JP6049155B1 - ピックアップ装置及び電子部品搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保持手段から配線を引き出して成るピックアップ装置又は当該ピックアップ装置を備える電子部品搬送装置において、高速搬送と装置の信頼性向上を両立させる。【解決手段】２台のピックアップヘッド５１ａ、５ｂは、１８０度正反対を向いて配置され、第１の停止点で収容体と対面して電子部品を保持し、第２の停止点で搬送経路１ａと対面して電子部品の保持を解除する。回転テーブル５１１は、２台のピックアップヘッド５１ａ、５１ｂを両方の中間位置を中心に１８０度ずつ往復回転させて、２台の２台のピックアップヘッド５１ａ、５１ｂの場所を前記第１の停止点と前記第２の停止点に入れ替えるテーブル平面と直交するテーブル中心を軸に１８０度ずつ往復回転する。２台のピックアップヘッド５１ａ、５１ｂを終端とする配線は、固定端に至るまで間に摺動接点が無い。【選択図】図３

Description

本発明は、収容体から電子部品を取り出して搬送経路に供給するピックアップ装置と、当該ピックアップ装置を備え、電子部品を搬送しながら所定処理を施す電子部品搬送装置に関する。

電子部品は、電気特性や外観等の各種検査を受け、品質に応じて分類され、梱包し直される後工程を経る。電子部品搬送装置は、後工程を担う製造装置であり、搬送経路を形成し、各種検査、分類又は梱包を施す処理ユニットを搬送経路に配置する。そして、電子部品搬送装置は、電子部品を搬送経路に沿って移動させ、各種処理ユニットで電子部品に処理を施す。

この電子部品搬送装置は、電子部品の搬送経路を形成する搬送ユニットと電子部品を収納する収容ユニットを備え、収容ユニットから電子部品を取り出て搬送経路上を移動させる。但し、搬送ユニットと収容ユニットとの間を空ける必要があり、搬送ユニットと収容ユニットとが電子部品を直接授受できない場合には、搬送ユニットと収容ユニットとの間にピックアップ装置が配置される。

ピックアップ装置は、収容ユニットと搬送ユニットとの間の電子部品の授受を中継する装置である。ピックアップ装置は、電子部品の保持手段を備える。保持手段は、収容ユニットに向いて電子部品をピックアップし、搬送ユニットに向いて電子部品をドロップオフする。従来、１台の保持手段を有し、１台の保持手段を往復させるピックアップ装置がある。このピックアップ装置は、１台の保持手段を一方向に動かして収容ユニットに向け、その１台の保持手段を逆方向に動かして搬送ユニットに向ける。また、４台の保持手段を９０度の間隔で配置し、４台の保持手段を１方向に３６０度回転させ続けるピックアップ装置がある。

１台の保持手段を有するピックアップ装置では、一方向の移動で１個の電子部品が収容ユニットから搬送ユニットに運ばれる。逆方向の移動は、空の保持手段を収容ユニットに戻す処理となり、電子部品の移動を伴わない。すなわち、このピックアップ装置は、搬送ユニットへ往復の計２回の移動につき１回の電子部品の供給しかできず、大量搬送性に乏しい。これに対し、９０度の間隔で４本の保持手段を配置したピックアップ装置では、１回の９０度回転につき１個の電子部品の供給ができるため、大量搬送性に富む。

特開２００３−２０９３９３号公報 特開２００９−１７０７９１号公報

９０度の間隔で４本の保持手段を配置したピックアップ装置では、時計回りと反時計回りを繰り返す往復運動はできず、一方向に３６０度回転する必要がある。ピックアップ装置は、保持手段の機能を達成するために様々な配線を保持手段に接続しなくてはならない。例えば、保持手段が吸着チャックである場合、保持手段に負圧を供給する圧力配線を接続する必要がある。また搬送ユニットや収容ユニットに電子部品を送迎するために、保持手段に自力で前進及び後退可能なアクチュエータを設置した場合、アクチュエータを作動させるための電気配線を保持手段に引き込む必要がある。

保持手段とは反対端は、負圧発生源、又は電源及び制御装置に接続される必要がある。負圧発生源、又は電源及び制御装置も保持手段に合わせて回転させることはできないので、保持手段から延びる配線は何処かで固定端となる。そのため、９０度の間隔で配置される４本の保持手段が一方向に３６０度回転し続けると、圧力配線や電気配線が回転体に巻き付いてしまい、最悪の場合は断線を招く。

この問題を解消するために、従来は、配線の回転体と固定端との間を摺動接点で接続するか、吸着チャックではなく、静電チャック等の他の保持手段を採用するか、外部にアクチュエータを設置して受動的に保持手段を駆動させていた。

圧力配線において摺動接点を設ける場合、次のような構成が挙げられる。すなわち、配線の途中に２重構造の摺動接点を介在させる。２重構造の摺動接点は、円筒状のマニフォールドを核にし、外殻にリング容器が嵌め込まれて成る。マニフォールドは、例えば負圧発生源から一平面に圧力配管を引き込み、円周面に複数の開口を有する。マニフォールドは負圧発生源から負圧が常時掛かり、不動体である。

一方、リング容器は、マニフォールドと同心円状で、その内周面がマニフォールドの外周面と擦れ合うように回転する。このリング容器は複数の貫通穴が内周面から外周面にかけて放射状に複数形成されている。貫通穴の外周面開口にはチューブが接続され、そのチューブは保持手段に接続される。このような摺動接点において、マニフォールドの外周面に形成された開口とリング状容器の貫通穴とが一致したとき、負圧発生源、圧力配管、マニフォールド、リング容器、チューブ及び保持手段が全て連通し、保持手段へ負圧が供給される。

