JP5800376B1 - 電子部品搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目的機器への搬送経路に電子部品を中継するために、供給盤から電子部品をピックアップする際に、電子部品のピックアップ予定位置への移動ズレによって生じる電子部品のピックアップミスを抑制する電子部品搬送装置を提供する。【解決手段】電子部品搬送装置は、供給盤を保持するホルダのスライダによって、供給盤を盤面に平行に移動させ、各電子部品を予定位置に向けて移動させる。供給盤の移動ズレによる電子部品の実際位置をカメラで検出し、供給盤から電子部品をピックアップするピックアップ装置のアームを実際位置の電子部品に合わせて位置補正する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品を供給盤から搬送経路に供給して、目的機器に搬送する電子部品搬送装置に関する。

電子部品は、その製造及び出荷過程で電気特性等の観察、リードの曲げ等の処理、ランク別の分類又は収容容器の移載等の工程を経る。電子部品搬送装置は、電子部品を供給盤から搬送経路に供給して、これら工程を行う目的機器に搬送する。供給盤は、例えば、ウェハリングや格子状に仕切りを設けたトレイであり、電子部品をアレイ状に並べて保持している。一般的には、供給盤から搬送経路へ載せる１ルートが電子部品搬送装置内に形成され、供給盤の各電子部品をそのルートの入り口に順次移動させて、そのルートを通って搬送経路に移される。

ルートを形成するのは、先端に吸着ノズルが付設されたアームを放射状に配置した回転式のロータリーピックアップや、多軸アームのマニピュレータであり、これら機器が中継装置として、供給盤から電子部品をピックアップし、搬送経路へ移載する。中継機器が電子部品をピックアップする予定位置にアームの先端に付設された吸着ノズルを移動させ、電子部品をピックアップする。

電子部品をピックアップする予定位置には、供給盤を保持するホルダが供給盤を平面移動させて、ピックアップ対象の電子部品を位置させる。平面移動の機構は様々であるが、一例としては、ＸＹステージであり、電子部品の並びに沿った一軸と、その一軸と直交する他軸の方向にレールとリードスクリューを配設し、リードスクリューの推進力で供給盤を保持したホルダをレールに沿って滑走させる。

予定位置への電子部品の移動ズレは、電子部品のピックアップミスを誘発し、最悪の場合、電子部品の中継途中での脱落によって電子部品搬送装置に不具合を生じさせてしまう。そのため、電子部品の中継途中での脱落が生じると、電子部品を順次整列搬送している搬送経路を全てストップさせ、脱落した電子部品を取り除かなくてはならない。従って、電子部品搬送装置には、監視員を配置しなくてはならず、そのための人件費も生じる。このように、予定位置への電子部品の移動ズレは、最悪の場合は装置の故障を招き、この最悪の事態を免れるためには生産効率の低下や労力の増加を許容せねばならなかった。

そこで、近年は、供給盤から電子部品をピックアップする予定位置への移動ズレを未然に検出し、移動ズレを解消するようにホルダを再移動させる技術も提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１２−１１９４９４号公報

供給盤が保持できる電子部品が多量であるほど、電子部品の生産コストの低減に寄与することはよく知られていることであり、近年は供給盤の大型化が進んでいる。例えば、供給盤がウェハリングの場合、そのウェハリングに貼り付けられるウェハは、直径３００ｍｍが実用化され、４００ｍｍや４５０ｍｍ口径の開発も進んでいる。

つまり、ホルダは、３００〜４５０ｍｍのウェハ上を高速移動する必要があり、その目的にかなうスライダは、最小移動単位が大きく設定されている。最小移動単位は、リードスクリューのネジ一回転当たりにナットが進む距離をリード長と呼ぶと、このリード長に対して、エンコーダが検出可能なモータの最小回転角度を乗じた値であり、スライダが移動可能な最小単位の距離である。ネジの巻き方を荒めにしてリード長を大きく取ることが高速移動には有効であり、ホルダが備えるスライダに多く採用されている。

しかしながら、スライダの最小移動単位が大きく設定されると、高速移動が可能となる反面、スライダの微小動作は原理的に困難となってしまう。そうすると、従来のように、ホルダの再移動によってピックアップ予定位置への移動ズレを解消しようとしても、移動ズレの精度の高い解消は困難となってしまう。

つまり、このまま供給盤の大型化が進むと、従来技術のままでは、ピックアップ予定位置へ電子部品を精度良く位置させる位置補正を精度良く達成することが困難となる虞がある。そうすると、アームと電子部品とを精度良く正対させづらくなり、ピックアップ時の電子部品の脱落に起因する各問題が再燃しかねない。

本発明は、上記のような問題点を解決するために提案されたもので、目的機器への搬送経路に電子部品を中継するために、供給盤から電子部品をピックアップする際に、電子部品のピックアップ予定位置への移動ズレによって生じる電子部品のピックアップミスを抑制する電子部品搬送装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電子部品搬送装置は、供給盤にアレイ状に並ぶ電子部品を目的機器に搬送する電子部品搬送装置であって、前記供給盤を保持するホルダと、前記目的機器への搬送経路を有する搬送テーブルと、前記ホルダと前記搬送テーブルとの間に配置され、前記供給盤から前記搬送テーブルへ電子部品を中継するピックアップ装置と、を備え、前記ホルダは、前記供給盤を盤面と平行に移動させて、各電子部品を予定位置に向けて移動させる供給盤スライダを有し、前記ピックアップ装置は、前記供給盤の電子部品をピックアップするアームと、前記アームを前記ホルダと前記搬送テーブルとの間で往復させる往復運動手段と、前記予定位置へ向けて移動する電子部品の移動ズレによる実際位置を検出する検出手段と、前記検出手段の検出に基づき、電子部品をピックアップする前記アームの位置を、平面移動した電子部品の実際位置に合わせて補正する補正手段と、を備え、前記補正手段は、前記供給盤を横切る方向に前記アームを移動させる第１の移動手段と、前記第１の移動手段が移動させる方向と直交する方向に前記アームを移動させる第２の移動手段と、を備え、前記第１の移動手段及び前記第２の移動手段の少なくとも一方は、前記アームを其の基端を中心点として旋回させる旋回手段であることを特徴とする。

