JP5401210B2 - ウェーハフレームの搬送装置および搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウェーハフレームを搬送する搬送装置および搬送方法に関するものである。

従来より、複数の電子部品が貼り付けられたウェーハシートからその電子部品をピックアップして、検査をしたり、所定の容器に格納したりするシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このシステムでは、ウェーハシートをリング状のウェーハフレームで保持し、このウェーハフレームを水平に保った状態で電子部品をピックアップするハンドラまで搬送している。

特開平５−３３８７３０号公報

しかしながら、従来の方式では、ウェーハフレームを水平な状態にして搬送していたために、この搬送経路の面積が大きくなり、システム全体も大規模となっていた。そこで、本願発明は、小型化を実現することができるウェーハフレームの搬送装置および搬送方法を提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明に係る搬送システムは、電子部品が貼り付けられたシートを保持する平面状のフレームを搬送する搬送装置であって、フレームを保持する保持部と、この保持部を移動させて少なくとも主表面が鉛直方向に沿った状態とする倒立部と、この倒立部により平面が鉛直方向に沿った状態とされたフレームを水平方向に移動させる移動部とから構成されるようにしてもよい。

上記搬送システムにおいて、フレームをその平面に対して直交する軸回りに所定の角度回転させる回転部をさらに備え、搬送部は、回転部により回転されたフレームを搬送するようにしてもよい。

上記搬送システムにおいて、回転部は、フレームを水平面内または鉛直面内で回転させるようにしてもよい。

また、本発明に係る搬送方法は、電子部品が貼り付けられたシートを保持する平面状のフレームを搬送する搬送方法であって、フレームの平面を鉛直方向に沿わせた状態にする倒立ステップと、この倒立ステップにより平面が鉛直方向に沿った状態とされたフレームを移動させる移動ステップとを有することを特徴とするものである。

本発明によれば、フレームの平面を鉛直方向に沿わせた状態に倒立させて搬送することにより、この搬送経路の面積を小さくすることができるので、結果として、搬送装置の小型化を実現することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る搬送システムの構成を示す平面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る搬送システムの構成を示す正面図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る搬送システムの回転部の構成を示す斜視図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る搬送システムの倒立部の構成を示す斜視図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る搬送システムの倒立部の構成を示す平面図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る搬送システムの倒立部、搬送部およびピックアップ部の構成を示す斜視図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る搬送システムの動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜搬送システムの構成＞
図１，図２に示すように、本実施の形態に係る搬送システム１は、ウェーハシートを保持したウェーハフレームＷを水平な状態で積層して格納するとともにウェーハフレームＷを１枚ずつ所定の方向（以下、搬送方向という）に供給する格納部２と、搬送方向に沿って格納部２に並設され、格納部２から供給されるウェーハフレームＷを水平面内で所定の角度回転させ、ウェーハシートに貼り付けられた電子部品の向きを調節する回転部３と、この回転部３に横設され、回転部３により回転させられたウェーハフレームＷを保持してその平面が鉛直方向に沿うように立て起こす倒立部４と、搬送方向に沿って移動可能とされており、この倒立部４により立て起こされたウェーハフレームＷを搬送方向に沿って平行移動させる移動部５と、搬送方向に沿って倒立部４に並設され、移動部５により移動させられたウェーハフレームＷから電子部品をピックアップするピックアップ部６と、システム全体の動作を制御する制御装置７とを備えている。ピックアップ部６によりピックアップされた電子部品に対しては、その後段に設けられる処理部６１によって、検査、マーキング、収納などの各種処理が行われる。

格納部２は、直方体状の筐体の内部に複数のウェーハフレームＷを水平な状態で鉛直方向に積層して格納する。また、格納部２には、筐体内部に格納したウェーハフレームＷを１枚ずつ外部に搬出して、回転部３に供給する供給部（図示せず）が設けられている。

回転部３は、図２，図３に示すように、鉛直上方に突出した回動軸３１ａを有するモータ３１と、回動軸３１ａの上端に設けられ水平な載置面を有する載置部３２とを備えている。この載置部３２の載置面には、格納部２より供給されるウェーハフレームＷが載置される。

