JP2003094369A - ワークの吸着搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの離脱を安定して行うことができるワ
ークの吸着搬送装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 電子部品３を真空吸着によってピックア
ップして所定位置へ搬送する吸着搬送装置において、電
子部品３に当接して真空吸着する吸着面９ｂに開孔する
吸着孔９ｃと連通する吸引孔８ｂが設けられたノズル本
体部８ａに、吸引孔８ｂに連通して設けられ外部への気
体流動を許容する逆止弁３０を備え、吸着保持した電子
部品３を吸着面９ｂから離脱させるために圧空供給手段
２４によって吸引孔８ｂ内に圧空を供給する際に、逆止
弁３０によって所定割合の圧空を吸引孔８ｂの外部に排
出する。これにより、常に吸着孔９ｃから適正な空気量
を吐出させて真空吸着の解除を安定して行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップなど
のワークを真空吸着によりピックアップして搬送するワ
ークの吸着搬送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程においては、半導
体チップなどのワークをピックアップして所定位置まで
搬送する搬送装置が多用される。この搬送装置において
は、ワークを保持する方法として吸着ノズルによってワ
ークを真空吸着する方法が広く用いられている。そして
ワークを保持した吸着ノズルを所定位置まで移動させた
後に吸着ノズルからワークを離脱させる際には、ワーク
の吸着状態を解除する目的で真空吸引を停止するととも
に、吸着ノズル内に適当な圧力の空気を供給することが
一般に行われる。

【０００３】このため、真空吸着によってワークを搬送
する吸着搬送装置では、同一の吸着ノズルによって真空
吸引と圧空供給とを選択的に行えるよう切り換え機構を
備えている。そして真空吸着を解除する際には、切り換
え機構に備えられた圧空供給用のバルブを所定時間だけ
開放することにより、ワークを離脱させるための適正量
の圧空を吸着ノズル内に供給するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の吸
着搬送装置においては、以下のような理由でワークの真
空吸着を解除してワークの離脱を安定しておこなうこと
が困難であった。一般に、半導体チップなどのワークを
真空吸着するために用いられる吸着ノズルの吸着孔は小
径であるため、真空吸着解除に要する空気量はわずかで
よい。ところが、圧空供給用のバルブの開放時間を制御
することによって空気量を調整する従来の方法では、微
小な空気量の調整を必要な精度で安定して行うことが困
難であった。

【０００５】すなわち微小空気量を得るためにバルブの
開時間を短く設定すると、バルブの動作特性として供給
される空気量がばらつきやすく、このため真空吸着解除
時の挙動が安定しない。たとえば空気量が過小の場合に
は、ワークの離脱が正常に行われずに吸着ノズルに吸着
されたまま次の動作に移行する誤動作が発生し、また空
気量が過大であると、離脱したワークが噴出する空気に
よって吹き飛ばされて位置がずれる移載ミスを発生す
る。このように従来の吸着搬送装置には、真空吸着を解
除する際にワークを安定して離脱させることが困難であ
るという問題点があった。

【０００６】そこで本発明は、ワークの離脱を安定して
行うことができるワークの吸着搬送装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のワークの
吸着搬送装置は、ワークを真空吸着によってピックアッ
プして所定位置へ搬送するワークの吸着搬送装置であっ
て、前記ワークに当接してこのワークを真空吸着する吸
着面を備えこの吸着面に開孔する吸着孔が設けられた吸
着ツールと、前記吸着孔と連通する吸引孔が設けられた
ノズル本体部と、このノズル本体部を移動させるノズル
移動機構と、前記吸引孔を真空吸引手段または圧空供給
手段と選択的に接続させる接続切り換え手段と、前記ノ
ズル本体部に前記吸引孔に連通して設けられ吸引孔内か
ら外部へ向かう方向の気体流動を許容する逆止弁とを備
え、前記吸着面に吸着保持したワークを吸着面から離脱
させるために前記圧空供給手段によって吸引孔内に圧空
を供給する際に、前記逆止弁によって所定割合の圧空を
吸引孔の外部に排出する。

【０００８】請求項２記載のワークの吸着搬送装置は、
請求項１記載のワークの吸着搬送装置であって、前記吸
引孔の孔径は、前記吸着孔の孔径よりも大きい。

【０００９】請求項３記載のワークの吸着搬送装置は、
請求項２記載のワークの吸着搬送装置であって、前記吸
着ツールは、前記ノズル本体部に着脱自在に設けられて
いる。