前記第１の移動手段及び前記第２の移動手段の少なくとも一方は、前記アームを前記供給盤の平面に沿って平行にスライドさせるアームスライダであるようにしてもよい。

前記第１の移動手段は、前記アームを前記ウェハの平面に沿って平行にスライドさせるアームスライダであり、前記第２の移動手段は、前記アームを其の基端中心点として旋回させる旋回手段であるようにしてもよい。

前記ホルダは、前記供給盤を垂直に保持し、前記搬送テーブルは、前記ピックアップ装置の上方で前記搬送経路を水平にして配置され、前記ピックアップ装置の前記第１の移動手段は、前記アームを高さ一定で移動させる前記アームスライダであり、前記ピックアップ装置の前記往復運動手段と前記第２の移動手段は、共通の前記旋回手段であり、前記旋回手段は、前記アームの迎角を変位する旋回移動をさせ、前記第２の移動手段として、ピックアップする電子部品に向けて前記アームの迎角を変位させ、前記往復運動手段として、迎角変位された位置から前記搬送テーブルに向く真上方向へ前記アームを旋回移動させるようにしてもよい。

前記検出手段は、前記予定位置と其の周囲を視野に捉えるカメラと、前記カメラの撮像データを解析して実際位置を検出する解析部と、を有し、前記解析部は、前記アームが前記搬送テーブルに向く真上方向に旋回移動した際の撮像データを解析するようにしてもよい。

前記アームは、先端に電子部品を保持する保持手段を有し、前記保持手段は、前記アームと軸を外して配置され、前記カメラは、前記保持手段の後端から前記往復運動手段による前記保持手段の移動軌跡を通して前記予定位置と其の周囲を視野に捉えるようにしてもよい。

前記補正手段は、前記第１の移動手段と前記第２の移動手段と前記供給盤スライダとを制御し、前記アームと前記供給盤の両方を移動させて、前記アームを前記実際位置に移動させるようにしてもよい。

前記アームは、先端に電子部品を保持する保持手段を有し、前記ピックアップ装置は、前記保持手段を軸方向に進退させる進退駆動手段を有し、前記進退駆動手段は、前記保持手段と連結する第１のロッドと、前記第１のロッドに向けて進出し、前記第１のロッドを軸方向に押し出す第２のロッドと、を有し、前記第１のロッドと前記第２のロッドの接触面は、それぞれ湾曲部を有するようにしてもよい。

前記アームは、先端に電子部品を保持する保持手段を有し、前記ピックアップ装置は、前記保持手段を軸方向に進退させる進退駆動手段を有し、前記ホルダは、電子部品をピックアップ装置側へ突き出す突き出しピンを有し、前記進退駆動手段は、ボイスコイルモータと、前記保持手段と前記ボイスコイルモータを介して連結された第１のロッドと、前記第１のロッドに向けて進出し、前記第１のロッドを軸方向に押し出す第２のロッドと、を有し、前記第２のロッドは、前記予定位置の電子部品と前記アームが真横に移動したときの前記保持手段との間の距離以上に進出し、前記ボイスコイルモータは、電子部品からの垂直抗力を受けると、前記ボイスコイルモータに対して前記保持手段を相対的に後退させるようにしてもよい。

前記アームは、先端に電子部品を保持する保持手段を有し、前記ピックアップ装置は、前記保持手段を軸方向に進退させる進退駆動手段を有し、前記進退駆動手段は、前記保持手段に接続された第１のロッドと、前記第１のロッドに向けて進出し、前記第１のロッドを軸方向に押し出す第２のロッドと、を有し、前記第２の移動手段が前記アームを旋回させた後の前記保持手段と電子部品との距離を算出する距離算出手段を更に備え、前記第２のロッドは、前記距離算出手段が算出した距離だけ進出するようにしてもよい。

前記ホルダは、電子部品をピックアップ装置側へ突き出す突き出しピンを有し、前記第２の移動手段が前記アームを旋回させた後の前記保持手段と電子部品との距離を算出する距離算出手段を更に備え、前記ホルダは、前記距離算出手段が算出した距離に基づき、前記突き出しピンを進出させるようにしてもよい。

前記補正手段は、前記供給盤スライダの最小移動単位の倍数分だけ、前記供給盤を移動させ、
前記供給盤スライダの最小移動単位に満たない距離分だけ、前記アームを移動させるようにしてもよい。

本発明によれば、供給盤から電子部品をピックアップする際に、電子部品のピックアップ予定位置への移動ズレが生じても電子部品のピックアップミスを精度良く抑制することができる。

第１の実施形態に係る電子部品搬送装置の全体構成を示す上面図である。 第１の実施形態に係る電子部品搬送装置の全体構成を示す正面図である。 第１の実施形態に係る電子部品搬送装置の全体構成を示す側面図である。 第１の実施形態に係るピックアップ装置の詳細構成を示す正面図である。 第１の実施形態に係るピックアップ装置の詳細構成を示す上面図である。 第１の実施形態に係るピックアップ装置の詳細構成を示す側面図である。 ピックアップ装置の従動ロッドとアームのロッドの接触面を示す拡大図である。 第１の実施形態に係るピックアップ装置の制御装置を示すブロック図である。 ホルダによる供給盤のスライドを示す模式図である。 アームが真上で停止した状態のピックアップ装置を示す側面図である。 実際位置の解析を示す模式図である。 アームの横方向へのスライドを示す遷移図である。 アームの迎角変位を示す遷移図である。 第１の実施形態に係るアームの電子部品への進出を示す模式図である。 第２の実施形態に係るピックアップ装置の制御装置を示すブロック図である。 第２の実施形態に係るアームの電子部品への進出を示す模式図である。 第３の実施形態に係るピックアップ装置の制御装置を示すブロック図である。 第３の実施形態に係るアームの電子部品への進出と突き上げピンの突き上げを示す模式図である。 第４の実施形態に係るホルダの詳細構成を示す斜視図である。 第４の実施形態に係る位置ズレ補正の分配を示す模式図である。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る電子部品搬送装置について図面を参照して詳細に説明する。図１乃至３に示す電子部品搬送装置１は、供給盤１０の電子部品１１を搬送経路３１に供給して、搬送経路３１上の目的機器２に搬送する。供給盤１０は、供給対象の電子部品１１をアレイ状に並べた盤面であり、例えばダイシング済みのチップが並ぶウェハリング、又は格子状に仕切られた各所に電子部品１１を載置したトレイである。電子部品１１は、電気製品に使用される部品であり、半導体素子が含まれ、半導体素子はトランジスタやＬＥＤや集積回路、その他には抵抗やコンデンサ等である。