不動体であるマニフォールドにチューブを直接接続すると、４本の保持手段を９０度間隔で配置して３６０度回転させるピックアップ装置では、チューブが絡まってしまうが、この摺動接点を用いれば、チューブが巻き付きはない。また負圧を遮断する電磁弁をマニフォールドに設置しておけば、電磁弁に制御信号を電送する電気配線が絡まることもない。しかしながら、この摺動接点を用いる方式であると、保持手段に負圧を常時供給できないので、保持手段に発生する吸引力は弱くなる。そのため、電子部品を収容ユニットから供給ユニットへ運ぶまでに電子部品を脱落させてしまう虞がある。

電気配線において摺動接点を設ける場合、次のような構成が挙げられる。すなわち、配線の途中に、不動の電極とブラシ状の電極を介在させる。保持手段のアクチュエータから導出される配線部分はブラシ状の電極に接続される。保持手段の動きに合わせてブラシ状の電極を不動の電極上で摺動させれば、４本の保持手段を９０度間隔で配置して３６０度回転させるピックアップ装置であっても、電気配線が絡まることはない。しかしながら、この摺動接点を用いる方式であると、不動の電極とブラシ状の電極とが摺動により摩耗してしまい、交換の必要が生じ、最悪の場合は接触不良により保持手段を稼働できなくなってしまう。

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、保持手段から配線を引き出して成るピックアップ装置又は当該ピックアップ装置を備える電子部品搬送装置において、高速搬送と装置の信頼性向上を両立させることを目的とする。

本発明に係るピックアップ装置は、収容体から電子部品を取り出して搬送経路に供給す
るピックアップ装置であって、１８０度正反対を向いて配置され、第１の停止点で収容体
と対面して電子部品を保持し、第２の停止点で搬送経路と対面して電子部品の保持を解除
する２台の保持手段と、前記２台の保持手段を両方の中間位置を中心に１８０度ずつ往復
回転させて、前記２台の保持手段の位置を前記第１の停止点と前記第２の停止点に交互に
入れ替える回転テーブルと、一端が固定端となり、他端が前記保持手段に接続され、間に
摺動接点の無い配線と、前記収容体の電子部品と一方の前記保持手段との位置が合う前記第１の停止点と、前記搬送経路の電子部品受け渡し箇所と他方の前記保持手段との位置が合う前記第２の停止点との間を往復するように、前記回転テーブルを前記収容体における電子部品の配列平面に沿って平行移動させる平行移動手段と、を備えること、を特徴とする。

前記保持手段は、負圧が供給されて電子部品を吸引力により保持する吸着チャックであり、前記配線は圧力配線であるようにしてもよい。

負圧が常時掛かる不動のマニフォールドを備え、前記配線は、固定端が前記マニフォールドに直接接続されるチューブであるようにしてもよい。

負圧が常時掛かるマニフォールドを備え、前記配線は、前記マニフォールドを含み、前記保持手段から前記マニフォールドを経由して引き出されて、引き出し先で固定されているようにしてもよい。

前記第１の停止点の前記配列平面上の位置を検出する、電子部品の位置検出手段を更に備えるようにしてもよい。

また本発明は、電子部品搬送装置であって、前記収容体を搭載する収容ユニットと、前記搬送経路を形成する搬送ユニットと、前記収容ユニットと前記搬送ユニットとの間に配置される前記ピックアップ装置と、を備えること、を特徴とする。

本発明によれば、１８０度往復回転で電子部品の中継がなされるので、配線不良が生じることはなく、電子部品の高速搬送と装置の信頼性向上が両立できる。

電子部品搬送装置１の全体構成を示す側面図である。 ウェハリングホルダの構成を示す斜視図である。 ピックアップ装置の構成を示す斜視図である。 ピックアップヘッドの構成を示す斜視図である。 ピックアップヘッドに対する配線を示すブロック図である。 搬送ユニットの構成を示す側面図である。 搬送ユニットの構成を示す上面図である。 外観検査ユニットの構成を示す斜視図である。 テーピングユニットの構成を示す斜視図である。 ピックアップヘッドの動作を示す模式図である。

（全体構成）
以下、本実施形態に係る電子部品搬送装置１について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１に示す電子部品搬送装置１は、電子部品を搬送しながら所定処理を施す。電子部品は、電気製品に使用される部品であり、半導体素子等がパッケージングされてなり、半導体素子としては、トランジスタやダイオードやコンデンサや抵抗等のディスクリート半導体や集積回路等が挙げられる。

この電子部品搬送装置１は、搬送ユニット３とウェハリングホルダ４とピックアップ装置５と外観検査ユニット６とテーピングユニット７を備える。台２の上面に、搬送ユニット３と外観検査ユニット６とテーピングユニット７が載置され、台２の下に、ウェハリングホルダ４が台２の平面と水平に横置きで配置される。台２は一部が切り欠かれており、ピックアップ装置５は台２の上下に飛び出して切り欠き部分に設置される。

ウェハリングホルダ４は、外観検査する電子部品を収容する収容ユニットの一例である。ウェハリングホルダ４はウェハリングにより成る収容体を搭載している。ピックアップ装置５は搬送する電子部品をウェハリングホルダ４からピックアップして搬送ユニット３に渡す。搬送ユニット３は、その周囲に環状で高さ一定の搬送経路１ａを形成し、電子部品を搬送経路１ａに沿って移動させる。ピックアップ装置５は搬送経路１ａの一点の直下に配置され、ウェハリングホルダ４はピックアップ装置５の直下に搬送経路１ａと平行に拡がる平面に沿って横置きされる。

テーピングユニット７は搬送経路１ａの一点の直下に配置される。テーピングユニット７はピックアップ装置５と離間して配置される。このテーピングユニット７は、外観検査された電子部品をキャリアテープに収容する。外観検査ユニット６は、所定処理を施す処理ユニットの一例であり、電子部品の外観を検査する。ピックアップ装置５とテーピングユニット７との間の搬送経路１ａ上の一点の直下に配置される。

