吸着装置および搬送装置

【課題】弾性材料からなる吸着パッドにおける吸引口の位置精度を高め得る吸着装置および搬送装置を提供する。
【解決手段】吸着装置２０には、金属製のホルダ３０と、炭素を含む導電性のゴム等の弾性材料からなる４つの吸着パッド４０ａ〜４０ｄと、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄを対応する吸引部３３ａ〜３３ｄに対して押圧した状態でホルダ３０に固定される金属製の固定治具５０とが設けられており、この固定治具５０には、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄの吸引口４４が露出する開口が形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを吸着する吸着装置および搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体チップ等のワークを吸着する吸着装置に関する技術として、下記特許文献１に開示されるウェハ貼付装置が知られている。この装置は、ウェハをマウント板に貼り付ける装置として構成されており、片面に接着剤が塗布されたウェハを、チャンバー内に搬入して接着剤を塗布していない面を吸着パッドに接触させた状態で、この吸着パッド内を真空作用で吸引することにより当該吸着パッドに吸着保持させる。そして、チャンバー内を真空作用により吸引し、チャンバー内の真空度が上記吸着パッドの真空度を越えると、ウェハを吸着している吸着パッドが伸長し、ウェハの保持が解放されてウェハはマウント板上に載置されて、貼り付けられることとなる。上記吸着パッドは、ウェハを吸着保持するとき収縮し、当該ウェハをマウント板に載置するとき伸長するよう適宜の弾性を有する弾性材料で作られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８９２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載の吸着パッドは、同文献の図１から分かるように、保持板にネジ部材を介して取り付けられており、弾性材料にて形成されていることから、保持板に対する吸着パッドの取付位置精度を高めることは困難である。保持板等に対する吸着パッドの取付位置精度が低下すると、吸着部分である吸引口の位置精度が低下してしまい、吸着対象のワークに対して規定の位置にて吸着することができずに安定した吸着作業が困難になるという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、弾性材料からなる吸着パッドにおける吸引口の位置精度を高め得る吸着装置および搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の吸着装置では、負圧発生源に連通する連通孔が吸引部に形成されるホルダと、弾性材料からなり前記吸引部の周囲を覆うとともに前記連通孔に連通する吸引口が形成される吸着パッドと、を備える吸着装置であって、前記吸着パッドを前記吸引部に対して押圧した状態で前記ホルダに固定される金属製の固定部材を備え、前記固定部材には、前記吸引口が露出する開口が形成されることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の吸着装置において、前記ホルダには、前記吸引部が複数形成され、前記固定部材は、複数の前記吸着パッドを前記複数の吸引部に対してそれぞれ押圧した状態で前記ホルダに固定されて、これら各吸着パッドの前記吸引口がそれぞれ露出するように前記開口が複数形成されることを特徴とする。
【０００８】
特許請求の範囲に記載の請求項３の搬送装置では、請求項１または２に記載の吸着装置によりワークを吸着して搬送することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明では、吸着パッドを吸引部に対して押圧した状態でホルダに固定される金属製の固定部材が設けられており、この固定部材には、吸着パッドの吸引口が露出する開口が形成されている。
【００１０】
これにより、ホルダに対する吸引口の位置精度が、吸着パッドを押圧する固定部材の加工精度により高められるので、弾性材料からなる吸着パッドを採用する場合であっても吸着パッドにおける吸引口の位置精度を高めることができる。その結果、安定した吸着作業を実現することができる。
【００１１】
請求項２の発明では、ホルダには、吸引部が複数形成されており、固定部材は、複数の吸着パッドを複数の吸引部に対してそれぞれ押圧した状態でホルダに固定されて、これら各吸着パッドの吸引口がそれぞれ露出するように開口が複数形成されている。
【００１２】
これにより、複数の吸引部に吸着パッドがそれぞれ取り付けられる場合であっても、ホルダに対する各吸着パッドの吸引口の位置精度をそれぞれ高めることができる。さらに、各吸引口間のピッチ精度をも高めることができる。
【００１３】