倒立部４は、図１，図２，図４〜図６に示すように、回転部３に横設され台の形状を有する基部４１と、平面視略矩形の板状部材であって、基部４１の天板上の搬送方向に沿った回動軸４１１に下端が軸着された部材４２と、基部４１の天板の下方における回転部３と隣り合う側に固定端４３ａが配設され、搬送方向と直交し、かつ、回転部３の側から離れる方向に向かって斜め上方に移動可能とされ、部材４２の下部に接続された可動端４３ｂとを有する公知のエアシリンダ等からなるシリンダ４３と、部材４３の下面側に配設されウェーハフレームＷを保持する保持部材４４とを備えている。

ここで、部材４２は、シリンダ４３の駆動に連動して、下端を回動軸として、その平面が水平に沿った状態（以下、「水平状態」という）と、鉛直方向に沿った状態（以下、「鉛直状態」という）との間で移動する。具体的には、シリンダ４３が収縮した状態のときには、部材４２の上部が回転部３と対向する水平状態となる。また、シリンダ４３が伸張した状態のときには、部材４２の平面が鉛直方向に沿って倒立したような鉛直状態となる。なお、部材４２において、回動軸４１１が軸着された側を下端、この反対側を上端と言うこととする。

また、保持部材４４は、部材４２が水平状態のときに回転部３と対向する面に、互いに略平行に配設されて、ウェーハフレームＷの縁部を協働して支持する棒状の第１，第２の支持部材４４１，４４２と、公知のエアシリンダ等からなり、部材４２の上端と下端とを結ぶ方向（以下、「第１の方向」という）に沿うよう配設され、一端が部材４２に他端が第１または第２の支持部材４４１，４４２に取り付けられた第１または第２の移動部材４４３，４４４とを備えている。第１の支持部材４４１および第２の支持部材４４２には、互いに対向する面に、ウェーハフレームＷの厚さに対応した幅の溝４４１ａまたは溝４４２ａが形成されている。

図５に示すように、回転部３の載置面にウェーハフレームＷが載置されている状態において、第１および第２の移動部４４３，４４４により第１および第２の支持部４４１，４４２を互いに遠ざかる方向に移動させた後、部材４２を鉛直状態から水平状態に移動させると、ウェーハフレームＷが第１および第２の支持部４４１，４４２の間に位置することとなる。このような状態において、第１および第２の移動部４４３，４４４により第１および第２の支持部４４１，４４２を互いに近接する方向に移動させると、ウェーハフレームＷの縁部が第１および第２の支持部４４１，４４２に当接して溝４４１ａ，４４２ａに入り込む。これにより、ウェーハフレームＷは、第１の支持部４４１，４４２により一対の縁部が挟持された状態で保持されることとなる。このとき、溝４４１ａ，４４２ａの底部の距離は、その溝４４１ａ，４４２ａにはめ込まれたウェーハフレームＷの一対の縁部の距離よりも長くなっている。

移動部５は、図１，図２，図６等に示すように、倒立部４上方において搬送方向に延在するレール５１と、鉛直方向に延在し、上端がレール５１に取り付けられてレール５１に沿って移動可能とされている棒状の支持部材５２と、この支持部材５２の下端に一端が取り付けられ、支持部材５２の下端から水平方向に倒立部４の側に突出してウェーハフレームＷを押圧する棒状の押圧部材５３とから構成されている。この押圧部材５３の先端は、倒立部４の部材４２が鉛直状態にあるときに鉛直上方から見た場合、溝４４１ａ，４４２ａと同一直線上に位置することとなる。

ピックアップ部６は、図１，図２，図６等に示すように、ハンドラ等を有する処理部６１と、この処理部６１に横設され、移動部５により搬送されてきたウェーハフレームＷを保持する保持部６２とを備えている。この保持部６２は、棒状の形状を有し、互いに略平行に配設されてウェーハフレームＷの縁部を支持する第１および第２の支持部材６２１，６２２と、倒立部４と対向する側に開口部６２３ａが形成された平面視略「Ｃ」の字の形状を有し、第１の保持部材６２１および第２の保持部材６２２の側部に配設されたカバー６２３とから構成されている。ここで、第１の支持部材６２１は、倒立部４の部材４２が鉛直状態にあるときの第１の支持部材４４１と、同じ高さに配設されている。同様に、第２の支持部材６２２についても、倒立部４の部材４２が鉛直状態にあるときの第２の支持部材４４２と、同じ高さに配設されている。また、第１の支持部材６２１と第２の支持部材６２２の対向する面には、ウェーハフレームＷの厚さに対応した幅を有する溝（図示せず）が形成されている。この溝は、倒立部４の部材４２が鉛直状態にあるとき、第１および第２の支持部材４４１，４４２の溝４４１ａ，４４２ａと、搬送方向に一直線に並ぶこととなる。なお、第１の支持部材６２１の溝の底部と第２の支持部材６２２に形成された溝の底部との距離は、その溝にはめ込まれるウェーハフレームＷの一対の縁部の距離よりも長くなっている。