（ウェハリングホルダ）
ウェハリングホルダ４の詳細構成を図２に示す。ウェハリングホルダ４は、ウェハリングを水平に寝かせて保持し、ウェハリングを水平面と平行で互いに直交する２軸方向に移動させることで、ピックアップ予定の電子部品をピックアップ装置５の直下に位置させる。ウェハリングは、ダイシングされたウェハを貼り付けたシートをリングに張って成り、個片の電子部品がアレイ状に並ぶ。

このウェハリングホルダ４は、ウェハリングが水平にして挿入されるリング挿入部４１と、リング挿入部４１を水平移動させるリング移動機構４２と、リング挿入部４１を水平面と直交する縦軸を中心に回転させるリング回転機構４３と、定点設置されてウェハリングの裏側から電子部品を突き上げる突上げピン４４とを備えている。

リング挿入部４１は、水平に延びる２枚のドーナツ板４１ａ、４１ｂで構成されている。一方のドーナツ板４１ａと他方のドーナツ板４１ｂとは、隙間部４１ｃを設けて重ね合わせられている。隙間部４１ｃにはウェハリングが挿入される。ドーナツ板４１ａ、４１ｂの中心に設けられた穴は、リング挿入部４１に挿入されたウェハリング全体を包含する。

リング移動機構４２は、下層側のドーナツ板４１ａを其の背面から固定する更なる下層の支持板４２ａと、支持板４２ａの背面に固設されたレール４２ｂ、４２ｃとを有する。支持板４２ａの中心にもリング挿入部４１に挿入されたウェハリング全体を包含する穴が設けられている。レール４２ｂは水平面と平行な１軸方向に延び、レール４２ｃは水平面と平行でレール４２ｂと直交する２軸目方向に延びている。支持板４２ａがレール４２ｂ、４２ｃに沿って摺動すると、支持板４２ａに固定されたリング挿入部４１は、水平面に沿って２次元移動する。

リング回転機構４３は、リング挿入部４１に固定されたタイミングプーリ４３ａと、タイミングプーリ４３ａに巻回するベルト４３ｂと、ベルト４３ｂを走行させるモータ４３ｃとを備えている。タイミングプーリ４３ａは、リング挿入部４１と同心円のリング形状を有し、外周にベルト４３ｂが巻き付けられている。このリング回転機構４３は、モータ４３ｃを回転させることで、ベルト４３ｂを走行させ、ベルト４３ｂの走行に伴ってタイミングプーリ４３ａを回転させる。リング挿入部２１は、タイミングプーリ４３ａの回転に連動して回転する。

突上げピン４４は、先端に行くに従って先細りした内殻のピンと当該ピンを収容する外殻の筒とにより成る２重構造部材であり、リング挿入部４１の穴に向けて突き出している。この突上げピン４４は、筒からピンが前進及び後退可能となっている。駆動機構によってピンが前進すると、突き上げピン４４はウェハリングのシート上の一点を突き上げるまで伸長する。

リング移動機構４２は、突き上げピン４４によって突き上げられる位置に電子部品を移動させ、リング挿入部４１は、突き上げピン４４によって突き上げられる電子部品の向きを修正する。突き上げピン４４は、電子部品を突き上げることで、隣接の電子部品とのダイシングラインを拡げ、電子部品をピックアップし易くする。

（ピックアップ装置）
ピックアップ装置５の詳細構成を図３に示す。ピックアップ装置５は、電子部品をウェハリングホルダ４から受け取って搬送ユニット３に渡す一対のピックアップヘッド５１ａ、５１ｂと、ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂをウェハリングホルダ４と搬送ユニット３とに順番に対向させるダイレクトドライブモータ５２と、ピックアップ予定の電子部品の位置ズレを検出する部品位置検出部５３と、ピックアップヘッド５１ａ又は５１ｂの位置を電子部品の位置に一致させるヘッド平行移動機構５４とを備える。

ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂは、電子部品を吸引により保持する吸着チャックであり、保持手段の一例である。ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂは、１８０度正反対に向いて同一の回転テーブル５１１の平面上に支持されている。ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂの軸延長線は双方とも回転テーブル５１１の中心を通り、ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂは回転テーブル５１１の中心から等距離離間した位置を基端として、回転テーブル５１１の半径方向外方に突き出ている。ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂの全長は同一である。すなわち、ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂの先端は、回転テーブル５１１と同心円の同一軌道上に位置する。

回転テーブル５１１は、テーブル平面と直交するテーブル中心を軸に、ダイレクトドライブモータ５２により間欠的に１８０度ずつ正転と逆転を繰り返す。この回転テーブル５１１は、搬送経路１ａ及びウェハリングホルダ４の拡がる平面に対して直交した平面を有する。すなわち、ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂを含む回転テーブル５１１は縦置きされている。

ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂは間欠的に位置が入れ替わり、ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂは真上方向を向く第１の停止点と真下方向を向く第２の停止点で停止する。直下方向を向いたピックアップヘッド５１ａ又は５１ｂは、ウェハリングホルダ４の突き上げピン４４にウェハリングの電子部品を挟んで対面し、突き上げピン４４により突き上げられた電子部品を迎えに行き、保持する。直上方向を向いたピックアップヘッド５１ａ又は５１ｂは、搬送ユニット３が形成する搬送経路１ａ上の一点を臨み、ウェハリングホルダ４から取り上げた電子部品を搬送ユニット３へ渡す。

