(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハシート上の部品を押上部材により押し上げるとともにノズルでピックアップする電子部品搭載装置において、
ウェハシートの下面に当接可能な上面を有し、前記押上部材を上下変位可能に備える複数のエジェクタと、前記複数のエジェクタにそれぞれ設けられ、前記エジェクタの外部から付与される変位を前記押上部材の上下変位として伝達する変位伝達機構と、前記複数のエジェクタから選択した任意のエジェクタを所定の作業位置に位置させるエジェクタ選択手段と、前記所定の作業位置に位置するエジェクタをその上面が前記ウェハシートの下面に当接する作業高さに上昇させる１つのエジェクタ昇降手段と、前記作業高さに上昇したエジェクタの前記変位伝達機構に所定の変位を付与する１つのエジェクタ駆動手段と、前記複数のエジェクタをそれぞれ上下移動可能に横方向に並べて装着する移動部材を備え、前記エジェクタ選択手段が、前記移動部材を横方向へ移動させることにより前記複数のエジェクタから選択した任意のエジェクタを前記所定の作業位置に位置させる移動部材移動機構であることを特徴とする電子部品搭載装置。
【請求項２】
前記変位伝達機構が、前記エジェクタの外部から付与される変位を受ける力点と前記押上部材に上方への変位を授ける作用点を有する略Ｌ字形状のてこ部材を備え、前記エジェクタ駆動手段は前記力点を横方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載の電子部品搭載装置。
【請求項３】
前記ノズルの移動方向と直交する方向に前記複数のエジェクタを並べたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハシート上の部品を押上部材により押し上げるとともにノズルでピックアップする電子部品搭載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイボンディング装置やフリップ部品ボンディング装置等の電子部品搭載装置においてウェハシートの上面に配列された部品をピックアップする際には、移送ヘッドに備えられたノズルにより部品の上面を吸着するとともにエジェクタに内蔵されたピン等の押上部材によりウェハシートの下面側から部品を押し上げることでウェハシートに貼着された部品の剥離を容易にしている。ダイボンディング装置で扱う部品は多種多様なものがあるので、部品の種類に応じてノズルを交換するだけでなく、エジェクタについても部品の種類に応じてピンを配置したものに交換する必要がある。このエジェクタの交換について、予め種類の異なる複数のエジェクタをウェハシートの下面側に配置しておき、部品の種類の変更に応じて即時に交換できるようにした装置がある（特許文献１、２、３参照）。
【特許文献１】特開昭６２−２３８６３８号公報
【特許文献２】特開平１−２９１４３１号公報
【特許文献３】特開平２−４０９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された装置は、複数のエジェクタを水平円盤上に環状に設置し、円盤を回転することで任意のエジェクタをウェハシートの下方に配置するように構成されている。また特許文献２に記載された装置は、複数のエジェクタを直立させた円盤に放射線状に設置し、円盤を回転することで任意のエジェクタをウェハシートの下方に直立させるように構成されている。さらに特許文献３に記載された装置は、複数のエジェクタをスライダ上に並列して配置し、任意のエジェクタをウェハシートの下方の突き上げ位置に選択的に移動させるように構成されている。
【０００４】
しかし、これらの装置では、エジェクタの上面からピンを突出させるための機構が各エジェクタにそれぞれ備えられているため、所要スペースが大きくなり、限られたスペースに多数のエジェクタを配置することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、限られたスペースにより多くのエジェクタを配置した電子部品搭載装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の電子部品搭載装置は、ウェハシート上の部品を押上部材により押し上げるとともにノズルでピックアップする電子部品搭載装置において、ウェハシートの下面に当接可能な上面を有し、前記押上部材を上下変位可能に備える複数のエジェクタと、前記複数のエジェクタにそれぞれ設けられ、前記エジェクタの外部から付与される変