【００１０】請求項４記載のワークの吸着搬送装置は、
請求項２記載のワークの吸着搬送装置であって、前記吸
着ツールは、前記ノズル本体部と一体に設けられてい
る。

【００１１】本発明によれば、ノズル本体部に設けられ
吸引孔内から外部へ向かう方向の気体の流動を許容する
逆止弁を備え、吸着保持したワークを吸着面から離脱さ
せるために吸引孔内に圧空を供給する際に、逆止弁によ
って所定割合の圧空を吸引孔の外部に排出することによ
り、吸着孔から適正な空気量を吹き出させて、ワークの
離脱を安定して行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子
部品実装装置の正面図、図２は本発明の一実施の形態の
吸着搬送装置の搬送ヘッドの断面図、図３は本発明の一
実施の形態の吸着搬送装置の搬送ヘッドの部分断面図、
図４、図５は本発明の一実施の形態の吸着搬送装置の搬
送ヘッドの断面図である。

【００１３】まず図１を参照して、吸着搬送装置が用い
られた電子部品実装装置の構成について説明する。図１
において、部品供給部１は電子部品３を平面状態で収納
するトレイ２を備えており、電子部品３はバンプ４を上
向きにした姿勢で配列されている。

【００１４】部品供給部１の上方には吸着搬送装置であ
る部品取り出し部５が配設されており、部品取り出し部
５は移動テーブル６によって水平移動する搬送ヘッド７
を備えている。搬送ヘッド７は、ワークである電子部品
３を吸着して保持する吸着ノズル８を備えており、吸着
ノズル８によって電子部品３のバンプ形成面側を吸着し
て保持した搬送ヘッド７が、移動テーブル６によって移
動することにより、電子部品３を部品反転位置Ａまで搬
送する。

【００１５】部品反転位置Ａの下方には、部品保持ステ
ージ１１ａを上下旋回させる旋回機構１１ｂを備えた部
品反転機構１０が配設されている。部品保持ステージ１
１ａは、部品反転位置Ａに位置した搬送ヘッド７の吸着
ノズル８から電子部品３を受け取って保持する。そして
この部品保持ステージ１１ａが旋回機構１１ｂによって
矢印方向に旋回することにより、保持した電子部品３を
バンプ４を下向きにした姿勢に上下反転する。

【００１６】部品反転機構１０の下方には、部品移送部
１２が配設されている。部品移送部１２は移動テーブル
１３によって水平移動する載置ステージ１４を備えてお
り、載置ステージ１４は部品保持ステージ１１ａから、
バンプ４が下向きの姿勢となった電子部品３を受けとっ
て保持する。そしてこの載置ステージ１４は移動テーブ
ル１３によって、部品供給位置Ｂまで移動する。

【００１７】部品移送部１２の側方には、基板２１を保
持した基板保持部２０が配置されており、基板保持部２
０の上方には吸着搬送装置としての部品搭載部１５が配
設されている。部品搭載部１５は、移動テーブル１６に
よって水平移動する搬送ヘッド１７を備えている。搬送
ヘッド１７は、部品取り出し部５の搬送ヘッド７と同様
の構成であり、吸着ノズル８と同様の吸着ノズル１８を
備えている。吸着ノズル１８によって電子部品３のバン
プ形成面の反対側側を吸着して保持した搬送ヘッド１７
が、移動テーブル１６によって基板保持部２０の基板２
１上まで移動することにより、保持した電子部品３を基
板２１間で搬送し、所定の実装位置に搭載する。

【００１８】次に図２を参照して、部品取り出し部５の
吸着ノズル８の構造について説明する。部品搭載部１５
の吸着ノズル１８も同様の構造である。図２において、
搬送ヘッド７の下部に設けられた吸着ノズル８は、円筒
状のノズル本体部８ａの下部に吸着ツール９を保持させ
た構成となっている。ノズル本体部８ａが結合された搬
送ヘッド７は、移動テーブル６によって移動する。した
がって、移動テーブル６はノズル本体部８ａを移動させ
るノズル移動機構となっている。