部品位置検出部５３は、ピックアップ予定の電子部品が位置しているウェハリングホルダ４上の位置を検出する。この部品位置検出部５３は、プリズム５１ｃとカメラ５１ｄとを備える。プリズム５１ｃは回転テーブル５１１の平面上中心に取り付けられている。プリズム５１ｃは、回転テーブル５１１の中心軸と同軸の光路を真下に屈曲させる。カメラ５１ｄはこの光路上に配置されている。カメラ５１ｄは、真下を向いたピックアップヘッド５１ａ又は５１ｂの延長線上に位置するウェハリング上の電子部品の位置を撮影している。カメラ５１ｄの撮像結果により、ピックアップ予定の電子部品と真下を向いたピックアップヘッド５１ａ又は５１ｂの位置関係が解析可能となる。

ヘッド平行移動機構５４は、回転テーブル５１１と共にピックアップヘッド５１ａ、５１ｂをウェハリングホルダ４の拡がる平面と水平な第１軸（Ｘ軸）及び当該第１軸と直交する第２軸（Ｙ軸）に沿って平行移動させる。ウェハリングホルダ４の拡がる平面は、即ち電子部品が配列される配列平面である。このヘッド平行移動機構５４は、Ｘ軸方向に延びるボールネジ機構５４ｘとＹ軸方向に延びるボールネジ機構５４ｙとを備える。

ボールネジ機構５４ｘとボールネジ機構５４ｙは、それぞれモータと、ネジが切られてモータにより軸回転するシャフトと、シャフトと螺合して回転テーブル５１１を支持するスライダとにより構成され、ボールネジ機構５４ｘのシャフトがＸ軸方向に延び、ボールネジ機構５４ｙのシャフトがＹ軸方向に延びている。モータの回転に伴うシャフトの回転により、スライダがシャフトに沿って移動することで、ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動する。

ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂを更に詳細に説明する。図４は、ピックアップヘッド５１ａの詳細構成を示す斜視図である。ピックアップヘッド５１ｂはピックアップヘッド５１ａと同一構成につき詳細な説明を省略する。ピックアップヘッド５１ａは、先端が開口した中空管であるノズル部５１２を本体とする。ノズル部５１２は回転テーブル５１１の半径方向外方が開口している。ノズル部５１２の先端には、電子部品への荷重緩和のためにコレット５１３が嵌め込まれている。負圧がノズル部５１２に作用することで、吸引力により電子部品を保持する。ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂへの負圧が遮断されることで電子部品を離脱させる。

また、ピックアップヘッド５１ａは、回転テーブル５１１の半径方向外方へ伸長し、回転テーブル５１１の半径方向中心側へ縮小する。このピックアップヘッド５１ａは、伸長及び縮小のためのアクチュエータを自ら備えて自力駆動可能となっている。すなわち、ピックアップヘッド５１ａは、ヘッド先端とは反対側端部がボイスコイルモータ５１４となっている。具体的には、ノズル部５１２がボイスコイルモータ５１４の可動部に固定されている。可動部は例えばムービングコイル型のコイルボビンである。

ボイスコイルモータ５１４は、ベースフレーム５１５を介して回転テーブル５１１の平面に固定されている。ピックアップヘッド５１ａは、ボイスコイルモータ５１４が作動すると、可動部の前進に伴って回転テーブル５１１の半径方向外方へ伸長することになり、可動部の後退に伴って回転テーブル５１１の半径方向中心側へ縮小することになる。

図５は、ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂの配線を示す模式図である。図５に示すように、ピックアップ装置５は、負圧発生源９１と繋がる圧力配管９２１を２経路９２２ａ、９２２ｂに分岐させるマニフォールド９２を備えている。分配経路９２２ａ、９２２ｂの経路途中には電磁弁９２３が介在する。負圧発生源９１は、例えば台２を上面とする架台内部に収容される真空ポンプである。圧力配管９２１は、ダイレクトドライブモータ５２の回転軸内を通じて負圧発生源９１と繋がる。

マニフォールド９２には、圧力配管９２１を介して負圧発生源９１から常に負圧が供給される。マニフォールド９２の第１の分配経路９２２ａにはチューブ９３ａが直接接続され、マニフォールド９２の第２の分配経路９２２ｂにはチューブ９３ｂが直接接続される。チューブ９３ａの他端はピックアップヘッド５１ａに接続され、チューブ９３ｂの他端はピックアップヘッド５１ｂに接続されている。そのため、ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂには、電磁弁９２３が開であれば、常に負圧が生じている。

このマニフォールド９２は、回転体であるピックアップヘッド５１ａ、ピックアップヘッド５１ｂ、及び回転テーブル５１１に対し不動体である。電磁弁９２３を作動させる電気配線９２３ａの取り廻しのためである。すなわち、チューブ９３及びチューブ９３ｂは、不動体であるマニフォールド９２を固定端とし、他端が回転体であるピックアップヘッド５１ａ及びピックアップヘッド５１ｂと摺動接点無しで接続している。

また、ボイスコイルモータ５１４から電気配線５１４ａが引き出され、制御装置２２と接続されている。制御装置２２はコンピュータ及び電源により成り、ボイスコイルモータ５１４に対して電気配線５１４ａを通じて制御信号の入力及び給電を行う。制御装置２２は台２を上面とする架台内部に収容され、電子部品搬送装置１を統合的に制御する。この電気配線５１４ａは、ダイレクトドライブモータ５２の回転軸内を通され、制御装置２２までの途中でステー等によって固定されている。すなわち、電気配線５１４ａには、回転体であるボイスコイルモータ５１４から引き出されてステー等で固定される固定端までの間に摺動接点が存在しない。

（搬送ユニット）
搬送ユニット３の詳細構成を図６及び７に示す。搬送ユニット３は、回転テーブル３１とダイレクトドライブモータ３２と吸着ノズル３３とを備える。回転テーブル３１は、円盤形状又は星形形状等の中心から同一平面上に放射状に拡がり、中心から各外縁まで等距離な円形の包絡線を有する。この回転テーブル３１は、円中心がダイレクトドライブモータ３２の回転軸に軸支され、ダイレクトドライブモータ３２を介して台２に設置される。回転テーブル３１の外周側と台２との間には隙間が生じる。この回転テーブル３１は、ダイレクトドライブモータ３２によって円周方向に間欠回転する。