目的機器２は、電子部品１１の搬送目的を達成する機器であり、電子部品１１を観察、処理、若しくは分類又は移載する機器である。観察機器としては、外観検査装置及び電気特性検査装置等が挙げられ、処理機器としては、姿勢補正装置及びレーザーマーキング装置等が挙げられ、分類又は移載の機器としては、チップの再貼着対象となるウェハリングを平行移動させるリングホルダ、電子部品１１を再収容するトレイを平行移動させるＸＹステージ、電子部品１１を再収容するポケットが形成されたテープを走行させるテーピングユニットが挙げられる。

目的機器２は、搬送経路上３１に１又は複数配置される。例えば、電子部品１１を出荷前に検査する場合、姿勢補正装置、外観検査装置、電気特性検査装置、及び検査結果に応じてランク別に用意された複数の分類機器が搬送経路３１に沿って配置される。

この電子部品搬送装置１は、供給盤１０を保持するホルダ４と、供給盤１０の電子部品１１を目的機器２へ搬送する搬送テーブル３と、電子部品１１を保持するアーム５１を回転させて供給盤１０から搬送テーブル３へ電子部品１１を中継するピックアップ装置５とを連接して備えている。ピックアップ装置５は、ホルダ４と搬送テーブル３との間に介在して配置される。特に図２に示すように、搬送テーブル３、ピックアップ装置５及びホルダ４は、搬送テーブル３の平面３ａとホルダ４の供給盤１０の盤面４ａとアーム５１の回転面５ａが互いに直交させて配置される。

ホルダ４は、供給盤１０を鉛直に保持する。このホルダ４は、供給盤１０を盤面と平行に動かすスライダ４１を有し、供給盤１０の電子部品１１を予定位置１２に向けて順次位置させる。スライダ４１は、例えばリードスクリューである。また、ホルダ４は、供給盤１０がウェハリングの場合、特に図２に示すように、供給盤１０の移動可能範囲の中心に突き上げピン４２を有する。突き上げピン４２は、電子部品１１の並設面とは反対側から供給盤１０に向けて延びている。この突き上げピン４２は軸方向に進出可能となっている。スライダ４１が各電子部品１１を突き上げピン４２に順次対面させ、突き上げピン４２が対面の電子部品１１を供給盤１０の裏側から突き上げる。予定位置１２は、ピックアップ対象の電子部品１１が移動する予定の位置であり、供給盤１０がウェハの場合、突き上げピン４２との正対位置である。

ピックアップ装置５は、実際位置１３の電子部品１１にアーム５１を向け、アーム５１でピックアップし、搬送テーブル３に渡す。実際位置１３は、ピックアップ対象の電子部品１１が現存する位置であり、予定位置１２から外れている。実際位置１３は、ホルダ４のスライダ４１が有する移動精度に起因して生じる。アーム５１の先端には吸着ノズル５２が付設される。吸着ノズル５２は吸着によって電子部品１１をピックアップする保持手段である。

この吸着ノズル５２は、内部が中空で一端が開口しており、開口端をアーム５１の先端から突出させる。吸着ノズル５２の内部は真空ポンプやエジェクタ等の負圧発生装置の空気圧回路と連通している。空気圧回路の負圧発生により開口端に電子部品１１が吸着し、真空破壊や大気解放によって電子部品１１が離脱する。

ピックアップ装置５は、アーム５１の基端を中心にしてアーム５１を旋回させ、アーム５１の迎角を変位させる。アーム５１は、横に向くとホルダ４の供給盤１０と対面し、電子部品１１をピックアップ可能となる。アーム５１は、真上に向くと直上の搬送テーブル３に正対し、電子部品１１の引き渡しが可能となる。また、ピックアップ装置５は、アーム５１の旋回に加えて、アーム５１を旋回面との直交方向に高さ一定で平行移動させる。

このピックアップ装置５において、アーム５１の旋回は、電子部品１１の中継のほかに、実際位置１３へ向けた縦方向のピックアップ準備に関与する。また、アーム５１の平行移動は、実際位置１３へ向けた横方向のピックアップ準備に関与する。ピックアップ準備は、アーム５１と実際位置１３の位置合わせであり、供給盤１０の移動ズレをピックアップ装置５側で補い、アーム５１を位置補正する工程である。ピックアップ装置５は、アーム５１の旋回及び平行移動によって、アーム５１を実際位置１３と一直線に向かい合わせ、電子部品１１をピックアップし、アーム５１を真上に旋回させて電子部品１１を搬送テーブル３に引き渡す。

搬送テーブル３は、水平に拡がる搬送経路３１を有し、搬送経路３１上の一又は複数の目的機器２に電子部品１１を順次搬送する。この搬送テーブル３は、真上に向いたアーム５１の先端より高い位置で水平に拡がる水平盤である。この搬送テーブル３は、一点を中心にして放射状に拡がる円盤又は星形等の形状を有する。この搬送テーブル３は、周方向に間欠的に所定角度ずつ回転する。搬送テーブル３の動力源は、ダイレクトドライブモータ３３である。

搬送テーブル３の外周には、円周等配位置で、且つ搬送テーブル３の中心から同一距離に吸着ノズル３２が付設されている。吸着ノズル３２は、内部が中空で一端が開口しており、開口端を下向きに設置される。吸着ノズル３２は、真上に向いたアーム５１と一直線になるように配置され、下降及び吸着によりピックアップ装置５から電子部品１１を引き取る。