請求項３の発明では、請求項１または２に記載の吸着装置によりワークを吸着して搬送するため、弾性材料からなる吸着パッドにおける吸引口の位置精度を高め得る等の、請求項１または２の各発明による作用・効果を享受した搬送装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る吸着装置を採用する搬送装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の吸着装置の詳細形状を示す説明図である。
【図３】図２のホルダの詳細形状を示す説明図である。
【図４】図２の吸着パッドの詳細形状を示す説明図である。
【図５】図２の固定治具の詳細形状を示す説明図である。
【図６】固定治具による吸着パッドの押圧状態を示す断面図である。
【図７】図７（Ａ）は、固定治具を使用しない状態でのホルダに対する吸引口の位置精度を示す説明図であり、図７（Ｂ）は、固定治具を使用した状態でのホルダに対する吸引口の位置精度を示す説明図である。
【図８】図８（Ａ）は、固定治具を使用しない状態での各吸引口間のピッチ精度を示す説明図であり、図８（Ｂ）は、固定治具を使用した状態での各吸引口間のピッチ精度を示す説明図である。
【図９】吸着装置による吸着状態を示す説明図である。
【図１０】本実施形態の第１変形例に係る吸着装置の要部を示す説明図である。
【図１１】本実施形態の第２変形例に係る吸着装置の要部を示す説明図である。
【図１２】本実施形態の第３変形例に係る吸着装置の要部を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の吸着装置およびこの吸着装置を採用する搬送装置を具現化した一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る吸着装置２０を採用する搬送装置１０の構成を概略的に示すブロック図である。
【００１６】
図１（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、搬送装置１０は、半導体チップ等のワークを吸着装置２０にて吸着した状態で所定の位置に搬送する装置であって、吸着装置２０と、この吸着装置２０を所定の位置に移動させる移動装置１１と、移動装置１１による吸着装置２０の移動を制御する制御装置１２とを備えている。
【００１７】
例えば、この搬送装置１０は、制御装置１２により制御される移動装置１１により、図１（Ａ）に例示するように、チップケース１３に収容された半導体チップ１５を吸着状態の吸着装置２０にて吸着すると、図１（Ｂ）に例示するように、半導体チップ１５を吸着した状態の吸着装置２０を規定の方向へ移動させる。そして、図１（Ｃ）に例示するように、はんだ１７を塗布したリードフレーム１６に対して所定の位置まで移動させた吸着装置２０の吸着状態を解除することで、図１（Ｄ）に例示するように、半導体チップ１５がリードフレーム１６にはんだ１７を介して取り付けられることとなる。
【００１８】
次に、吸着装置２０について、図２〜図６を用いて説明する。図２は、図１の吸着装置２０の詳細形状を示す説明図であり、図２（Ａ）は側面図、図２（Ｂ）は下面図である。図３は、図２のホルダ３０の詳細形状を示す説明図であり、図３（Ａ）は側面図、図３（Ｂ）は下面図である。図４は、図２の吸着パッド４０ａの詳細形状を示す説明図であり、図４（Ａ）は側面図、図４（Ｂ）は下面図である。図５は、固定治具５０の詳細形状を示す説明図であり、図５（Ａ）は側面図、図５（Ｂ）は下面図である。図６は、固定治具５０による吸着パッド４０ａの押圧状態を示す断面図である。
【００１９】
図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、吸着装置２０は、金属製のホルダ３０と、炭素を含む導電性のゴム等の弾性材料からなる４つの吸着パッド４０ａ〜４０ｄと、金属製の固定治具５０とを備えている。当該吸着装置２０は、減圧ポンプ等の負圧発生源によって発生した負圧力を利用して吸着状態となり、吸着対象の半導体チップ１５等を吸着するように構成されている。
【００２０】
図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、ホルダ３０は、その上面にて移動装置１１に取り付けられる基台３１の下方に治具固定台３２が設けられこの治具固定台３２から４つの吸引部３３ａ〜３３ｄが下方に突出するように形成されている。各吸引部３３ａ〜３３ｄは、それぞれ連通孔３４ａ〜３４ｄが同軸的に設けられることで、略円筒状にそれぞれ形成されており、これら各連通孔３４ａ〜３４ｄは、上記負圧発生源にて発生する負圧力が供給されるように、治具固定台３２および基台３１等を貫通して形成されている。
【００２１】
基台３１の下面の四隅には、それぞれ座ぐり部が形成されており、各座ぐり部のうち対向する２カ所には基台３１を移動装置１１に対して締結して固定するためのネジ穴として断面円形状の貫通孔３１ａ，３１ｂが形成されるとともに、残りの隅の１つには基台３１を移動装置１１に対して位置決めをするための断面長穴状の貫通孔３１ｃが形成されている。
【００２２】
治具固定台３２の下面には、固定治具５０を当該ホルダ３０に対して位置決めするための２カ所の切り欠き３２ａが下面外縁にて対向する位置に形成され、固定治具５０を当該ホルダ３０に対して締結して固定するためのねじ穴３２ｂが下面中央に形成されている。