吸着ノズル３３は、電子部品を吸引することで保持する保持手段であり、回転テーブル３１の縁に円周等配位置で昇降可能に支持されている。本実施形態では、回転テーブル３１はアーム３１ａが半径方向に沿って放射状に延びた星形形状を有し、アーム３１ａは円周等配位置で延びる。吸着ノズル３３はアーム３１ａの先端に支持され、回転テーブル３１が拡がる平面と垂直に延び、回転テーブル３１から下方へ垂れ下がっている。

具体的には、アーム３１ａの先端にはガイドレール３１ｂを備える。ガイドレール３１ｂは、回転テーブル３１が拡がる平面と垂直に延びる。吸着ノズル３３は、このガイドレール３１ｂを把持し、昇降可能となっている。またガイドレール３１ｂと平行してコイルスプリング３１ｃが設けられており、吸着ノズル３３を上方に付勢している。

吸着ノズル３３は内部中空のパイプ形状を有し、下端が開口して吸引口３３ｂとなっている。吸着ノズル３３の中空内部は負圧発生源９１と連通しており、吸着ノズル３３には負圧が発生し、吸引口３３ｂで電子部品を吸引力によって保持可能となっている。また吸着ノズル３３に至る経路に電磁弁が配され、電磁弁が閉となることで、真空破壊されて、電子部品を離脱させる。

この搬送ユニット３において、回転テーブル３１の１ピッチ当たりの回転角度と隣接する吸着ノズル３３の成す角度は同一である。吸着ノズル３３は、回転テーブル３２の円中心から等距離に位置する。そのため、各吸着ノズル３３は、同一軌跡を辿り、同一ポジションに停止する。吸着ノズル３３の間欠回転により吸着ノズル３３の吸引部３３ｂが辿る軌跡が電子部品の搬送経路１ａとなる。ピックアップ装置５の直上方向を向いたピックアップヘッド５１ａ、５１ｂの位置、外観検査ユニット６の設置位置、及びテーピングユニット７の設置位置は、吸着ノズル３３の何れかの停止位置の直下に位置するように調整される。

（外観検査ユニット）
外観検査ユニット６の詳細構成を図８に示す。ユニット筐体６１にカメラ６２、プリズム６３、リング照明６４及び進退駆動装置８を搭載して成る。プリズム６３、リング照明６４及び進退駆動装置８は、外観検査ユニット６の前方側に、高さを異ならせて、上面視同一位置に設置される。下から上へ順にプリズム６３、リング照明６４、進退駆動装置８が配置される。詳細には、ユニット筐体６１には、リング照明６４の位置よりも高く延びる立柱フレーム６１１が延設されており、この立柱フレーム６１１の上端部に進退駆動装置８が支持されている。

カメラ６２は、プリズム６３を介して撮像する。プリズム６３は、光軸をカメラ６２に向けて屈折させる。リング照明６４は、シリコン等の透明部材により成るリング内部にＬＥＤ等の発光素子を環状に配置してなり、リング上方且つリングの中心軸上に光を集中させる。進退駆動装置８は、本体に対して前進及び後退するロッド８１を備えており、ロッド８１の先端で物体を押す。例えば、進退駆動装置８はモータと円筒カムを備えており、ロッド８１は円筒カムのカム面を従動し、円筒カムはモータの回転力を直線推力に変換し、ロッド８１はカムフォロアとして円筒カム中心から離れるように前進する。

プリズム６３、進退駆動装置８及びリング照明６４は、プリズム６３がカメラ６２に向けて屈折させる前の光軸と、進退駆動装置８のロッド８１の軸線と、リング照明６４の中心軸は共通軸になるように配置され、外観検査ユニット６の設置点で停止した吸着ノズル３３の軸線と当該共通軸とが一致するように、外観検査ユニット６は配置される。

尚、立柱フレーム６１１は、プリズム６３、進退駆動装置８及びリング照明６４の列よりも外観検査ユニット６の後方側に立設されており、進退駆動装置８とリング照明６４との間の空間は、外観検査ユニット６の後方を除き、外観検査ユニット６の前方側及び両側が解放されている。従って、立柱フレーム６１１は、吸着ノズル３３の移動の物理的障害とはならない。

この外観検査ユニット６は、進退駆動装置８のロッド８１は吸着ノズル３３の頭部３３ａを押し込み、吸着ノズル３３をリング照明６４が照らす位置に下降させ、吸着ノズル３３が保持する電子部品の像をプリズム６３によりカメラ６２に導く。

（テーピングユニット）
テーピングユニット７の詳細構成を図９に示す。テーピングユニット７は、電子部品をキャリアテープに収納する処理を施す。キャリアテープは、帯長手方向に沿ってエンボス加工されたポケットが並設されており、各ポケットは電子部品の収納領域である。このテーピングユニット７は、キャリアテープを一直線に走行させる走行溝７１を有しており、走行溝７１に沿ってキャリアテープを走行させる。

テーピングユニット７は、キャリアテープを間欠的に走行させる。キャリアテープの１ピッチ当たりの走行量は、隣接するポケットの中心同士を結んだ線分の長さと一致し、テーピングユニット７は、各ポケットを同一箇所に停止させる。ポケットの同一停止箇所のうちの１箇所は、電子部品の収納作業箇所７２となっている。

このテーピングユニット７は、収納作業箇所７２に直上に進退駆動装置８を備えている。テーピングユニット７のユニット筐体７３には、走行溝７１の上端よりも高く延びる立柱フレーム７３１が延設されており、この立柱フレーム７３１の上端部に進退駆動装置８が支持されている。このテーピングユニット７は、進退駆動装置８のロッド８１が吸着ノズル３３の頭部３３ａを押し込み、吸着ノズル３３を収納作業箇所７２に下降させて、電子部品を空のポケットに差し込ませる。