ピックアップ装置５の更なる詳細構成は次の通りである。図４はピックアップ装置５の詳細構成を示す正面図、図５は、ピックアップ装置５の詳細構成を示す上面図である。図６は、ピックアップ装置５の詳細構成を示す側面図である。アーム５１は３方向に移動する。第１方向は、縦方向のピックアップ準備及び搬送テーブル３への引渡しのためのアーム５１の迎角変位である。第２方向は、横方向のピックアップ準備のための平行移動である。第３方向は、アーム５１の軸方向の進退移動である。すなわち、ピックアップ装置５は、旋回装置５３を有し、アーム５１を其の基端を中心にして迎角変位させる。ピックアップ装置５は、スライダ５４を有し、アーム５１を其の軸と直交し、高さが一定の方向に平行にスライドさせる。更に、ピックアップ装置５は、進退駆動装置５５を有し、アーム５１を其の軸方向に進退させる。

旋回装置５３は、アーム５１の先端を持ち上げ、及びアーム５１の先端を垂れ下げるように、アーム５１の迎角を変位させる。旋回装置５３は、アーム５１の基端を回転可能に軸支するアクチュエータである。旋回装置５３が回転モータの場合、モータ軸にアームの基端が固設される。旋回装置５３の軸は、アーム５１の軸と直交し、高さ一定で延設される（図５参照）。アーム５１の可動範囲は、搬送テーブル３に向かう真上と供給盤１０に正対する真横の９０度の範囲に加えて、少なくとも、電子部品１１が予定位置１２から下方向に外れることを考慮して真横から吸着ノズル５２が例えば数十μｍ程度下がる範囲とする。数十μｍは、電子部品１１が予定位置１２から縦方向に外れ得る最大長である。

進退駆動装置５５は、進出機構と後退機構に大別される。後退機構は例えば圧縮バネ５５１である。圧縮バネ５５１はアーム５１を収縮方向に付勢する。ここで、アーム５１は、基端プレート５１１と、基端プレート５１１に係合したフレーム５１２により成る。吸着ノズル５２はフレーム５１２にボイスコイルモータ５１５を介して付設される。旋回装置５３はアーム５１の基端プレート５１１を軸支する。フレーム５１２は１本のロッド５１３を有し、ロッド５１３が基端プレート５１１の軸受けに挿通することで、基端プレート５１１と一体化する。圧縮バネ５５１は、ロッド５１３に端部を固定し、フレーム５１２を基端プレート５１１の方向に押し戻す。

進退駆動装置５５の進出機構は、従動ロッド５５２と円筒カム５５４と回転モータ５５５を有する。従動ロッド５５２は、アーム５１の背後からホルダ４の供給盤１０に向けて真横に延び、アーム５１のロッド５１３と端部同士で接触する。円筒カム５５４は、回転モータ５５５に接続され、円周方向に回転する。この円筒カム５５４は従動ロッド５５２を軸方向に運動させる。円筒カム５５４の周面は、中心からの距離が連続的に離れる。従動ロッド５５２は、この円筒カム５５４の周面を従動する。進退駆動装置５５の進出機構は、回転モータ５５５を駆動させ、円筒カム５５４と従動ロッド５５２で回転運動を直線運動に変換し、従動ロッド５５２でアーム５１のロッド５１３を押し出すことで、圧縮バネ５５１の付勢力に抗してアーム５１を軸方向に進出させる。

図７に示すように、従動ロッド５５２とアーム５１のロッド５１３の接触面は双方とも湾曲部５５３となっている。湾曲部５５３によって、従動ロッド５５２とアーム５１とが一直線でなくとも、従動ロッド５５２は、アーム５１の軸方向に推進力を付与する。すなわち、アーム５１の迎角が真横以外であっても、進退駆動装置５５は、アーム５１を進出可能としている。

図６に戻り、スライダ５４は、アーム５１の軸と直交する方向、且つ高さ一定で、アーム５１を平行移動させる。このスライダ５４は、アーム５１、旋回装置５３及び進退駆動装置５５を支持する共通のブラケット５４１と、ブラケット５４１を滑走させるレール５４２と、ブラケット５４１の滑走推進力を付与するリードスクリュー５４３を備えている。レール５４２とリードスクリュー５４３は、アーム５１の軸と直交する方向、且つ高さ一定で配設されている。

更に、ピックアップ装置５は、供給盤１０の予定位置１２と其の周囲を撮像し、電子部品１１の実際位置１３を検出する。この検出結果に応じて実際位置１３にアーム５１を向け、実際位置１３の電子部品１１をピックアップし、搬送テーブル３に渡す。このピックアップ装置５は、図５に示すように、予定位置１２を視野中心に収めたカメラ５６を更に備える。カメラ５６の画角は、予定位置１２を視野中心とし、予定位置１２から少なくとも数十μｍ離れた範囲がよい。数十μｍは実際位置１３が収まる範囲である。

カメラ５６は、プリズム５７を介して視野が供給盤１０に向けられる。プリズム５７は、アームの基端の背後にならないようにし、カメラ５６の視野を吸着ノズル５２の移動軌跡を通して、該移動軌跡の更に向こう側に存在する供給盤１０の予定位置１２へと導くように配置される。そのため、プリズム５７は、基端プレート５１１の横に並べられる。また、アーム５１のフレーム５１２は、ロッド５１３の一端にリング５１４を一体化させたアルファベットのｂの字形状を有し、リング５１４が旋回装置５３と反対側に膨出する。プリズム５７は、基端プレート５１１の横、且つ吸着ノズル５２の移動軌跡の内側に配置される。

図８に示すように、ピックアップ装置５は、カメラ５６の撮像データが入力され、また旋回装置５３、進退駆動装置５５及びスライダ５４を制御する制御装置５８を備える。制御装置５８は、所謂コンピュータであり、プログラムの処理によって解析部５８１と補正制御部５８２と中継制御部５８３とを備える。この制御装置５８は、ピックアップ装置５を専用に制御する独立したコンピュータであってもよいし、電子部品搬送装置１を統合制御するコンピュータであってもよい。

解析部５８１は、撮像データの解析により、電子部品１１の実際位置１３を検出する。補正制御部５８２は、旋回装置５３とスライダ５４の制御により、アーム５１を実際位置１３に向けるピックアップ準備を行う。すなわち、スライダ５４によりアーム５１を横方向に平行移動させて実際位置１３に向かわせ、旋回装置５３により縦方向に迎角変位させて実際位置１３に向かわせる。中継制御部５８３は、進退駆動装置５５とアーム５１の吸着ノズル５２の制御により、アーム５１を実際位置１３の電子部品１１へ向けて伸ばし、電子部品１１をピックアップさせ、アーム５１を実際位置１３から真上に迎角を変位させ、電子部品１１を搬送テーブル３側の吸着ノズル３２に引き渡す。更に、中継制御部５８３は、ピックアップ時にボイスコイルモータ５１５を稼動させて吸着ノズル５２の進出をコントロールする。

