JP2020043153A - Electronic component transfer device and electronic component transfer method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子部品搬送装置及び電子部品搬送方法、特に半導体チップ等の電子部品をノズルに吸着して搬送する搬送装置及び搬送方法に関する。 The present invention relates to an electronic component transport apparatus and an electronic component transport method, and more particularly to a transport apparatus and a transport method for attracting and transporting electronic components such as semiconductor chips by nozzles.
従来の電子部品等の製造では、半導体チップ等の電子部品をノズルに吸着して搬送することが行われる。 2. Description of the Related Art In the manufacture of conventional electronic components and the like, electronic components such as semiconductor chips are suctioned to nozzles and transported.
図5に、例えばエンボステーピング装置での電子部品の搬送が示されており、図5のピックアップノズル1と搬送ノズル2は、バキュームポンプ(吸引装置)に接続される。図5(A)のように、ピックアップノズル1は、ダイシング済のウェハー3から個片化された電子部品(例えば半導体チップ)4を先端に吸着してピックアップすると、図5(B)のように、下向きから上向きに反転した後、電子部品4は上方から下降した搬送ノズル2に受け渡される。
そして、図5(C)のように、搬送ノズル2に吸着保持された電子部品4は、エンボスキャリアテープのポケット5まで搬送され、その中に挿入される。
FIG. 5 shows, for example, the transport of electronic components by an emboss taping device. The
Then, as shown in FIG. 5C, the
ところで、従来の電子部品搬送において、図5(B)のように、ピックアップノズル1に保持した電子部品4を搬送ノズル2に受け渡しする際に、搬送ノズル2が下降する移動量(下降の高さ)が適切に設定される必要がある。
By the way, in the conventional electronic component transport, as shown in FIG. 5B, when the
例えば、図6(A)に示されるように、搬送ノズル2の下降の移動量が適切な量より大きい場合は電子部品4が破損したり、電子部品4にダメージを与えたりし、図6(B)に示されるように、搬送ノズル2の下降の移動量が小さい場合は電子部品4が落下したりして受け渡しミスが発生するという問題があった。
For example, as shown in FIG. 6A, when the moving amount of the downward movement of the
一方、従来の電子部品搬送での搬送ノズル2の下降の高さは、予め計測により決定されており、例えばバキュームポンプ側に吸引量を検知するバキュームセンサーを設け、受け渡し時にこのバキュームセンサーで所定の吸引力(吸着に必要な力)が検知される位置に設定される。
On the other hand, the height of the lowering of the
図7には、ノズル下降の高さの自動調整方法の様子が示されており、この自動調整方法は、搬送ノズル2を1パルスずつ下降させて、バキュームセンサーが所定の吸引力を検知(ON)したときに、下降の高さを自動的に確定するようになっている。
FIG. 7 shows a state of an automatic adjusting method of the nozzle descent height. In this automatic adjusting method, the conveying
また、その他には、ノズル下降の高さを拡大鏡等を用いて目視の確認で決めたり、受け渡し時に電子部品に掛かる荷重をノズルにより検知して決めたりすることが行われる。 In addition, the height of the nozzle descent is determined by visual confirmation using a magnifying glass or the like, or the load applied to the electronic component at the time of delivery is detected and determined by the nozzle.