尚、立柱フレーム７３１は、収納作業箇所７２及び進退駆動装置８の列よりもテーピングユニット７の後方側に立設されており、進退駆動装置８と収納作業箇所７２との間の空間は、テーピングユニット７の後方側を除き、外観検査ユニット６の前方側及び両側が解放されている。立柱フレーム７３１は、吸着ノズル３３の移動の物理的障害とはならない。

（動作）
この電子部品搬送装置１の動作を説明する。予め、ウェハリングホルダ４のリング挿入部４１にはウェハリングがセットされ、テーピングユニット７の走行溝７１にはキャリアテープがセットされる。ウェハリングホルダ４では、突き上げピン４４の真上に電子部品が順次移動し、突き上げピン４４によって突き上げられている。ピックアップ装置５は、突き上げピン４４によって突き上げられた電子部品を受け取り、搬送ユニット３へ渡す。

搬送ユニット３は、ピックアップ装置５の真上に空の吸着ノズル３３を順次待機させている。吸着ノズル３３がピックアップ装置５から電子部品を受け取ると、回転テーブル３１は、ダイレクトドライブモータ３２によって間欠的に回転する。電子部品を保持した吸着ノズル３３は、やがて外観検査ユニット６の設置箇所で停止する。

外観検査ユニット６が備える進退駆動装置８は、ロッド８１を下方に前進させ、ロッド８１の下端で吸着ノズル３３の頭部３３ａを押圧し、コイルスプリング３１ｃの付勢力に抗して、吸着ノズル３３をガイドレール３１ｂに沿って下降させる。リング照明６４は、吸着ノズル３３の吸引口３３ｂで吸引された電子部品を照らし、プリズム６３は、光軸上の電子部品の像をカメラ６２に導入し、カメラ６２は電子部品を撮像する。

電子部品の撮像が終了すると、外観検査ユニット６が備える進退駆動装置８は、ロッド８１を上方に後退させ、コイルスプリング３１ｃの付勢力により吸着ノズル３３を上昇させる。吸着ノズル３３が上昇すると、回転テーブル３１は、ダイレクトドライブモータ３２によって更に間欠的に回転し、電子部品を保持した吸着ノズル３３は、やがてテーピングユニット７の設置箇所で停止する。

テーピングユニット７は、電子部品を保持した吸着ノズル３３が収容作業箇所７２の直上で停止するまでに、キャリアテープを１ピッチ走行させ、空のポケットを収容作業箇所７２に移動させておく。テーピングユニット７が備える進退駆動装置８は、ロッド８１を下方に前進させ、ロッド８１の下端で吸着ノズル３３の頭部３３ａを押圧し、コイルスプリング３１ｃの付勢力に抗して、吸着ノズル３３をガイドレール３１ｂに沿って下降させる。そして、吸着ノズル３３は真空破壊により電子部品を離脱させ、収容作業箇所７２に位置した空のポケットに収容する。

ピックアップ装置５の動作を更に詳細に説明する。まず、１８０度正反対に向くピックアップヘッド５１ａ、５１ｂを備えるピックアップ装置５では、１８０度往復回転の往路及び復路の各々で、１回の電子部品のウェハリングホルダ４からの取り出しと、１回の電子部品の搬送ユニット３への受け渡しが行われる。往復で２つの電子部品が搬送経路１ａに供給される。

この間、ウェハリングホルダ４において、リング移動機構４２は、リング挿入部４１をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させ、電子部品を順番に突き上げピン４４の真上であるピックアップ箇所に移動させる。このとき、電子部品の貼着具合によっては、ピックアップ予定の電子部品の位置及び向きが規定位置及び規定向きと異なっている場合がある。ピックアップ装置５において、部品位置検出部５３は、真下方向に向こうとする例えばピックアップヘッド５１ａが移動してくる前に、ピックアップ予定の電子部品の規定位置及び規定向きに対するズレを検出する。

規定位置は、回転テーブル５１１が原点位置に復帰した際、ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂの軸線の延長線上である。原点位置は、ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂとピックアップ装置５の真上で停止する吸着ノズル３３とが一直線上に並ぶ位置である。規定向きは、ピックアップ装置５の真上で停止する吸着ノズル３３の存在点をおいて、吸着ノズル３３の移動軌跡と接する接線と、電子部品の一辺とが平行となる向きである。

部品位置検出部５３は、プリズム５１ｃを介して規定位置を含む領域を撮影し、画像データを解析して、ピックアップ予定の電子部品と規定位置及び規定向きとの各ズレを解析する。画像解析手段は例えばコンピュータであり、ピックアップ装置５に搭載されていてもよいし、電子部品搬送装置１が備える統合制御のためのコンピュータであってもよい。

ヘッド平行移動機構５４は、ボールネジ機構５４ｘ及びボールネジ機構５４ｙを作動させ、電子部品の規定位置からの位置ズレを解消するように、回転テーブル５１１を移動させ、真下方向に向くピックアップヘッド５１ａを、位置ズレした電子部品のピックアップ箇所に移動させる。また、ウェハリングホルダ４のリング回転機構４３は、向きズレした電子部品を規定向きに揃えるように、リング挿入部４１を回転させる。そして、突き上げピン４４は、電子部品を真下方向に向くピックアップヘッド５１ａに向けて突き上げる。真下方向に向くピックアップヘッド５１ａのボイスコイルモータ５１４は、ピックアップヘッド５１ａを電子部品に向けて、回転テーブル５１１の半径方向外方に前進させる。