このピックアップ装置５の制御動作は次の通りである。まず、図９に示すように、ホルダ４のスライダ４１は、供給盤１０を平行移動させ、ピックアップ対象の電子部品１１を予定位置１２へ向かわせる。スライダ４１の移動精度よっては、ピックアップ対象の電子部品１１は予定位置１２に移動できず、予定位置１２から外れた実際位置１３で静止する。

解析部５８１は、先行の電子部品１１を搬送テーブル３に供給する間にカメラ５６が出力した撮像データを解析して、実際位置１３を検出する。図１０に示すように、先行の電子部品１１を搬送テーブル３に供給する間、アーム５１は真上で停止する。アーム５１の回動面に対して吸着ノズル５２は平行にシフトして設置され、また吸着ノズル５２の後端５２ａが旋回中心５１ａよりも外方に位置するため、アーム５１が上向きになると、吸着ノズル５２はアーム５１の旋回中心５１ａよりも高い位置に離間し、プリズム５７から電子部品１１の予定位置１２までの直線上が開放される。

そのため、アーム５１が真上に向くと、カメラ５６は、吸着ノズル５２の移動軌跡を通して供給盤１０の予定位置１２を視野５６ａ内に捕捉できる。解析部５８１は、このタイミングの撮像処理により得られた撮像データを解析対象とすることで、アーム５１や吸着ノズル５２に邪魔されることなく、予定位置１２と実際位置１３とのズレを検出可能となる。

解析部５８１は、図１１に示すように、撮像データを２値化して、電子部品１１の縁１１１を強調する。ホルダ４は、突き上げピン４２の周囲若しくは背後に照明を配し、予定位置１２と其の周囲を照らしており、電子部品１１の縁１１１は区別容易となっている。電子部品１１の縁１１１を強調すると、解析部５８１は、浮き上がった縁から電子部品１１の重心１１２を算出する。そして、解析部５８１は、予定位置１２である視野中心５６１の座標から電子部品１１の重心１１２の座標を差分し、縦方向成分の移動ズレＹと横方向成分の移動ズレＸを各々算出する。

横方向成分の移動ズレＸが算出されると、補正制御部５８２は、スライダ５４を制御して、移動ズレＸの解消を図る。図１２に示すように、スライダ５４は、補正制御部５８２の制御下で、アーム５１を横方向に移動ズレＸ分の距離だけスライドさせ、アーム５１と実際位置１３に存在する電子部品１１の横方向の位置合わせを行う。

図１３に示すように、縦方向成分の移動ズレＹが算出されると、補正制御部５８２は、セットアップ準備のための迎角θを算出する。まず、アーム５１が真横に向き、進退駆動装置５５の後退機構がアーム５１を収縮させた状態において、吸着ノズル５２の位置座標をＮ１（Ｘ，Ｙ，Ｚ１）とする。また、予定位置１２にある電子部品１１の突き上げ後の位置座標をＮ２（Ｘ，Ｙ，Ｚ２）とする。吸着ノズル５２と電子部品１１との離間距離Ｌ１は、位置座標Ｎ１と位置座標Ｎ２の差分であり、この離間距離Ｌ１はピックアップ装置５とホルダ４との配置関係により既知である。補正制御部５８２は、この離間距離Ｌ１を予め記憶している。

補正制御部５８２は、離間距離Ｌ１とアーム５１の長さと縦方向成分の位置ズレＹとから逆三角関数により迎角θを算出する。そして、図１３に示すように、補正制御部５８２は、迎角θの算出の結果を受けて旋回装置５３を制御する。旋回装置５３は、補正制御部５８２の制御下で、真上に向くアーム５１を、真横から迎角θ進んだ位置に迎角変位させ、アーム５１と実際位置１３に存在する電子部品１１の縦方向の位置合わせを行う。

図１４の（ａ）に示すように、アーム５１が実際位置１３の電子部品１１と正対すると、中継制御部５８３は、進退駆動装置５５を制御し、吸着ノズル５２を電子部品１１に近づける。進退駆動装置５５は、アーム５１の迎角に拠らず、アーム５１を一定距離Ｌ２だけ進出させる。一定距離Ｌ２は、突き上げ後の電子部品１１と吸着ノズル５２との間に生じ得る最大距離である。幾何学上、迎角が大きいほど、電子部品１１と吸着ノズル５２との間は長距離化し、予定位置１２の電子部品１１と吸着ノズル５２との距離が最小となる。換言すると、電子部品１１の移動ズレが大きいほど、電子部品１１と吸着ノズル５２との間は長距離化する。

電子部品１１と吸着ノズル５２との間の進出距離Ｌ３と一定距離Ｌ２との乖離が大きいと、進出する吸着ノズル５２が電子部品１１に過大な荷重をかける虞がある。そこで、中継制御部５８３は、アーム５１の進出中に、ボイスコイルモータ５１５を稼動させる。ボイスコイルモータ５１５は、電子部品１１が吸着ノズル５２に与える垂直抗力よりも若干弱い推力を発生させる。そのため、図１４の（ｂ）に示すように、ボイスコイルモータ５１５は、垂直抗力を受けて、吸着ノズル５２を一定距離Ｌ２から進出距離Ｌ３を差分した距離Ｌ４だけ後退させる。この後退により、吸着ノズル５２は進出距離Ｌ３を進むことになり電子部品１１への過荷重は回避される。

電子部品１１と吸着ノズル５２が接触すると、中継制御部５８３は、吸着ノズル５２を制御し、吸着ノズル５２の内部に負圧を発生させる。電子部品１１に接触した吸着ノズル５２は、その電子部品１１を保持させる。中継制御部５８３は、アーム５１を真上に旋回させ、大気破壊又は真空破壊により電子部品１１を保持を解く。搬送テーブル３は、アームの５１真上への旋回タイミングに合わせて、外周に付設の吸着ノズル５２をアーム５１に正対させ、降下させ、負圧発生により電子部品１１を保持させ、目的機器２へ向けて周方向に回転する。