しかしながら、上記の下降の高さの決定方法では、搬送する電子部品4の厚みのバラツキやノズル1,2の摩耗に追従することができず、下降の高さの調整を頻繁にする必要が生じる。しかも、この調整には時間がかかるという問題がある。
However, the above-described method of determining the descending height cannot follow variations in the thickness of the
また、図7で説明したような、ノズル2を1パルスずつ下降させる自動調整を電子部品2の搬送毎に行うことも可能であるが、この自動調整には、1電子部品の搬送につき数秒〜数十秒かかるため、装置の能力、生産能力が低下することになる。
Further, the automatic adjustment for lowering the
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子部品の厚みのバラツキやノズルの摩耗に追従した適切な移動量でノズルを移動させて電子部品を吸着することができ、また電子部品に対するノズルの適切なノズル−部品間距離を短時間に測定して高い生産能力を実現する電子部品搬送装置及び電子部品搬送方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to adsorb an electronic component by moving a nozzle by an appropriate movement amount that follows variations in the thickness of the electronic component and wear of the nozzle. It is another object of the present invention to provide an electronic component transport apparatus and an electronic component transport method which realize a high production capacity by measuring an appropriate nozzle-component distance of a nozzle with respect to an electronic component in a short time.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、電子部品をノズルに吸着して搬送する電子部品搬送装置において、上記ノズル及び電子部品を側面方向から撮影するカメラと、このカメラで得られた画像に基づき上記ノズルの先端から上記電子部品の吸着部までのノズル−部品間距離を測定する計測部と、この計測部で測定されたノズル−部品間距離に基づいて上記ノズルの移動量を制御する制御部と、を設けたことを特徴とする。
請求項2の発明に係る電子部品搬送装置は、上記計測部では、上記電子部品の1搬送毎又は複数搬送毎に上記ノズル−部品間距離を測定し、上記制御部では1搬送毎又は複数搬送毎に得られたノズル−部品間距離にて上記ノズルの移動量を調整することを特徴とする。
請求項3の発明に係る電子部品搬送装置は、上記計測部では、上記カメラで得られた画像の上記電子部品の面積を測定し、上記制御部では上記電子部品の面積が最小となるように上記電子部品又はカメラの位置を調整することを特徴とする。
請求項4の発明に係る電子部品搬送装置は、上記カメラによる撮影時に上記ノズル及び電子部品を照らす照明装置を設け、上記計測部では、撮影された画像の上記ノズル若しくは電子部品のエッジ強度又は上記ノズル若しくは電子部品と背景のコントラストを測定し、上記コントラスト又はエッジ強度が所定の状態になるように上記照明装置の照度を調整することを特徴とする。
請求項5の発明に係る電子部品搬送装置は、上記カメラで撮影した二値化した画像により、上記計測部でノズル−部品間距離の測定を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of
In the electronic component transport device according to the invention of
In the electronic component transport device according to the third aspect of the present invention, the measuring unit measures an area of the electronic component in an image obtained by the camera, and the control unit minimizes an area of the electronic component. The position of the electronic component or the camera is adjusted.
The electronic component transporting device according to a fourth aspect of the present invention is provided with an illuminating device that illuminates the nozzle and the electronic component when the image is captured by the camera. The contrast of the nozzle or the electronic component and the background is measured, and the illuminance of the illuminating device is adjusted so that the contrast or the edge strength is in a predetermined state.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the electronic component transport device, wherein the measurement unit measures the distance between the nozzle and the component based on the binarized image captured by the camera.
請求項6の発明は、電子部品をノズルに吸着して搬送する電子部品搬送方法において、カメラで上記ノズル及び電子部品を側面方向から撮影し、撮影された画像に基づき上記ノズルの先端から上記電子部品の吸着部までのノズル−部品間距離を上記電子部品の1搬送毎又は複数搬送毎に測定し、測定されたノズル−部品間距離に基づいて上記ノズルの移動量を制御することを特徴とする。
請求項7の発明に係る電子部品搬送方法は、上記カメラで得られた画像の上記電子部品の面積を測定し、この面積が最小となるように上記電子部品又はカメラの位置を調整した後、上記ノズル−部品間距離を測定することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the electronic component transporting method for transporting an electronic component by attracting the nozzle to the nozzle, the camera captures the nozzle and the electronic component from a lateral direction, and the electronic component is moved from the tip of the nozzle based on the captured image. The distance between the nozzle and the component to the suction part of the component is measured for each one or a plurality of conveyances of the electronic component, and the amount of movement of the nozzle is controlled based on the measured distance between the nozzle and the component. I do.
The electronic component transport method according to
上記の構成によれば、カメラ画像に基づきノズルの先端から電子部品の吸着部までのノズル−部品間距離が測定され、このノズル−部品間距離に基づいてノズルの移動量が制御されるので、ノズルによる電子部品の吸着・保持が短時間かつ簡単に行われる。
しかも、このノズル−部品間距離の測定を立上げ時だけでなく、電子部品の1搬送毎又は複数搬送毎に行うことで、より正確なノズル動作が可能となる。
According to the above configuration, the distance between the nozzle and the component from the tip of the nozzle to the suction part of the electronic component is measured based on the camera image, and the amount of movement of the nozzle is controlled based on the distance between the nozzle and the component. Suction and holding of the electronic component by the nozzle can be performed easily in a short time.
