０８としてのフォトセンサ１０８ａ、１０８ｂを設け、トレイ段積取り扱い部３７でのトレイ３５の満杯を検出する検出手段１２０としてのフォトセンサ１２０ａ、１２０ｂを設けて、直接の、あるいは穴や窓、切り欠きによる検出光路１０９を通じて検出された満杯および空の状態を検出するようにしてあり、ボンディング装置Ｃにおける図１４に示す動作制御用の制御手段１４１がその満杯や空の検出結果を、モニタ１４２やランプ１４３の点灯、ブザーなどにより外部に報知するようにしながら、これらの検出手段１０８、１２０の各検出結果から、制御手段１４１の内部機能としての判定手段１４１ａにより上記のようなトラブルの有無を判定するようにしている。なお、判定手段１４１ａはトレイ３５を供給し終わるときと収納し終わるときとに時間差があるので、この時間差を配慮するか、時間差に対応するトレイ３５の１枚分の調整をして上記の判定を行えばよい。
【００５５】
トレイ段積取り扱い部３７でのトレイ段積取り扱いカートリッジ１１４は前部が開放されており、この開放縁１１４ｄに段積状態に収納されるトレイ３５の前辺３５ｃの端部を案内するガイド部材１１８を設けてある。これにより、トレイ段積取り扱いカートリッジ１１４にトレイ３５を段積収納するのに、前部の開放形態を利用した段積状態のトレイ３５の一括把持による取り出しを容易にしながら、開放部側に段積状態のトレイ３５が傾いたり、倒れたりするようなことを解消することができる。
【００５６】
ガイド部材１１８はトレイ３５を段積状態に収納して供給するトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４に設けても有効であるが、上記のようにトレイ３５を受け入れて段積状態に収納するトレイ段積取り扱いカートリッジ１１４ではトレイステージ３８が持ち運んできたトレイ３５を受け入れて自動的に収納し段積状態にする関係からトレイ３５の位置ずれや嵌り合い不良などで段積状態が偏って傾いたりしやすいので、ガイド部材１１８はこれを防止するので好適であり、しかも、収納するトレイ３５が空であって軽く、段積状態への収納が特に不安定で傾きやすく倒れやすいのでガイド部材１１８はこれを防止するので特に有効である。
【００５７】
このようなガイド部材１１８は、案内位置への復動習性を持って可動なものとして設け、段積状態で収納されたトレイ３５を一括して取り出すときに押し開かれて取り出しを邪魔しないものとすることができる。このような可動構造は、上記支持片６４や逆止爪部１１７ａと同様にスライド式に退避するもの、あるいはヒンジ軸を中心とした回動により退避するものなど種々な退避形式のものを採用することができる。
【００５８】
図示しないが、トレイ段積取り扱いカートリッジ１０４、１１４において、図６に示すトレイ段積取り扱いカートリッジ１１４が持つ１枚板よりなるガイド板１０５のサイズと、それぞれの突片１０４ｃ、１１４ｃおよび高さ調節ねじ１０６、取り付けねじ１０７、１１９を共通に持ちながら、取り扱うトレイ３５のサイズに合う異なったサイズを持った複数の種類のものを製作してボンディング装置Ｃに組み合わせ備えておき、その都度取り扱うトレイ３５のサイズに合ったものを選択してトレイ段積取り扱い部３６、３７の本体１０１ａに着脱できるように装着して使用することができ、使用後は他のものと交換したりして、トレイ段積取り扱い部３６、３７の分解などなく容易かつ迅速に品種替えに対応することができ、作業能率、生産性の向上に寄与することができる。この場合、トレイ段積取り扱いカートリッジ１０４、１１４の持ち運びやすさや着脱しやすさはさらに有利となる。もっとも、このような選択使用のための着脱できるように装着する構造は種々なものを採用することができる。
【００５９】
なお、前記トレイ段積取り扱い部３７でも、前記トレイ段積取り扱い部３６でのトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４を用いて空のトレイ３５を段積状態に収納することはでき、この場合、トレイステージ３８側にある前記プッシャ７２をトレイ段積取り扱い部３７にあるトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４に空のトレイ３５を収納していくときの支持片６４の必要な開閉を行わせるのに共用することができ、トレイ段積取り扱い部３６、３７それぞれの側にあるトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４に支持片６４を開閉するアクチュエータを持たなくてよい利点がある。
【００６０】
第３のトレイ段積取り扱い部５１では第１のトレイ段積取り扱い部３６と同じ構造とし、第４のトレイ段積取り扱い部５２では第２のトレイ段積取り扱い部３７と同じ構造として、前記トレイトレイステージ６１と協働させることにより、第３のトレイ段積取り扱い部５１では空のトレイ３５を取り扱うが第１のトレイ段積取り扱い部３６と同じ作用効果をもってトレイステージ６１に順次供給し、第４のトレイ段積取り扱い部５２ではトレイステージ６１が持ち運んでくる金属バンプ３形成後の半導体素子１を収容したトレイ３５を取り扱うが第２のトレイ段積取り扱い部３７と同じ作用効果をもって順次受け入れ段積状態に収納することができる。
【００６１】
図６、図７に示す実施例は、第３のトレイ段積取り扱い部５１適用した好適構造例であり、図３に示す実施例のトレイ段積取り扱いカートリッジ１０４におけるガイド板１０５を持たない以外は同じ構造をして、４インチサイズのトレイ３５を取り扱い段積状態に収納する図７に示すトレイ段積取り扱いカートリッジ１５１と、２インチサイズのトレイ３５を取り扱って段積状態に収納するトレイ段積取り扱いカートリッジ１３１とをボンディング装置Ｃに組み合わせ備えたものであり、既述したところと共通する部材には同一の符号を付し重複する説明は省略する。