コレット５１３はボイスコイルモータ５１４の作動により電子部品と当接する。ボイスコイルモータ５１４は、通電電流に比例した推力でピックアップヘッド５１ａ、５１ｂを電子部品に当接させる。そのため、電子部品に対する精密な荷重制御が可能となっている。ボイスコイルモータ５１４は、電子部品に対してゼロに近い荷重でピックアップヘッド５１ａ、５１ｂを当接させる。電子部品と当接したピックアップヘッド５１ａ、５１ｂは負圧発生源９１と常時接続されている。そのため、ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂは、強力な吸引力によって電子部品を保持する。

図１０の上図に示すように、真下方向を向いたピックアップヘッド５１ａが電子部品を保持すると、ダイレクトドライブモータ５２は、回転テーブル５１１を例えば反時計回り等の一方向に１８０度回転させ、ウェハリングホルダ４から電子部品を取り上げたピックアップヘッド５１ａを真上方向に向かせる。真上方向を向いたピックアップヘッド５１ｂが電子部品を搬送ユニット３に渡しており、反時計回り等の一方向に１８０度回転し、真下方向を向く。

このとき、チューブ９３ａ、９３ｂは一端がピックアップヘッド５１ａ、５１ｂに追従するが、他端が不動体であるマニフォールド９２に固定されている。そのため、この１８０度回転の往路で、チューブ９３ａ、９３ｂが１８０度捻じれる。また、電気配線５１４ａは一端がボイスコイルモータ５１４に追従するが、他端がステー等で固定されているため、１８０度回転の往路で１８０度捻じれる。

しかし、図１０の下図に示すように、今度は、真下方向を向いたピックアップヘッド５１ｂが電子部品を保持すると、ダイレクトドライブモータ５２は、回転テーブル５１１を例えば時計回り等の逆方向に１８０度回転させ、ウェハリングホルダ４から電子部品を取り上げたピックアップヘッド５１ｂを真上方向に向かせる。真上方向を向いたピックアップヘッド５１ａが電子部品を搬送ユニット３に渡しており、時計回り等の逆方向に１８０度回転し、真下方向を向く。

そのため、１８０度回転の復路では、１８０度捻じれていたチューブ９３ａ、９３ｂの捻れが解消される。また、１８０度回転の往路では電気配線５１４ａが１８０度捻れていたが、１８０度回転の復路で元に戻る。このように、一端が回転体に接続されて他端が不動体に接続されるチューブ９３ａ、９３ｂは、捻れと其の捻れの解消を繰り返すため、捻れが度を越すことがなく、摺動接点が無くとも閉塞等が生じることがない。また、一端が回転体に接続されて他端が不動体に接続される電気配線５１４ａは、捻れと其の捻れの解消を繰り返すため、捻れが度を越すことがなく、摺動接点が無くとも断線等が生じることがない。

（効果）
このように、ウェハリングホルダ４に搭載されるウェハリングから電子部品を取り出して搬送経路１ａに供給するピックアップ装置５は、回転テーブル５１１と２台のピックアップヘッド５１ａ、５ｂを備える。２台のピックアップヘッド５１ａ、５１ｂの各々に一端が接続され、他端が固定端となるチューブ９３ａ、９３ｂ、電気配線５１４ａ等の配線は、間に摺動接点が無い。

このピックアップ装置５において、２台のピックアップヘッド５１ａ、５ｂは、１８０度正反対を向いて配置され、第１の停止点で収容体と対面して電子部品を保持し、第２の停止点で搬送経路１ａと対面して電子部品の保持を解除する。回転テーブル５１１は、２台のピックアップヘッド５１ａ、５１ｂを両方の中間位置を中心に１８０度ずつ往復回転させて、２台のピックアップヘッド５１ａ、５１ｂの場所を前記第１の停止点と前記第２の停止点に交互に入れ替える。

これにより、２台のピックアップヘッド５１ａ、５ｂの往路と復路の２回の１８０度回転につき、ウェハリングから２個の電子部品をピックアップし、供給ユニット３へ２個の電子部品を渡すことができる。そのため、従来の１台のピックアップヘッドを備えるピックアップ装置と比べて、搬送速度が２倍となる。尚、２倍の搬送速度を達成するためには、ピックアップヘッド５１ａ、５ｂは吸着チャックに限られない。ピックアップヘッド５１ａ、５ｂは、電子部品を保持する保持手段の一例であり、保持手段としては、静電吸着方式、ベルヌーイチャック方式、又は電子部品を機械的に挟持するチャック機構も適用可能である。

しかも、ピックアップヘッド５１ａ、５ｂを吸着チャックとしても、チューブ９３ａ、９３ｂは、１８０度往復回転により捻じれが必ず元に戻るので、チューブ９３ａ、９３ｂの閉塞や断線等の虞が無い。そのため、摺動接点を不要とし、ピックアップヘッド５１ａ、５ｂに負圧を常時供給することができる。従って、従来の９０度の間隔で４本のピックアップヘッドを配置したピックアップ装置と比べて、ピックアップヘッド５１ａ、５ｂの吸引力が増大し、電子部品の脱落を抑制することができる。

本実施形態では、チューブ９３ａ、９３ｂの固定端を不動体であるマニフォールド９２に接続したが、マニフォールド９２は回転テーブル５１１とともに回転するようにしてもよい。この場合であっても、マニフォールド９２を介して負圧発生源９１まで延びる圧力配線は、負圧発生源９１が不動であるために何処かで固定端が必要であり、マニフォールド９２から更に延びる圧力配管９２１に１８０度の捻じれが発生するが、逆回転により捻じれが元に戻るので、圧力配管９２１の閉塞や断線等の虞が無い。そのため、圧力配管９２１から摺動接点を排除でき、ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂに常時負圧を供給できる。