制御装置７は、格納部２、回転部３、倒立部４、移動部５およびピックアップ部６の動作を制御することにより、搬送システム全体の動作を制御する。このような制御装置７は、ＣＰＵなどの演算装置、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、タッチパネルなどの外部からの情報入力を検知する入力装置、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）などの通信回線を介して各種情報の送受信を行うＩ／Ｆ装置、およびＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＦＥＤ（Field Emission Display）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）等の表示装置などを備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。これらのハードウエア資源とソフトウエアが協働することによって、上記のハードウエア資源がプログラムによって制御され、後述する搬送システムの動作を実現する。

＜システムの動作＞
次に、図６を参照して、本実施の形態に係る搬送システムの動作について説明する。

まず、ユーザにより、ウェーハフレームＷが格納部２に格納されると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、格納部２の供給部により、格納部２からウェーハフレームＷを回転部３の載置部３２上に供給する（ステップＳ２）。このとき、倒立部４の部材４２は、水平状態となっており、第１および第２の支持部４４１，４４２は、互いに最も離れた位置に移動させられている。

ウェーハフレームＷが載置部３２上に載置されると、回転部３のモータ３１を所定の角度だけ回転させ、ウェーハフレームＷを所定の角度だけ回転させる（ステップＳ３）。その所定の角度は、ウェーハフレームＷのウェーハシートに貼付された電子部品の配置およびテープやスティックなどの所定の容器に格納される際の電子部品の向きを勘案して設定される。具体的には、電子部品を所定の容器まで搬送してきたときに、その向きが所定の容器に格納する所定の向きとなるように、回転部３によりウェーハフレームＷを所定の角度に回転させて、予め電子部品の向きを調整しておく。

ウェーハフレームＷを回転させると、倒立部４の第１および第２の支持部４４１，４４２を互いに近接する方向に移動させ、ウェーハフレームＷの縁部を溝４４１ａ，４４２ａにはめ込むことにより、保持部材４４にウェーハフレームＷを保持させた後、シリンダ４３を駆動して、部材４２を鉛直状態にする（ステップＳ４）。

図５に示すように部材４２が水平状態の場合において、まず、倒立部４は、保持部材４４の第１の支持部材４４１と第２の支持部材４４２を互いに最も離れた状態とする。これにより、ウェーハフレームＷは、第１の支持部材４４１と第２の支持部材４４２との間に位置することとなる。この状態から、第１の移動部材４４３および第２の移動部材４４４により、第１の支持部材４４１と第２の支持部材４４２とを互いに近づく方向に移動させると、ウェーハフレームＷは、第１の支持部材４４１と第２の支持部材４４２とにより挟持され、保持部材４４により固定されることとなる。このように保持部材４４によりウェーハフレームＷが固定された状態において、シリンダ４３を駆動させ、可動端４３ｂを固定端３２ａから離れるように移動させると、部材４２が下端を回動軸として移動し、最終的に鉛直状態となる。これにより、ウェーハフレームＷもその主表面が鉛直方向に沿った状態となる。

部材４２を鉛直状態とした後、移動部５の支持部材５２を移動させ、ウェーハフレームＷをピックアップ部６まで搬送する（ステップＳ５）。部材４２が鉛直状態のとき、移動部５の押圧部材５３の他端と、倒立部４の保持部材４４における溝４４１ａ，４４１ｂと、ピックアップ部６の第１の保持部材６２１および第２の保持部材６２２の溝とは、水平平面内において搬送方向に沿った同一直線上に位置することとなる。したがって、押圧部材５３を、保持部材４４の搬送方向に移動させると、押圧部材５３の先端がウェーハフレームＷの搬送方向における上流側の端部に当接する。さらに押圧部材５３を移動させると、押圧部材５３により押圧されたウェーハフレームＷが、溝４４１ａ，４４１ｂに沿って搬送方向に移動して、ピックアップ部６の保持部６２の開口部６２３ａの側から第１の保持部材６２１および第２の保持部材６２２の溝に挿入される。この溝に沿ってさらに搬送方向に移動させると、ウェーハフレームＷは、最終的に保持部６２内部の所定の位置に導かれる。