【００６２】
トレイ段積取り扱いカートリッジ１５１はフレーム６７にねじ止めなどして固定するか、取り付けねじ１１９を利用して着脱できるように装着するかして、４インチのトレイ３５を段積状態に収納してトレイステージ６１に順次供給し、トレイ段積取り扱いカートリッジ１３１はトレイ段積取り扱いカートリッジ１５１の背面板の正面と側板の下面とにスペーサブロック１３２、１３２、およびスペーサ板１３３、１３３を介してねじ止めなどして着脱できるように取り付け、トレイ段積取り扱いカートリッジ１５１と収納するトレイ３５の中心位置が変わらず、かつトレイ３５を供給するのに同じ基準高さを持つようにする。これにより、トレイ段積取り扱いカートリッジ１３１は選択的に使用することができ、使用後これを取り外して元に復するとトレイ段積取り扱いカートリッジ１５１を使用することができる。しかも、いずれのものを使用するにもトレイステージ６１との位置関係は変わらないので、位置調節は特にいらない。また、トレイ段積取り扱いカートリッジ１３１は他のサイズのものと交換することができるし、トレイ段積取り扱いカートリッジ１５１を取り外せるようにしてあると、これも他のサイズのものと交換をして選択使用することができる。トレイ段積取り扱いカートリッジ１５１に設けた空検出用の検出手段１０８はトレイ段積取り扱いカートリッジ１３１のものにも共用できるようにしている。
【００６３】
もっとも、この第３のトレイ段積取り扱い部５１も、トレイ３５を供給する第１のトレイ段積取り扱い部３６はもとより、トレイ３５を収納する第２、第４のトレイ段積取り扱い部３７、５２にも適用することができ、この場合、支持片６４は支持位置への復動習性を持ったもので代替してプッシャ７２による開閉操作を不要とすることができる。また、満杯を検出する検出手段１２０を設けるには取り付け板１５２を用いるなどして必要位置に設ければよい。
【００６４】
【発明の効果】
上記の説明で明らかなように、本発明のトレイの段積取り扱い方法および装置によれば、トレイを段積状態から順次トレイステージの取り扱いに供したり、またはトレイをトレイステージから順次受け入れて段積状態に収納して取り扱うのに、段積状態のトレイを容易にかつ安定して迅速に取り扱って、作業能率および生産性の向上に寄与することができるし、取り扱い中でのトレイやそれに収容した部品などの位置ずれ、飛び出し、脱落などを防止してそれらの安全が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るトレイの段積取り扱い方法と装置の１つの実施例を示す第１のトレイ段積取り扱い部を示す斜視図である。
【図２】図１のトレイ段積取り扱い部の装着部を示す斜視図である。
【図３】図２の装着部に装着するトレイ段積取り扱いカートリッジを示す斜視図である。
【図４】図２のカートリッジの支持板とトレイステージの側にあるプッシャとの関係示す背面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るトレイの段積取り扱い方法と装置の別の実施例を示す第２のトレイ段積取り扱い部における装着部を示す斜視図である。
【図６】図５の装着部に装着するトレイ段積取り扱いカートリッジを示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るトレイの段積取り扱い方法と装置のさらに別の実施例を示す第３のトレイ段積取り扱い部とサイズの違うトレイを取り扱う複数のトレイ段積取り扱いカートリッジとの関係を示す斜視図である。
【図８】図７のサイズの小さなトレイ段積取り扱いカートリッジを示す斜視図である。
【図９】トレイステージの斜視図である。
【図１０】図９のトレイステージの分解斜視図である。
【図１１】部品供給側のトレイステージの移動機構を示す斜視図である。
【図１２】部品収納側のトレイステージの移動機構を示す斜視図である。
【図１３】  トレイ供給部側とトレイ収納部側でのトレイステージの移動手順例を示す平面図である。
【図１４】トレイを段積状態で取り扱うボンディング装置の斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係るトレイの段積取り扱い方法と装置の今１つの実施例を示す第１のトレイ段積取り扱い部に用いるトレイ段積取り扱いカートリッジとプッシャとの関係を示す背面図である。
【符合の説明】
１  半導体素子
３５  トレイ
３６、３７、５１、５２  トレイ段積取り扱い部
３８、６１  トレイステージ
３９、６２  ＸＹ移動手段
３９ａ、６２ａ  上下動手段
６７  フレーム
７２  プッシャ
１０１  装着部
１０２  ガイド溝
１０３  ねじ穴
１０４、１１４、１３１  トレイ段積取り扱いカートリッジ
１０５  ガイド板
１０８、１２０  検出手段
１０９  検出光路
１３２  スペーサブロック
１３３  スペーサ板
【図１】
0004436510.tif 000002
【図２】
0004436510.tif 000003
【図３】
0004436510.tif 000004
【図４】
0004436510.tif 000005
【図５】
0004436510.tif 000006
【図６】
0004436510.tif 000007
【図７】
0004436510.tif 000008
【図８】
0004436510.tif 000009
【図９】
0004436510.tif 000010
【図１０】
0004436510.tif 000011
【図１１】
0004436510.tif 000012
【図１２】
0004436510.tif 000013
【図１３】
0004436510.tif 000014
【図１４】
0004436510.tif 000015
【図１５】
0004436510.tif 000016