また、ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂは、電子部品の保持部であるノズル部５１２を前進及び後退させるボイスコイルモータ５１４を搭載した。ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂに接続される電気配線５１４ａが１８０度回転往路によって捻じれても、１８０度回転復路によって元に戻るため、電気配線５１４ａを引き込むために摺動接点排除が可能となったためである。そのため、ピックアップ装置５の組み立て作業工数が減少し、ピックアップ装置５のコストを低減できる。

ピックアップヘッド５１ａ、５１ｂの駆動源としては、ボイスコイルモータ５１４に限られず、カムにより回転運動を直線運動に変換する機構を有する回転モータ等の各種アクチュエータを適用できる。但し、ボイスコイルモータ５１４により、電子部品に対する荷重を精密に制御でき、電子部品に欠陥を生じさせる虞を低減できる。

また、収容体の電子部品と一方のピックアップヘッド５１ａ又は５１ｂとの位置が合うピックアップ箇所と、搬送経路１ａの電子部品受け渡し箇所と他方のピックアップヘッド５１ａ又は５１ｂとの位置が合うドロップオフ箇所とを往復するように、回転テーブル５１１をウェハリングホルダ４における電子部品の配列平面に沿って平行移動させるヘッド平行移動機構５４を備えるようにした。

ウェハリングホルダ４等の収容ユニットは、電子部品を迅速に移動させる機構が優先され、１ピッチの移動距離が長い。そのため、電子部品とピックアップヘッド５１ａ又はピックアップヘッド５１ｂとの位置合わせの精度が低めとなる。しかしながら、このピックアップ装置５では、ピックアップヘッド５１ａ又は５１ｂも電子部品と位置を合わせるように移動するので、電子部品とピックアップヘッド５１ａ又はピックアップヘッド５１ｂとの位置合わせの精度を高めることができる。

尚、本実施形態では、ウェハリングを収容体とし、収容体を搭載するユニットとしてウェハリングホルダ４を説明したが、これに限られない。例えば、キャリアテープを収容体とするテーピングユニット、トレイを収容体とするトレイシフト装置、ボウルから直線レールの先頭へ電子部品を位置させるパーツフィーダを備えるようにしてもよい。パーツフィーダの場合、ボウル及び直線レールを収容体とみなすことができ、真下方向を向いたピックアップヘッド５１ａ又はピックアップヘッド５１ｂが電子部品を受け取るピックアップ箇所は直線レール先頭となる。

（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
１ａ 搬送経路
２ 台
２１ レール
２２ 制御装置
３ 搬送ユニット
３１ 回転テーブル
３２ ダイレクトドライブモータ
３３ 吸着ノズル
４ ウェハリングホルダ
４１ リング挿入部
４２ リング移動機構
４３ リング回転機構
４４ 突き上げピン
５ ピックアップ装置
５１ａ、５１ｂ ピックアップヘッド
５１ｃ プリズム
５１１ 回転テーブル
５１２ ノズル部
５１２ａ、５１２ｂ 端子
５１３ コレット
５１４ ボイスコイルモータ
５１４ａ 電気配線
５１５ ベースフレーム
５２ ダイレクトドライブモータ
５３ 部品位置検出部
５４ ヘッド平行移動機構
６ 外観検査ユニット
６１ ユニット筐体
６１１ 立柱フレーム
６２ カメラ
６３ プリズム
６４ リング照明
６５ スライダ
７ テーピングユニット
７１ 走行溝
７２ 収納作業箇所
７３ ユニット筐体
７３１ 立柱フレーム
８ 進退駆動装置
８１ ロッド
９１ 負圧発生源
９２ マニフォールド
９２１ 圧力配管
９２２ａ 第１の分配経路
９２２ｂ 第２の分配経路
９２３ 電磁弁
９２３ａ 電気配線
９３ａ、９３ｂ チューブ

Claims (6)

1. 収容体から電子部品を取り出して搬送経路に供給するピックアップ装置であって、
   １８０度正反対を向いて配置され、第１の停止点で収容体と対面して電子部品を保持し、第２の停止点で搬送経路と対面して電子部品の保持を解除する２台の保持手段と、
   前記２台の保持手段を両方の中間位置を中心に１８０度ずつ往復回転させて、前記２台の保持手段の位置を前記第１の停止点と前記第２の停止点に交互に入れ替える回転テーブルと、
   一端が固定端となり、他端が前記保持手段に接続され、間に摺動接点の無い配線と、
   前記収容体の電子部品と一方の前記保持手段との位置が合う前記第１の停止点と、前記搬送経路の電子部品受け渡し箇所と他方の前記保持手段との位置が合う前記第２の停止点との間を往復するように、前記回転テーブルを前記収容体における電子部品の配列平面に沿って平行移動させる平行移動手段と、
   を備えること、
   を特徴とするピックアップ装置。
2. 前記保持手段は、負圧が供給されて電子部品を吸引力により保持する吸着チャックであり、
   前記配線は圧力配線であること、
   を特徴とする請求項１記載のピックアップ装置。
3. 負圧が常時掛かる不動のマニフォールドを備え、
   前記配線は、固定端が前記マニフォールドに直接接続されるチューブであること、
   を特徴とする請求項２記載のピックアップ装置。
4. 負圧が常時掛かるマニフォールドを備え、
   前記配線は、前記マニフォールドを含み、前記保持手段から前記マニフォールドを経由して引き出されて、引き出し先で固定されていること、
   を特徴とする請求項２記載のピックアップ装置。
5. 前記第１の停止点の前記配列平面上の位置を検出する、電子部品の位置検出手段を更に備えること、
   を特徴とする請求項１記載のピックアップ装置。
6. 前記収容体を搭載する収容ユニットと、
   前記搬送経路を形成する搬送ユニットと、
   前記収容ユニットと前記搬送ユニットとの間に配置される請求項１乃至５の何れかに記載のピックアップ装置と、
   を備えること、
   を特徴とする電子部品搬送装置。

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