位を前記押上部材の上下変位として伝達する変位伝達機構と、前記複数のエジェクタから選択した任意のエジェクタを所定の作業位置に位置させるエジェクタ選択手段と、前記所定の作業位置に位置するエジェクタをその上面が前記ウェハシートの下面に当接する作業高さに上昇させる１つのエジェクタ昇降手段と、前記作業高さに上昇したエジェクタの前記変位伝達機構に所定の変位を付与する１つのエジェクタ駆動手段と、前記複数のエジェクタをそれぞれ上下移動可能に横方向に並べて装着する移動部材を備え、前記エジェクタ選択手段が、前記移動部材を横方向へ移動させることにより前記複数のエジェクタから選択した任意のエジェクタを前記所定の作業位置に位置させる移動部材移動機構である。
【０００８】
請求項２に記載の電子部品搭載装置は請求項１に記載の電子部品搭載装置であって、前記変位伝達機構が、前記エジェクタの外部から付与される変位を受ける力点と前記押上部材に上方への変位を授ける作用点を有する略Ｌ字形状のてこ部材を備え、前記エジェクタ駆動手段は前記力点を横方向に変位させる。
【０００９】
請求項３に記載の電子部品搭載装置は請求項１又は２に記載の電子部品搭載装置であって、前記ノズルの移動方向と直交する方向に前記複数のエジェクタを並べた。
【発明の効果】
【００１０】
複数のエジェクタに独立した部品押し上げ動作を実行させるための手段を各エジェクタで共用しているので、構成部品を減らすことができ、限られたスペースにより多くのエジェクタを配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の電子部品搭載装置を示す斜視図であり、図２は本発明の実施の形態の部品押上機構を示す斜視図であり、図３は本発明の実施の形態の部品押上機構を示す平面図であり、図４および図６は本発明の実施の形態の部品押上機構を示す側面図であり、図５は本発明の実施の形態のエジェクタを示す斜視図である。
【００１２】
最初に本発明の実施の形態における電子部品搭載装置について図１を参照して説明する。電子部品搭載装置１は、部品供給ユニット２と、部品移載ユニット３と、部品中継ユニット４と、ペースト供給ユニット５と、基板保持ユニット６と、Ｙ軸ユニット７と、Ｘ軸作業ユニット８と、カメラユニット９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）で構成されている。
【００１３】
Ｙ軸ユニット７は１つの固定子７ａと２つの移動子７ｂを備えたリニアモータで構成され、これらの移動子７ｂは固定子７ａに水平に取り付けられたガイドレール７ｃに沿ってそれぞれ独立して水平移動可能である。部品移載ユニット３とペースト供給ユニット５はそれぞれ移動子７ｂの側面に取り付けられており、リニアモータの駆動によって水平移動可能である。なお本実施の形態の説明では、垂直方向をＺ方向、移動子７ｂの移動方向をＹ方向、水平面においてＹ方向と直交する方向をＸ方向とする。
【００１４】
基板保持ユニット６は水平移動可能な基板ステージ１０を備え、基板ステージ１０上に基板１１を水平姿勢で保持する。ペースト供給ユニット５は部品接着用のペーストを収納したシリンジ１３を備え、シリンジ１３の下端に設けられたノズル１４から吐出したペーストを基板１１上の複数の部品搭載箇所１２に塗布する。部品移載ユニット３は部品搭載ヘッド１５を備え、部品搭載ヘッド１５の下端に設けられたノズル１６に吸着保持した部品をペーストが塗布された部品搭載箇所１２に搭載する。ペーストの塗布と部品の搭載は、基板保持ユニット６とＹ軸ユニット７の駆動によりノズル１４、１６と部品搭載箇所１２を所定の作業位置に位置決めして行う。
【００１５】
Ｘ軸作業ユニット８は送りねじ機構で構成され、Ｙ軸ユニット７の移動方向と直交する方向に移動テーブル１７を水平移動させる。移動テーブル１７の上部は、部品中継台１８と部品回収容器１９と第４カメラ９ｄが配設された部品中継ユニット４を構成している。
【００１６】
部品供給ユニット２は、半導体ウェハから分割された複数の部品を上面に貼着したウェハシート２０を水平移動させるシート保持部２１と、ウェハシート２０の上方から部品を吸着保持するノズル２２を備えたノズルユニット２３と、ウェハシート２０の下方から任意の部品を押し上げてノズル２２に受け渡す部品押上機構２４で構成されている。ノズルユニット２３は、アーム２５の先端に取り付けられたノズル２２を鉛直方向および水平方向に移動させてウェハシート２０から部品をピックアップし、部品中継台１８に移送する。
【００１７】