以上のように、この電子部品搬送装置１は、供給盤１０の移動ズレに伴う電子部品１１の実際位置１３を検出した結果、ピックアップ装置５のアーム５１を位置補正し、実際位置１３の電子部品１１とアーム５１とを位置合わせする。この電子部品搬送装置１によれば、供給盤１０の最小移動単位よりも細かく移動ズレを補償でき、アーム５１と電子部品１１を精度良く正対させることができる。そのため、ピックアップ時の電子部品１１の脱落を抑制し、電子部品搬送装置１の不具合発生を防止できる。

アーム５１の位置補正は、供給盤１０を横切る方向にアーム５１を移動させる第１の移動手段と、第１の移動手段による移動方向と直交する方向にアーム５１を移動させる第２の移動手段を備えればよい。すなわち、例えばアーム５１を供給盤１０の盤面に対して平面移動できればよい。第１の移動手段及び第２の移動手段は、リードスクリューによるスライド方式であっても、ラックアンドピニオンによるスライド方式であっても何れでもよい。

本実施形態では、第１の移動手段は、アーム５１を供給盤１０の平面に沿って平行にスライドさせるスライダ５４とする一方、第２の移動手段は、アーム５１を其の基端中心点として旋回させる旋回装置５３としたが、両方の移動手段をスライダ５４又は旋回装置５３とすることもできる。

但し、本実施形態の電子部品搬送装置１は、供給盤１０を垂直に保持し、搬送テーブル３を水平配置する。ピックアップ装置５は、アーム５１を供給盤１０に向けるように旋回し、電子部品１１をピックアップし、アーム５１を真上へ向けるように旋回し、電子部品１１を搬送テーブル３へ引き渡す。実際位置１３にアーム５１を向けるために迎角を変位させる方式とすれば、電子部品１１の中継のための往復運動手段と実際位置１３にアーム５１を向ける手段を旋回装置５３で兼用できる。この電子部品搬送装置１によれば、ピックアップ装置５側で移動ズレを補正しても電子部品搬送装置１の生産コスト抑制が可能と成る。

しかも、縦方向の移動ズレを補正する手段としてピックアップ装置５のスライダ５４やホルダ４のスライダ４１を採用する場合、重力の影響によりリードスクリューやラックアンドピニオンの歯面間の遊びが無く、磨耗等の経年劣化が大きくなるため、縦方向の移動ズレを補正する精度が徐々に低下すると考えられる。しかし、本実施形態のように縦方向は旋回装置５３で補正することで、推進方向と重力方向とが一致しないので旋回装置５３の自重による磨耗等の発生は少なく、縦方向の移動ズレの補正精度を維持できる。

また、この電子部品搬送装置１は、予定位置１２と其の周囲を視野５６ａに捉えるカメラ５６を配置し、アーム５１が搬送テーブル３に向く真上方向に旋回移動した際の撮像データから実際位置１３を解析するようにした。特に、アーム５１と其の先端の吸着ノズル５２とは、軸を逸らして配置される。そのため、カメラ５６は、吸着ノズル５２の後端からアーム５１の旋回による吸着ノズル５２の移動軌跡を通して、予定位置１２と其の周囲を視野５６ａに捉えることができる。これにより、カメラ５６は実際位置１３を正確に捉えることができ、移動ズレの補正精度が向上する。尚、本実施形態では、カメラ５６が小型である場合には、プリズム５７を廃し、カメラ５６を吸着ノズル５７の後端側に直接配置するようにしてもよい。

また、この電子部品搬送装置１は、進退駆動装置５５の従動ロッド５５２とアーム５１のロッド５１３の接触面は各々湾曲部５５３を有するようにした。これにより、アーム５１が迎角を真横以外としても、アーム５１のロッド５１３に軸方向の推力を与えることができ、真横以外の迎角を有するアーム５１を電子部品１１に向けて軸方向に進出させることができる。そのため、縦方向の移動ズレを迎角変位によって解消する方式であっても高精度のピックアップが可能となる。

ここで、迎角変位によりアーム５１を電子部品１１に向けると、アーム５１の基端と供給盤１０との距離は一定であるから、吸着ノズル５２と電子部品１１との距離が迎角に応じて変化してしまう。一方、吸着ノズル５２の進出距離に正確を期さない場合、電子部品１１に過大な荷重を与えてしまったり、電子部品１１に吸着ノズル５２が未達となってピックアップミスが生じてしまう虞がある。

そこで、この電子部品搬送装置１では、アーム５１を迎角変位させた後の吸着ノズル５２と電子部品１１との間に生じ得る最大距離を進出させるようにした。更に、吸着ノズル５２はボイスコイルモータ５１５を介してアーム５１に付設した。これにより、過大な進出分は、ボイスコイルモータ５１５が吸着ノズル５２を後退させることで吸収する。そのため、アーム５１を迎角によらずに一定距離Ｌ２進出させることで、電子部品１１への吸着ノズル５２の未達を防ぎ、またボイスコイルモータ５１５による電子部品１１への過荷重を抑制できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る電子部品搬送装置１について図面を参照して詳細に説明する。第１の実施形態と同一構成及び同一機能に関しては同一符号を付して詳細な説明を省略する。図１５に示すように、第２の実施形態に係る電子部品搬送装置１は、ピックアップ装置５の制御装置５８に進出距離算出部５８４を備える。

進出距離算出部５８４は、実際位置１３に向けて迎角を変更した吸着ノズル５２と、突き上げられた電子部品１１との進出距離を算出する。真横に向いて収縮するアーム５１と突き上げられた電子部品１１との離間距離Ｌ１は、ホルダ４とピックアップ装置５の配置関係に依存して既知である。進出距離算出部５８４は、この離間距離Ｌ１と縦方向成分の移動ズレＹとを用いてピタゴラスの定理により、進出距離Ｌ３を算出する。

図１６に示すように、中継制御部５８３は、進退駆動装置５５を制御して、迎角に応じて進出距離算出部５８４が算出した進出距離Ｌ３だけアーム５１を進出させる。これにより、吸着ノズル５１の先端は、電子部品１１の移動ズレの程度に依らずに精度良く電子部品１１の表面に位置する。従って、電子部品１１に過荷重をかけたり、電子部品１１のピックアップミスを生じることを抑制できる。尚、この電子部品搬送装置１では、ボイスコイルモータ５１５を排除してもよいし、ボイスコイルモータ５１５を兼用させて、移動精度に応じて電子部品１１にかかる荷重をコントロールするようにしてもよい。