In addition, by performing the measurement of the distance between the nozzle and the component not only at the time of startup, but also for each one or a plurality of conveyances of the electronic component, a more accurate nozzle operation can be performed.
また、立ち上げ時又は調整時に、カメラ画像の電子部品の面積を測定し、この面積が最小となるように電子部品又はカメラの位置を調整すれば、電子部品の吸着面の位置を側面方向から正確に撮影することができ、ノズル−部品間距離の測定精度の低下がなくなる。
また、照明装置にてノズル及び電子部品を照らすようにすれば、明暗のある画像を撮影でき、更には撮影した画像を二値化することによって、ノズル及び電子部品の陰影やエッジが明確となる。この照明においては、ノズル又は電子部品のエッジ強度やノズル又は電子部品と背景のコントラスト(明るさの差)によって、照度を調節することにより、ノズル−部品間距離の測定精度を向上させることができる。
Also, at the time of start-up or adjustment, if the area of the electronic component in the camera image is measured and the position of the electronic component or the camera is adjusted so that this area is minimized, the position of the suction surface of the electronic component can be changed from the side. Accurate photographing can be performed, and the measurement accuracy of the distance between the nozzle and the component does not decrease.
Further, if the nozzle and the electronic component are illuminated by the lighting device, a bright and dark image can be photographed, and furthermore, the binarized image can make the shadows and edges of the nozzle and the electronic component clear. . In this illumination, the measurement accuracy of the distance between the nozzle and the component can be improved by adjusting the illuminance according to the edge strength of the nozzle or the electronic component or the contrast (brightness difference) between the nozzle or the electronic component and the background. .
本発明によれば、電子部品の厚さのバラツキやノズルの摩耗に追従した適切な移動量でノズルを移動させ、電子部品を確実に吸着することができるので、電子部品にダメージを与えることがなく、電子部品の受け渡しミスの発生も防止することが可能となる。
また、電子部品に対するノズルの適切なノズル−部品間距離を短時間に測定することができ、装置の能力を高め、かつ高い生産能力を実現することが可能となる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since a nozzle can be moved by an appropriate movement amount following the thickness variation of an electronic component and the abrasion of a nozzle, and an electronic component can be reliably adsorbed, it can damage an electronic component. In addition, it is possible to prevent the occurrence of an electronic component delivery error.
In addition, it is possible to measure an appropriate nozzle-to-part distance of the nozzle with respect to the electronic part in a short time, and it is possible to increase the capacity of the apparatus and realize a high production capacity.
図1に、実施例の電子部品搬送装置の構成が示されており、図の符号の1は第1ノズル(ピックアップノズル)、2は第2ノズル(搬送ノズル)、4は電子部品で、この図1では、図5で説明したように、第1ノズル1が吸着した電子部品4を反転させ、第2ノズル2にて電子部品4を受け渡すときの状態を示している。
FIG. 1 shows the configuration of an electronic component transport apparatus according to an embodiment. In the figure,
図1において、符号の6は第1及び第2ノズル1,2及び電子部品4を側面(第2ノズル2が下降する軌道に垂直な方向)から撮影するカメラ、7は計測部であり、上記カメラ6は、電子的な画像データを得る撮像素子(イメージセンサ)等を用いて構成される。上記計測部7は、カメラ6で撮像された画像に基づき、詳細は後述するが、ノズル−部品間距離、電子部品4の面積、第1及び第2ノズル1,2や電子部品4のエッジ強度、ノズル1,2や電子部品4と背景のコントラスト等を画像処理により測定する。
In FIG. 1,
符号の8,9は、第1ノズル1、第2ノズル2を駆動する駆動部であり、駆動部8により第1ノズル1は、例えば先端に電子部品4を吸着して180度反転し、カメラ6を設置した受け渡しを行う位置に移動する。一方、駆動部9により、第2ノズル2は第1ノズル1から電子部品4を受け取り、エンボステープまで移動する。また、これら駆動部8,9にはバキュームポンプ等からなる吸引装置が含まれ、これによって第1ノズル1、第2ノズル2の先端部にて電子部品4を吸着し保持できるようになっている。
図1の符号の10は、第1ノズル1、第2ノズル2及び電子部品4を側面から照らす照明装置で、面発光となるエッジライト型照明、ダイレクト型に拡散板を組み合わせた照明、有機EL照明等が使用される。そして、制御部12は、第1ノズル1、第2ノズル2の駆動制御、照明装置10の制御、計測部7で得られた測定データに基づく各種の制御を実行する。或いはさらに、カメラ6の位置を制御するように構成してもよい。
実施例は以上の構成からなり、以下にその動作を説明する。
図2(A)に、第1ノズル1で電子部品4を反転させたときの状態が示されており、このときの状態はその側面からカメラ6にて撮影される。
このときの第1ノズル1、第2ノズル2及び電子部品4は、カメラ6の反対側に配置した照明装置10で照らされており、これによって各部材の輪郭(エッジ)を明確に写し出せるようになっている。
The embodiment has the above configuration, and its operation will be described below.