カメラユニット９は、ウェハシート２０上の部品を上方から撮像する第１カメラ９ａと、部品中継台１８上の部品を上方から撮像する第２カメラ９ｂと、基板１１上の位置認識マーク１１ａを上方から撮像する第３カメラ９ｃと、ノズル１６に吸着保持された部品を下方から撮像する第４カメラ９ｄで構成されている。各カメラで撮像された部品の画像データは図示しない画像解析部によって画像解析され、部品の位置確認や外観検査が行われる。
【００１８】
このように構成される電子部品搭載装置１における部品搭載動作は、次に示すペースト供給動作と部品搭載動作の２系統の動作によって行われる。ペースト供給動作については、先ず第３カメラ９ｃが基板１１の位置認識マーク１１ａを撮像し、撮像データに基づいて基板１１の位置を認識し、基板１１上の部品搭載箇所１２を作業位置に位置決めするとともにペースト供給ユニット５を作業位置に位置決めし、ノズル１４から吐出したペーストを部品搭載箇所１２に塗布する。部品搭載動作については、先ず第１カメラ９ａがウェハシート２０上の複数の部品のうちピックアップ対象部品を撮像し、画像解析による位置認識結果に基づいてピックアップ対象部品をピックアップ位置に位置決めする。ピックアップ位置に位置決めされた部品はノズル２２によってピックアップされ、部品中継台１８に移載される。この部品を第２カメラ９ｂによって上方から撮像し、画像解析結果に基づいて部品の位置認識と外観検査を行う。欠けや割れ等の不具合が発見された部品はノズル１６によって移送され、部品回収容器１９に破棄される。部品が良品である場合にはノズル１６で吸着保持し、ペーストが塗布された部品搭載箇所１２に搭載する。
【００１９】
なお、部品中継台１８で不具合が発見された部品を部品回収容器１９に破棄するノズルは部品移載ユニット３に設けられたノズル１６に限らず、部品供給ユニット２に設けられたノズル２２でもよい。また、部品の位置認識や外観検査は部品中継台１８に移載されたものに限らず、ノズル１６に吸着保持された部品に対して行ってもよい。この場合はノズル１６に吸着保持された部品を第４カメラ９ｄによって下方から撮像する。
【００２０】
次に本発明の実施の形態の部品押上機構について図２乃至図６を参照して説明する。図２において、部品押上機構２４は、押上部材を上下方向（鉛直方向）に変位可能に内蔵した複数のエジェクタ３１と、複数のエジェクタ３１を上下方向に移動可能に横方向に並べて装着するプレート３２と、プレート３２を横方向（水平方向）に移動させることで複数のエジェクタ３１から選択した任意のエジェクタ３１を所定の作業位置に位置させるプレート移動機構３４と、所定の作業位置に位置する任意のエジェクタ３１をその上面３１ａがウェハシート２０の下面に当接する作業高さに上昇させるエジェクタ昇降機構３５と、作業位置に上昇したエジェクタ３１に内蔵された押上部材を上面３１ａから突出させるエジェクタ駆動機構３６と、これらを所定の位置に配置する筐体３７で構成されている。
【００２１】
図３および図４において、プレート３２の表面には垂直方向に延びるガイド３２ａがＸ方向に等間隔で設けられており、各エジェクタ３１の裏面に部材３８を介して取り付けられたスライダ３９がこれらのガイド３２ａに上下方向に摺動自在に装着されている。プレート３２の裏面に設けられた部材３２ｂは、プレート３３に設けられた横長のスリット３３ａに挿通され、プレート３３の裏面に設けられた送りねじ３４ａに螺合するナット３４
ｂと部材３２ｃを介して連結されている。部材３２ｃにはプレート３３の裏面に設けられたガイド３３ｂに横方向に摺動自在なスライダ３２ｄが設けられている。複数のエジェクタ３１は互いに近接した状態でプレート３２に並んで装着されており、この並び方向は図１に示すピックアップ用のノズル２２の移動方向であるＹ方向と直交するＸ方向である。モータ３４ｃは送りねじ３４ａを回転駆動させる駆動手段である。モータ３４ｃの駆動によりプレート３２はガイド３３ｂに沿って横方向、すなわち複数のエジェクタ３１の並び方向に移動する。プレート３２の下端にはストッパ部材４０が設けられており、ガイド３２ａに沿って上下に移動する部材３８の下端と干渉することで、全ての部材３８の移動下限が同じ高さになるように規制している。
【００２２】
部材３８の下端は表面側に屈曲された被係合部３８ａを形成している。被係合部３８ａはエジェクタ昇降機構３５に設けられた係合部３５ａと上下方向に係合する。エジェクタ昇降機構３５はロッド３５ｂを上下に伸縮させることで、ロッド３５ｂの上端に取り付けられた係合部３５ａを上下方向に移動させる。エジェクタ昇降機構３５は、係合部３５ａを被係合部３８ａと係合させた状態で上下方向に移動させることで部材３８の上部に取り付けられたエジェクタ３１を昇降させる。