ウェーハフレームＷが保持部６２内部の所定の位置まで搬送されると、ピックアップ部６の処理部６１によりウェーハシートに貼付された電子部品をピックアップする（ステップＳ６）。ピックアップされた電子部品は、ピックアップ部６の後段の処理装置に運ばれ、所定の処理が施される。

ウェーハフレームＷから全ての電子部品がピックアップされると、制御装置７は、そのウェーハフレームＷを電子部品をピックアップ済みのウェーハフレームＷを収納する所定の外部装置（図示せず）に搬出し（ステップＳ７）、処理を終了する。

このように、本実施の形態によれば、ウェーハフレームＷをその平面を鉛直方向に沿わせた状態に倒立させて搬送することにより、ウェーハフレームＷの平面を水平方向に沿わせた状態で搬送する場合に比べて、ウェーハフレームＷの搬送経路に要する面積が小さくなるので、結果として、小型化を実現することができる。すなわち、本実施の形態では、ウェーハフレームＷの平面を鉛直方向に沿わせた状態に倒立させて搬送するので、搬送経路は、少なくとも、ウェーハフレームＷの移動距離とウェーハフレームＷの厚さとを乗じた面積だけで済むので、従来よりも搬送経路に要する面積を小さくすることができる。

また、従来では、ピックアップ部６の後段の処理装置において、ジグ等を用いて電子部品を一つ一つ回転させていたが、この際に電子部品に余計な負荷がかかり、電子部品が破損してしまう場合があった。また、電子部品を回転させる工程が必要であったので、処理時間もかかっていた。しかしながら、本実施の形態によれば、回転部３によりウェーハシートに貼付された電子部品を回転させることにより、ジグ等を用いて電子部品を回転させなくてよいので、電子部品が破損してしまうのを防ぐことができる。また、一つ一つ電子部品を回転させなくてよりので、処理時間も短縮することができる。

本発明は、ウェーハフレームを搬送する各種装置に適用することができる。

１…搬送システム、２…格納部、３…回転部、４…倒立部、５…移動部、６…ピックアップ部、７…制御装置、３１…モータ、３１ａ…回動軸、３２…載置部、４１…基部、４２…部材、４３…シリンダ、４４…保持部材、５１…支持部、５２…押圧部、６１…処理部、６２…保持部、４１１…回動軸、４２１…可動端、４４１…第１の支持部、４４２…第２の支持部、４４１ａ，４４２ａ…溝、６２１…第１の保持部、６２２…第２の保持部、６２３…カバー、６２３ａ…開口部、Ｗ…ウェーハフレーム。

Claims (4)

1. 電子部品が貼り付けられたシートを保持する平面状のフレームを搬送する搬送装置であって、
   前記フレームを保持する第１の保持部と、
   この第１の保持部を移動させて少なくとも主表面が鉛直方向に沿った状態とする倒立部と、
   この倒立部により平面が前記鉛直方向に沿った状態とされた前記フレームを水平方向に移動させる移動部と、
   この移動部により移動された前記フレームを保持する第２の保持部と、
   この第２の保持部により保持された前記フレームから、前記シートに貼り付けられた前記電子部品をピックアップする処理部と
   を備えることを特徴とする搬送装置。
2. 前記フレームをその平面に対して直交する軸回りに所定の角度回転させる回転部
   をさらに備え、
   前記倒立部は、前記回転部により回転された前記フレームを平面が前記鉛直方向に沿った状態とする
   ことを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
3. 前記回転部は、前記フレームを水平面内または鉛直面内で回転させる
   ことを特徴とする請求項２記載の搬送装置。
4. 電子部品が貼り付けられたシートを保持する平面状のフレームを搬送する搬送方法であって、
   前記フレームの平面を鉛直方向に沿わせた状態にする倒立ステップと、
   この倒立ステップにより前記平面が前記鉛直方向に沿った状態とされた前記フレームを移動させる移動ステップと、
   この移動ステップにより移動された前記フレームを保持する保持ステップと、
   この保持ステップにより保持された前記フレームから、前記シートに添付された前記電子部品をピックアップする処理ステップと
   を有することを特徴とする搬送方法。

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