【００１９】吸着ツール９は電子部品３に当接して真空
吸着する吸着面９ｂを備え、吸着面９ｂには上下に貫通
して設けられた吸着孔９ｃが開孔している。吸着ツール
９の上部は、ノズル本体部８ａの内部に設けられた吸引
孔８ｂ内に嵌合する円柱状の装着部９ａとなっており、
装着部９ａを吸引孔８ｂ内に挿入することにより、吸着
ツール９はボールプランジャ２５によってノズル本体部
８ａに着脱自在に保持される。そして吸着ツール９をノ
ズル本体部８ａに装着した状態では、吸着孔９ｃは、吸
引孔８ｂに連通する。ここで、吸引孔８ｂの孔径Ｄは吸
着孔９ｃの孔径ｄよりも大きくなっている。

【００２０】吸引孔８ｂは搬送ヘッド７の内部孔を介し
て切り換えバルブ２２に接続されており、切り換えバル
ブ２２は真空吸引手段２３および圧空供給手段２４に接
続されている。切り換えバルブ２２を切り換え操作する
ことにより、吸引孔８ｂを真空吸引手段２３または圧空
供給手段２４と選択的に接続することができる。したが
って切り換えバルブ２２は、吸引孔８ｂを真空吸引手段
２３または圧空供給手段２４と選択的に接続させる接続
切り換え手段となっている。

【００２１】圧空供給手段２４は、エア源から供給され
る圧空の圧力を調整するレギュレータおよび圧力が調節
された圧空を吸引孔８ｂに供給する回路を断接する電磁
開閉バルブを備えており、レギュレータの設定圧力と電
磁開閉バルブの開時間を調整することにより、吸引孔８
ｂ内に供給される空気の圧力および供給時間を任意に設
定できるようになっている。そしてこの設定により、吸
引孔８ｂ内に供給される空気量が調節される。

【００２２】ノズル本体部８ａには、吸引孔８ｂに連通
した逆止弁３０が、吸引孔８ｂ内から外部への気体流動
を許容する方向で取り付けられている。図３を参照し
て、逆止弁３０の構造および動作を説明する。図３に示
すように、逆止弁３０は円筒形状の外筒部３１内に、軸
方向（矢印ａ方向）にスライド可能な弁体３２を装着し
た構成となっている。

【００２３】弁体３２の頭部に装着されたシール部３４
がスプリング３６の付勢力によって外筒部３１の内部に
設けられた弁座部３３に押圧されることにより、外部か
ら吸引孔８ｂ内へ向かう方向の空気の流動が遮断され
る。したがって、図３（ａ）に示すように、切り換えバ
ルブ２２の操作によって吸引孔８ｂが真空吸引手段２３
と接続されている状態では、逆止弁３０は閉状態にあ
り、吸引孔８ｂ内を真空吸引する際の真空リークは生じ
ない。

【００２４】図３（ｂ）に示すように、切り換えバルブ
２２の操作により圧空供給手段２４が吸引孔８ｂと接続
され、吸引孔８ｂ内に正圧が付与されている状態では、
吸引孔８ｂ内の圧力がスプリング３６の付勢力によって
規定されるクラッキング圧力に到達することにより、弁
体３２はこの圧力によって付勢力に抗して外側へスライ
ドし、シール部３４は弁座部３３から離れる。これによ
り、吸引孔８ｂ内の空気は弁座孔３３ａおよび弁体３２
に設けられた開口部３５を介して外部に流出する。

【００２５】次に吸着ノズル８における逆止弁３０の機
能について、図４を参照して説明する。図４は、吸引孔
８ｂ内を真空吸引することにより吸着面９ｂに電子部品
３を吸着保持した吸着ノズル８が搬送位置まで移動した
のちに、電子部品３を吸着面９ｂから離脱させる際の正
圧付与動作を示している。この正圧付与動作時には、圧
空供給手段２４から切り換えバルブ２２を介して吸引孔
８ｂ内に所定量の圧空が供給される。

【００２６】このとき、吸着孔９ｃの孔径ｄは吸引孔８
ｂの孔径Ｄよりも小さく、吸着孔９ｃ内への空気の流路
が絞られた形となっていることから、吸引孔８ｂ内の空
気はより流れやすい流路へ移動しようとする。これによ
り吸引孔８ｂ内に供給された全体の空気量のうち、所定
割合の空気量は逆止弁３０を介して吸引孔８ｂの外部に
排出される。したがって、全体の空気量のうち一部のみ
が吸着孔９ｃから吸着面９ｂに吹き出し、過大な空気量
が吐出されることがない。これにより、電子部品３を離
脱させるに際して、電子部品が吹き飛ばされることによ
る位置ずれや姿勢不良が生じない。