【００２３】
複数のエジェクタ３１から選択した任意のエジェクタ３１を昇降させるときには、プレート３２を横方向に移動させることで任意のエジェクタ３１を所定の作業位置に位置させる。被係合部３８ａは係合部３５ａと上下方向においてのみ係合し、横方向においては係合することなく変位可能であるので、プレート３２の移動に伴って各部材３８の被係合部３８ａは係合部３５ａに対して横方向に変位し、任意のエジェクタ３１を所定の作業位置に位置させると、そのエジェクタ３１を装着した部材３８の被係合部３８ａが係合部３５ａと上下方向において係合する位置関係となる。モータ３４ｃの駆動により横方向に移動するプレート３２は、複数のエジェクタ３１をそれぞれ上下移動可能に横方向に並べて配置した移動部材であり、モータ３４ｃ、送りねじ３４ａ、ナット３４ｂ、部材３２ｂ、３２ｃで構成された移動部材移動機構がエジェクタ選択手段として機能し、複数のエジェクタ３１から選択した任意のエジェクタ３１を所定の作業位置に位置させる。
【００２４】
図４および図５において、エジェクタ３１は、部材３８の上部に取り付けられた本体部と本体部に回動可能に取り付けられたてこ部材４１で構成されている。本体部は、上方に設けられた円筒部材４２と下方に設けられた立方部材４３で構成されている。本体部には複数のピン４４が上下方向（鉛直方向）に変位可能に内蔵されており、上面３１ａに形成された開口４２ａからピン４４の先端をエジェクタ３１の上方に向けて突出させることができるように構成されている。また、円筒部材４２の内部は図示しない吸引装置に接続されており、開口４２ａで下面側から吸引したウェハシート２０を上面３１ａに保持することができるようになっている。
【００２５】
立方部材４３の下端にはピン４４とつながる可動部材４５が上下方向に移動可能に設けられており、外力により可動部材４５を上方に移動させるとピン４４が上方に変位し、先端がエジェクタ３１から突出する。可動部材４５は外力が作用しない限りピン４４の重量と自重により垂下し、ピン４４はエジェクタ３１内に収まった状態を維持する。
【００２６】
てこ部材４１は略Ｌ字形状の可動部材であり、立方部材４３の下端に取り付けられた固定部材４６に支軸４７で回動可能に軸支されている。支軸４７によって軸支された重心部を挟んだ両端に回転自在のローラ４８、４９が設けられており、一方のローラ４８は可動部材４５を介してピン４４に上下方向の変位を授ける作用点を構成し、他方のローラ４９は外部から付与される横方向の変位を受ける力点を構成する。てこ部材４１は、エジェクタ３１の外部から付与される横方向の変位をピン４４の上下変位として伝達する変位伝達機構として機能する。
【００２７】
図３、図４および図６においてエジェクタ駆動機構３６は、接触子５０の水平移動によりてこ部材４１のローラ４９に横方向の変位を付与する装置である。接触子５０は下部に取り付けられたスライダ５１を部材５２の上部に固定されたＸ方向に延びるガイド５３に係合させている。部材５２は下部に取り付けられたスライダ５４を筐体３７に固定されたＹ方向に延びるガイド５５に係合させている。これにより接触子５０はガイド５３に沿ってＸ方向に水平移動可能であるとともにガイド５５に沿ってＹ方向に水平移動可能である。部材５２の上部に取り付けられたアクチュエータ５６は接触子５０にＸ方向への変位を付与する。部材５２には部材５７を介してローラ５８が所定の高さに取り付けられている。ローラ５８にはエジェクタ３１と反対側からカム円盤５９が接触している。カム円盤５９は偏心した位置にモータ６０の回転軸６１が取り付けられている。部材５２はバネ６２によってエジェクタ３１と離反する方向に付勢されている。このバネ６２の付勢力によってローラ５８はその外周面をカム円盤５９の外周面に押接させた状態となっている。
【００２８】
カム円盤５９は回転角によってローラ５８と接する外周面と回転軸６１との距離が変化するので、回転運動によって接触子５０にＹ方向への変位を付与することができる。エジェクタ３１に駆動力を伝達する必要がないときには、図４に示すようにローラ５８が回転軸６１に最も近接する位置、すなわちエジェクタ３１から最も離れた位置に接触子５０を変位させておく。この回転角からカム円盤５９を回転させるとローラ５８と接する外周面と回転軸６１との距離が漸増し、接触子５０がエジェクタ３１に近接していく。接触子５０はエジェクタ３１をその上面がウェハシート２０の下面に当接する作業位置まで上昇させたときのローラ４９と同じ高さになるように配置されているので、エジェクタ３１に近接した接触子５０はその先端でローラ４９に横方向の変位を付与する。