（第３の実施移形態）
第３の実施形態に係る電子部品搬送装置１について図面を参照して詳細に説明する。第２の実施形態と同一構成及び同一機能に関しては同一符号を付して詳細な説明を省略する。図１７に示すように、第３の実施形態に係る電子部品搬送装置１において、制御装置５８は突き上げ距離算出部５８５を備える。また、ホルダ４の突き上げピン４２の移動を制御するピン駆動制御部５８６を備える。

図１８に示すように、突き上げ距離算出部５８５は、一定距離を進出する吸着ノズル５２に対して電子部品を接触させる突き上げ距離Ｌ６を算出する。前提として、アーム５１の基端と供給盤１０の表面との離間距離Ｌ７は、ホルダ４とピックアップ装置５の配置関係に依存して既知である。まず、突き上げ距離算出部５８５は、吸着ノズル５２の進出距離とアーム５１の長さと迎角θとによって、三角関数を利用して、供給盤１０の表面へ吸着ノズル５２が接近する接近距離Ｌ８を算出する。

そして、離間距離Ｌ７から接近距離Ｌ８を差分することで、突き上げ距離Ｌ６が算出できる。ピン駆動制御部５８６は、突き上げピン４２を制御して、迎角に応じて突き上げ距離算出部５８５が算出した突き上げ距離Ｌ６だけ突き上げピン４２を進出させる。これにより、突き上げられた電子部品１１は、電子部品１１の移動ズレの程度に依らずに精度良く吸着ノズル５２の先端に位置する。従って、電子部品１１に過荷重をかけたり、電子部品１１のピックアップミスを生じることを抑制できる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態に係る電子部品搬送装置１について図面を参照して詳細に説明する。第１乃至第３の実施形態と同一構成及び同一機能に関しては同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図１９は、ホルダ４の詳細構成を示す構成図である。ホルダ４は、ウェハリングである供給盤１０が挿入されるリング挿入部４３を筐体の設置面に対する垂直面に有する。スライダ４１は、リング挿入部４３を供給盤１０の盤面に沿って可動にする。突き上げピン４２は、定点設置されてリング挿入部４３の裏側から表側へ向けて延びる。

供給盤１０を平行移動させるスライダ４１は、リング挿入部４３を固定する支持板４１１と、当該支持盤４１１が滑走するレール４１２を有する。支持板４１１の中心には、供給盤１０全体を包含する穴が設けられている。レール４１２は、支持板４１１の背面に設けられている。レール４１２は２種類存在し、横方向及び縦方向に延びている。支持板４１１がレール４１２に沿って摺動すると、支持板４１１に固定されたリング挿入部４３は、供給盤１０の盤面に沿って平行面上を２次元移動する。

この電子部品搬送装置１において、補正制御部５８２は、電子部品搬送装置１の全体を統合制御するコンピュータであり、ピックアップ装置５のアーム５１を旋回させる旋回装置５３と平行移動させるスライダ５４と、ホルダ４のスライダ４１を制御して、アーム５１を実際位置に向ける。すなわち、アーム５１と実際位置１３とのズレをピックアップ装置５とホルダ４で分配して解消する。

この補正制御部５８２は、図２０に示すように、横方向成分の移動ズレＸをホルダ４のスライダ４１が有する最小移動単位Ｐｘで除算する。ホルダ４のスライダ４１は、補正制御部５８２の除算による商Ｓｘに相当するピッチ数だけリング挿入部４３を横に移動させる。ピックアップ装置５のスライダ５４は、剰余Ｊｘに相当する距離だけアーム５１を平行移動させる。

また、補正制御部５８２は、縦方向成分の移動ズレＹをホルダ４のスライダ４１が有する最小移動単位Ｐｙで除算する。ホルダ４のスライダ４１は、商Ｓｙに相当するピッチ数だけリング挿入部４３を縦に移動させる。更に、補正制御部５８２は、剰余Ｊｙをパラメータとして逆三角関数により迎角を算出し、ピックアップ装置５の旋回装置５３によって、算出した迎角分だけアーム５１を旋回移動させる。

このように、供給盤１０の送りに伴う移動ズレは、アーム５１の移動のみならず、ホルダ４のスライダ４１を兼用して解消するようにしてもよい。実際位置１３とアーム５１を正対させるように、供給盤１０とアーム５１の双方が互いに向けて移動するため、移動ズレの解消処理が高速化され、電子部品１１の搬送速度を向上させることができる。

（他の実施形態）
以上のように本発明の各実施形態を説明したが、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。そして、これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 電子部品搬送装置
１０ 供給盤
１１ 電子部品
１２ 予定位置
１３ 実際位置
２ 目的装置
３ 搬送テーブル
３１ 搬送経路
３２ 吸着ノズル
３３ ダイレクトドライブモータ
４ ホルダ
４１ スライダ
４１１ 支持板
４１２ レール
４２ 突き上げピン
４３ リング挿入部
５ ピックアップ装置
５１ アーム
５１ａ 旋回中心
５１１ 基端プレート
５１２ フレーム
５１３ ロッド
５１４ リング
５１５ ボイスコイルモータ
５２ 吸着ノズル
５２ａ 吸着ノズルの後端
５３ 旋回装置
５４ スライダ
５４１ ブラケット
５４２ レール
５４３ リードスクリュー
５５ 進退駆動装置
５５１ 圧縮バネ
５５２ 従動ロッド
５５３ 湾曲部
５５４ 円筒カム
５５５ 回転モータ
５６ カメラ
５６ａ 視野
５７ プリズム
５８ 制御装置
５８１ 解析部
５８２ 補正制御部
５８３ 中継制御部
５８４ 進出距離算出部
５８５ 突き上げ距離算出部
５８６ ピン駆動制御部

Claims (12)