【００２７】従来の吸着搬送装置においては、真空吸着
解除用の空気量は、圧空供給用のバルブ開時間を制御す
ることのみによって行われており、バルブ動作特性の制
約から、微小な空気量の調整を必要な精度で安定して行
うことが困難であった。これに対し、上記実施の形態に
示す吸着搬送装置の吸着ノズル８においては、圧空供給
手段２４から供給される空気量の大部分が吸着孔９ｃの
直前に位置する逆止弁３０によって外部に排出されるこ
とから、吸着孔９ｃから微小空気量のみを吹き出させる
場合においても、圧空供給手段２４の供給空気量を大き
く設定することができる。

【００２８】したがって、圧空供給手段２４の電磁開閉
バルブの開時間を、動作特性上安定な動作が保証される
余裕のある時間に設定することができ、常に安定した空
気量を吸着ノズル８に対して供給することができる。こ
れにより、真空吸着を解除して電子部品３を離脱させる
際には、常に適正空気量が吸着孔９ｃから吹き出され、
電子部品３の離脱を安定しておこなうことができる。

【００２９】なお上記例では、吸着ツール９をノズル本
体部８ａに着脱自在に構成しているが、もちろん図５に
示すようにノズル本体部８’ａの下部（先端部）に電子
部品３と当接して吸着保持する吸着面８’ｃを直接設
け、吸着面８’ｃに開孔する吸着孔８’ｄを吸引孔８’
ｂと連通して設けてもよい。この場合においても、吸引
孔８’ｂの孔径Ｄは、吸着孔８’ｄの孔径ｄよりも大き
く設定される。この例では、吸着ツールをノズル本体部
８’ａと一体に設けた構成となっている。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、ノズル本体部に設けら
れ吸引孔内から外部へ向かう方向の気体の流動を許容す
る逆止弁を備え、吸着保持したワークを吸着面から離脱
させるために吸引孔内に圧空を供給する際に、逆止弁に
よって所定割合の圧空を吸引孔の外部に排出するように
したので、吸着孔から適正な空気量を吹き出させワーク
の離脱を安定して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の正
面図

【図２】本発明の一実施の形態の吸着搬送装置の搬送ヘ
ッドの断面図

【図３】本発明の一実施の形態の吸着搬送装置の搬送ヘ
ッドの部分断面図

【図４】本発明の一実施の形態の吸着搬送装置の搬送ヘ
ッドの断面図

【図５】本発明の一実施の形態の吸着搬送装置の搬送ヘ
ッドの断面図

【符号の説明】

３ 電子部品 ５ 部品取り出し部 ７ 搬送ヘッド ８、１８ 吸着ノズル ８ａ ノズル本体部 ８ｂ 吸引孔 ９ 吸着ツール ９ｃ 吸着孔 ２２ 切り換えバルブ ２３ 真空吸引手段 ２４ 圧空供給手段 ３０ 逆止弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークを真空吸着によってピックアップし
   て所定位置へ搬送するワークの吸着搬送装置であって、
   前記ワークに当接してこのワークを真空吸着する吸着面
   を備えこの吸着面に開孔する吸着孔が設けられた吸着ツ
   ールと、前記吸着孔と連通する吸引孔が設けられたノズ
   ル本体部と、このノズル本体部を移動させるノズル移動
   機構と、前記吸引孔を真空吸引手段または圧空供給手段
   と選択的に接続させる接続切り換え手段と、前記ノズル
   本体部に前記吸引孔に連通して設けられ吸引孔内から外
   部へ向かう方向の気体流動を許容する逆止弁とを備え、
   前記吸着面に吸着保持したワークを吸着面から離脱させ
   るために前記圧空供給手段によって吸引孔内に圧空を供
   給する際に、前記逆止弁によって所定割合の圧空を吸引
   孔の外部に排出することを特徴とするワークの吸着搬送
   装置。
2. 【請求項２】前記吸引孔の孔径は、前記吸着孔の孔径よ
   りも大きいことを特徴とする請求項１記載のワークの吸
   着搬送装置。
3. 【請求項３】前記吸着ツールは、前記ノズル本体部に着
   脱自在に設けられていることを特徴とする請求項２記載
   のワークの吸着搬送装置。
4. 【請求項４】前記吸着ツールは、前記ノズル本体部と一
   体に設けられていることを特徴とする請求項２記載のワ
   ークの吸着搬送装置。