【００２９】
力点となるローラ４９に横方向の変位を受けたてこ部材４１は支軸４７を中心に回動し、作用点となるローラ４８が上方に変位する。これによりピン４４が上方に変位し、エジェクタ３１の上面から突出してウェハシート２０を突き破り、部品Ｐをウェハシート２０の上面から剥離して押し上げる。押し上げられた部品Ｐはノズルによってピックアップされる。その後カム円盤５９をさらに回転させ、接触子５０をエジェクタ３１から最も離れた位置に変位させると、ピン４４はエジェクタ３１内に収まり、部品押し上げ動作を終了する。
【００３０】
図５において、てこ部材４１は１つのエジェクタ３１に２つ設けられている。これは突出させるピン４４のパターンが１つのエジェクタ３１に対して２パターン用意されているためであり、一方のてこ部材４１を作動させるとエジェクタ上面３１ａの中央に位置する１本のピン４４のみが突出し、他方のてこ部材４１を作動させると周囲の４本のピン４４が突出する。比較的大きな部品であれば４本のピン４４が突出するパターンを選択し、比較的小さな部品であれば中央のピン４４のみが突出するパターンを選択することになる。図２に示すアクチュエータ５６によって接触子５０を何れかのてこ部材４１のローラ４９と対向する位置に移動させることで任意のパターンを選択することができる。
【００３１】
このように部品押上機構２４は、１つのエジェクタ昇降機構３５と１つのエジェクタ駆動機構３６によって複数のエジェクタ３１のそれぞれに部品の押上動作を実行させることができるように構成されている。また、エジェクタ駆動機構３６はピン４４の変位方向である上下方向に変位を付与するのではなく、横方向に変位を付与し、各エジェクタ３１に配置されたてこ部材４１によって横方向の変位をピン４４の上下変位に伝達するように構成されている。このように複数のエジェクタ３１が１つのエジェクタ昇降機構３５と１つのエジェクタ駆動機構３６を共用することで、部品押上機構２４を構成する機構系の要素数を減らすことができる。
【００３２】
また、エジェクタ３１自体にピン４４を上下変位させるための駆動機構を付加する必要がないのでエジェクタ３１をより近接させて配置することができる。さらに、エジェクタ駆動機構３６から付与された変位の方向を変化させてピン４４に伝達する伝達機構を用いることで、筐体３７内でのエジェクタ昇降機構３５とエジェクタ駆動機構３６の配置の自由度が高まる。結果として本発明の実施の形態の部品押上機構２４によれば、電子部品搭載装置１の部品供給ユニット２用のスペースとして与えられたスペースにより多くのエジェクタ３１を効率的に配置することが可能になる。従って、より多くの部品の種類に対応することができるように予め多数のエジェクタを配置しておくことが可能であるので、必要なエジェクタを装着するために電子部品搭載装置の稼動を一時停止する頻度は大幅に減少し、これにより生産効率の向上が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、ウェハシートに貼り付けられた部品を扱う実装分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態の電子部品搭載装置を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態の部品押上機構を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態の部品押上機構を示す平面図
【図４】本発明の実施の形態の部品押上機構を示す側面図
【図５】本発明の実施の形態のエジェクタを示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態の部品押上機構を示す側面図
【符号の説明】
【００３５】
１  電子部品搭載装置
２０  ウェハシート
２２  ノズル
２４  部品押上機構
３１  エジェクタ
３２  プレート
３４  プレート移動機構
３５  エジェクタ昇降機構
３６  エジェクタ駆動機構
４１  てこ部材
４４  ピン
４８、４９  ローラ
【図１】
0004952596.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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