FIG. 2A shows a state when the
At this time, the
図3には、カメラ6で得られる白黒の2値化画像を示しており、第1及び第2ノズル1,2及び電子部品4の陰影やエッジを明瞭にした上で、各種の測定を行うことができる。
上述のように、カメラ6で撮影された画像(データ)を入力した計測部7は、電子部品4の上面(吸着面)と第2ノズル2の先端との距離(ノズル−部品間距離)Lを測定し、この距離Lのデータを制御部12へ供給することにより、制御部12では下降すべき移動量(距離、下降の高さ)にて、図2(B)のように第2ノズル2を下降させ、電子部品4を吸着する。
FIG. 3 shows a black-and-white binary image obtained by the
As described above, the measuring
実施例では、このようなノズル−部品間距離Lの測定を1つの電子部品の1搬送毎に行っており、1搬送毎に得られた距離データに基づいて第2ノズル2の下降距離(下降の高さ)を制御・駆動することで、電子部品4の受け渡しミス等をなくすことができる。
カメラ6にイメージセンサを用いた場合、1電子部品の搬送につき、数十msecの時間で測定が可能であり、1搬送毎の計測でも装置の能力を低下させることはない。なお、このノズル−部品間距離Lの計測は、電子部品4の所定数の搬送毎に実行するようにしてもよい。
In the embodiment, such a measurement of the nozzle-component distance L is performed for each transport of one electronic component, and the descending distance (the descending distance) of the
When an image sensor is used for the
次に、計測の精度を向上・維持させるために、装置の立上げ時又は調整時に行う動作を図4に基づいて説明する。
図4(A)は、カメラ6で得られた画像から電子部品4の面積を測定し、この電子部品4の面積が最小となるように第1ノズル1を上下移動させ、電子部品4の位置を調整するものである。図4(A)の左側のように電子部品4が傾いて表示される場合は、カメラ6が電子部品4の斜め上方から撮影している状態となっている。そこで、第1ノズル1を上方へ移動させ、図4(A)の右側のように表示されるように調整する。なお、第1ノズル1の移動の代わりに、カメラ6を上下移動可能に構成してカメラ6側を移動させるようにしてもよい。
Next, an operation performed when starting up or adjusting the apparatus in order to improve and maintain the accuracy of measurement will be described with reference to FIG.