1. 供給盤にアレイ状に並ぶ電子部品を目的機器に搬送する電子部品搬送装置であって、
   前記供給盤を保持するホルダと、
   前記目的機器への搬送経路を有する搬送テーブルと、
   前記ホルダと前記搬送テーブルとの間に配置され、前記供給盤から前記搬送テーブルへ電子部品を中継するピックアップ装置と、
   を備え、
   前記ホルダは、
   前記供給盤を盤面と平行に移動させて、各電子部品を予定位置に向けて移動させる供給盤スライダを有し、
   前記ピックアップ装置は、
   前記供給盤の電子部品をピックアップするアームと、
   前記アームを前記ホルダと前記搬送テーブルとの間で往復させる往復運動手段と、
   前記予定位置へ向けて移動する電子部品の移動ズレによる実際位置を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出に基づき、電子部品をピックアップする前記アームの位置を、平面移動した電子部品の実際位置に合わせて補正する補正手段と、
   を備え、
   前記補正手段は、
   前記供給盤を横切る方向に前記アームを移動させる第１の移動手段と、
   前記第１の移動手段が移動させる方向と直交する方向に前記アームを移動させる第２の移動手段と、
   を備え、
   前記第１の移動手段及び前記第２の移動手段の少なくとも一方は、前記アームを其の基端を中心点として旋回させる旋回手段であることを特徴とする電子部品搬送装置。
2. 前記第１の移動手段及び前記第２の移動手段の少なくとも一方は、前記アームを前記供給盤の平面に沿って平行にスライドさせるアームスライダであること、
   を特徴とする請求項１記載の電子部品搬送装置。
3. 前記第１の移動手段は、前記アームを前記ウェハの平面に沿って平行にスライドさせるアームスライダであり、
   前記第２の移動手段は、前記アームを其の基端中心点として旋回させる旋回手段であること、
   を特徴とする請求項１記載の電子部品搬送装置。
4. 前記ホルダは、前記供給盤を垂直に保持し、
   前記搬送テーブルは、前記ピックアップ装置の上方で前記搬送経路を水平にして配置され、
   前記ピックアップ装置の前記第１の移動手段は、前記アームを高さ一定で移動させる前記アームスライダであり、
   前記ピックアップ装置の前記往復運動手段と前記第２の移動手段は、共通の前記旋回手段であり、
   前記旋回手段は、
   前記アームの迎角を変位する旋回移動をさせ、
   前記第２の移動手段として、ピックアップする電子部品に向けて前記アームの迎角を変位させ、
   前記往復運動手段として、迎角変位された位置から前記搬送テーブルに向く真上方向へ前記アームを旋回移動させること、
   を特徴とする請求項３記載の電子部品搬送装置。
5. 前記検出手段は、
   前記予定位置と其の周囲を視野に捉えるカメラと、
   前記カメラの撮像データを解析して実際位置を検出する解析部と、
   を有し、
   前記解析部は、前記アームが前記搬送テーブルに向く真上方向に旋回移動した際の撮像データを解析すること、
   を特徴とする請求項４記載の電子部品搬送装置。
6. 前記アームは、先端に電子部品を保持する保持手段を有し、
   前記保持手段は、前記アームと軸を外して配置され、
   前記カメラは、前記保持手段の後端から前記往復運動手段による前記保持手段の移動軌跡を通して前記予定位置と其の周囲を視野に捉えること、
   を特徴とする請求項５記載の電子部品搬送装置。
7. 前記補正手段は、
   前記第１の移動手段と前記第２の移動手段と前記供給盤スライダとを制御し、前記アームと前記供給盤の両方を移動させて、前記アームを前記実際位置に移動させること、
   を特徴とする請求項１記載の電子部品搬送装置。
8. 前記アームは、先端に電子部品を保持する保持手段を有し、
   前記ピックアップ装置は、前記保持手段を軸方向に進退させる進退駆動手段を有し、
   前記進退駆動手段は、
   前記保持手段と連結する第１のロッドと、
   前記第１のロッドに向けて進出し、前記第１のロッドを軸方向に押し出す第２のロッドと、
   を有し、
   前記第１のロッドと前記第２のロッドの接触面は、それぞれ湾曲部を有すること、
   を特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の電子部品搬送装置。
9. 前記アームは、先端に電子部品を保持する保持手段を有し、
   前記ピックアップ装置は、前記保持手段を軸方向に進退させる進退駆動手段を有し、
   前記ホルダは、電子部品をピックアップ装置側へ突き出す突き出しピンを有し、
   前記進退駆動手段は、
   ボイスコイルモータと、
   前記保持手段と前記ボイスコイルモータを介して連結された第１のロッドと、
   前記第１のロッドに向けて進出し、前記第１のロッドを軸方向に押し出す第２のロッドと、
   を有し、
   前記第２のロッドは、前記予定位置の電子部品と前記アームが真横に移動したときの前記保持手段との間の距離以上に進出し、
   前記ボイスコイルモータは、電子部品からの垂直抗力を受けると、前記ボイスコイルモータに対して前記保持手段を相対的に後退させること、
   を特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の電子部品搬送装置。
10. 前記アームは、先端に電子部品を保持する保持手段を有し、
    前記ピックアップ装置は、前記保持手段を軸方向に進退させる進退駆動手段を有し、
    前記進退駆動手段は、
    前記保持手段に接続された第１のロッドと、
    前記第１のロッドに向けて進出し、前記第１のロッドを軸方向に押し出す第２のロッドと、
    を有し、
    前記第２の移動手段が前記アームを旋回させた後の前記保持手段と電子部品との距離を算出する距離算出手段を更に備え、
    前記第２のロッドは、前記距離算出手段が算出した距離だけ進出すること、
    を特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の電子部品搬送装置。
11. 前記ホルダは、電子部品をピックアップ装置側へ突き出す突き出しピンを有し、
    前記第２の移動手段が前記アームを旋回させた後の前記保持手段と電子部品との距離を算出する距離算出手段を更に備え、
    前記ホルダは、前記距離算出手段が算出した距離に基づき、前記突き出しピンを進出させること、
    を特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の電子部品搬送装置。
12. 前記補正手段は、
    前記供給盤スライダの最小移動単位の倍数分だけ、前記供給盤を移動させ、
    前記供給盤スライダの最小移動単位に満たない距離分だけ、前記アームを移動させること、
    を特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の電子部品搬送装置。
    
    

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