FIG. 4A shows an example in which the area of the
図4(B)は、カメラ6で得られた画像の第1ノズル1、電子部品4等のエッジ強度を測定し、このエッジ強度が所定の状態になるように照明装置10の照度を調整するものである。図4(B)の左側のように、第1ノズル1、電子部品4のエッジが不鮮明の場合には、図4(B)の右側のようにエッジが鮮明となる。
図4(C)は、カメラ6で得られた画像の第1ノズル1、電子部品4等と背景のコントラストを測定し、コントラスト(明るさの差)が良好となる所定の値となるように照明装置10の照度を調整するものである。図4(B)の左側のように、第1ノズル1、電子部品4のコントラストが低い場合でも、図4(B)の右側のようにコントラストが高くなる。
FIG. 4B measures the edge intensity of the
FIG. 4 (C) measures the contrast between the
図4(D)は、治具を使って画像の寸法の確からしさを検証する状態を示している。図4(D)のように、第2ノズル2等に校正寸法を有する治具14を装着し、得られた画像の治具14の寸法Rを測定し、実際の治具寸法との相関を確認することができる。これにより、計測されるノズル−部品間距離Lの確からしさを検証し、校正・調整することが可能となる。
FIG. 4D shows a state in which the accuracy of the dimensions of the image is verified using a jig. As shown in FIG. 4D, a
図4(E)は、第2ノズル2等を移動させて画像の寸法の確からしさを検証する状態が示されており、図4(E)のように、第2ノズル2を予め決められた距離だけ移動させ、得られた画像から測定された距離L0と実際の距離との相関を確認する。これによっても、計測されるノズル−部品間距離Lの確からしさを検証し、校正・調整することが可能となる。
FIG. 4E shows a state in which the
図3では、画像を2値化画像として計測を行うことを説明したが、通常の画像でノズル−部品間距離等の測定を行ってもよい。 In FIG. 3, the measurement is performed using the image as a binarized image. However, the measurement of the distance between the nozzle and the component may be performed using a normal image.
1…第1ノズル(又はピックアップノズル)、
2…第2ノズル(又は搬送ノズル)、
4…電子部品、 6…カメラ、
7…計測部、 8,9…駆動部、
10…照明装置、 12…制御部、
14…治具。
1. 1st nozzle (or pickup nozzle),
2nd nozzle (or transport nozzle)
4 ...
7… Measurement unit, 8, 9… Drive unit,
10
14 ... Jig.
Claims (7)
上記ノズル及び電子部品を側面方向から撮影するカメラと、
このカメラで得られた画像に基づき上記ノズルの先端から上記電子部品の吸着部までのノズル−部品間距離を測定する計測部と、
この計測部で測定されたノズル−部品間距離に基づいて上記ノズルの移動量を制御する制御部と、を設けたことを特徴とする電子部品搬送装置。 In an electronic component transport device that sucks and transports electronic components to a nozzle,
A camera for photographing the nozzle and the electronic component from a side direction,
A measuring unit for measuring a distance between the nozzle and the component from the tip of the nozzle to the suction unit of the electronic component based on an image obtained by the camera,
An electronic component transport device, comprising: a control unit that controls the amount of movement of the nozzle based on the distance between the nozzle and the component measured by the measurement unit.
上記計測部では、撮影された画像の上記ノズル若しくは電子部品のエッジ強度又は上記ノズル若しくは電子部品と背景のコントラストを測定し、上記コントラスト又はエッジ強度が所定の状態になるように上記照明装置の照度を調整することを特徴とする請求項1記載の電子部品搬送装置。 Providing an illuminating device that illuminates the nozzle and electronic components when photographing with the camera,
The measuring unit measures the edge intensity of the nozzle or the electronic component or the contrast between the nozzle or the electronic component and the background of the captured image, and adjusts the illuminance of the illumination device so that the contrast or the edge intensity is in a predetermined state. 2. The electronic component conveying device according to claim 1, wherein the electronic component conveying device is adjusted.
カメラで上記ノズル及び電子部品を側面方向から撮影し、
撮影された画像に基づき上記ノズルの先端から上記電子部品の吸着部までのノズル−部品間距離を上記電子部品の1搬送毎又は複数搬送毎に測定し、
測定されたノズル−部品間距離に基づいて上記ノズルの移動量を制御することを特徴とする電子部品搬送方法。 In an electronic component transport method of sucking and transporting an electronic component to a nozzle,
Use a camera to shoot the nozzle and electronic components from the side,
The distance between the nozzle and the component from the tip of the nozzle to the suction part of the electronic component based on the captured image is measured for each transport or for each transport of the electronic component,
An electronic component conveying method, comprising: controlling a movement amount of the nozzle based on the measured nozzle-component distance.
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