【００２３】
各吸着パッド４０ａ〜４０ｄは、対応する吸引部３３ａ〜３３ｄをそれぞれ覆うように当該各吸引部３３ａ〜３３ｄの先端側からそれぞれ取り付けられることで、各吸引部３３ａ〜３３ｄが直接ワークに接触することを防止する機能を有するものである。各吸着パッド４０ａ〜４０ｄは、全て同じ形状に形成されているため、吸着パッド４０ａを代表例として説明する。
【００２４】
図４に示すように、吸着パッド４０ａには、吸引部３３ａを挿入させるための貫通孔４１が形成されており、当該吸着パッド４０ａは、その上端部４２が治具固定台３２の下面に接触するまで吸引部３３ａを貫通孔４１に挿入するとき、吸引部３３ａが吸着パッド４０の下端部４３から突出しないように形成されている（図２参照）。吸着パッド４０の下端部４３は、テーパ状であって、挿入した吸引部３３ａが貫通孔４１を介して吸引口４４に連通するように形成されている。各吸着パッド４０ｂ〜４０ｄも、吸着パッド４０ａと同様に形成されている。
【００２５】
固定治具５０は、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄを対応する吸引部３３ａ〜３３ｄに対して押圧した状態でホルダ３０に固定する機能を有するもので、当該固定治具５０には、図５に示すように、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄがそれぞれ挿通する４つの貫通孔５１ａ〜５１ｄが形成されている。
【００２６】
図６に示すように、各貫通孔５１ａ〜５１ｄの下端部５２ａ〜５２ｄは、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄの下端部４３のテーパ形状に沿い環状に面接触するようにテーパ状に形成され、かつ、吸着パッド４０の下端部４３が開口５３ａ〜５３ｄから僅かに突出して露出するように形成されている。なお、図６では、吸着パッド４０ａを貫通孔５１ａに挿入した状態を例示している。
【００２７】
また、固定治具５０には、その上面５０ａの外縁に、治具固定台３２の両切り欠き３２ａに係合する略凸状の係合部５５が２カ所形成されており、その下面５０ｂの中央に、当該固定治具５０を当該ホルダ３０に対して締結して固定するための座ぐり部５６および貫通孔５７が形成されている。
【００２８】
上述のように形成されたホルダ３０の吸引部３３ａ〜３３ｄに対して各吸着パッド４０ａ〜４０ｄを取り付けた後、両係合部５５を治具固定台３２の両切り欠き３２ａに係合させるように固定治具５０をホルダ３０に取り付けて、貫通孔５７を挿通したねじ２１をねじ穴３２ｂに締結する。これにより、図２に示す吸着装置２０が完成する。このとき、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄは、対応する吸引部３３ａ〜３３ｄに対して固定治具５０により押圧された状態でホルダ３０に固定されることとなる。
【００２９】
ここで、上述のように固定治具５０により各吸着パッド４０ａ〜４０ｄを各吸引部３３ａ〜３３ｄに対して押圧する理由について、図７および図８を用いて説明する。図７（Ａ）は、固定治具５０を使用しない状態でのホルダ３０に対する吸引口４４の位置精度を示す説明図であり、図７（Ｂ）は、固定治具５０を使用した状態でのホルダ３０に対する吸引口４４の位置精度を示す説明図である。図８（Ａ）は、固定治具５０を使用しない状態での各吸引口４４間のピッチ精度を示す説明図であり、図８（Ｂ）は、固定治具５０を使用した状態での各吸引口４４間のピッチ精度を示す説明図である。なお、図７（Ａ），（Ｂ）では、吸着パッド４０ａを吸引部３３ａに取り付ける状態を例示している。
【００３０】
各吸着パッド４０ａ〜４０ｄは、ワーク保護の観点から弾性材料にて形成されているため、固定治具５０を使用しない状態において、ホルダ３０に対する各吸着パッド４０ａ〜４０ｄの取付位置精度は、弾性材料の加工精度である±５０μｍ程度となる。すなわち、図７（Ａ）に示す固定治具５０を使用しない状態でのホルダ３０に対する吸引口４４の位置精度Ｅ１，Ｓ１は、５０μｍ程度となる。
【００３１】
一方、固定治具５０にて各吸着パッド４０ａ〜４０ｄを対応する吸引部３３ａ〜３３ｄに対して押圧した状態では、固定治具５０の加工精度である±２０μｍ程度が、そのままホルダ３０に対する各吸着パッド４０ａ〜４０ｄの取付位置精度となる。すなわち、図７（Ｂ）に示す固定治具５０を使用した状態でのホルダ３０に対する吸引口４４の位置精度Ｅ２，Ｓ２は、２０μｍ程度となり、固定治具５０を使用しない場合よりもその位置精度を高めることができる。
【００３２】
さらに、固定治具５０を使用しない状態では、図８（Ａ）に示す各吸引口４４間のピッチ精度Ｆ１は、弾性材料の加工精度程度になる。一方、固定治具５０を使用した状態では、図８（Ｂ）に示す各吸引口４４間のピッチ精度Ｆ２は、固定治具５０の加工精度程度になり、固定治具５０を使用しない場合よりもそのピッチ精度を高めることができる。
【００３３】
また、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄが吸引部３３ａ〜３３ｄに対して固定されることなく単に取り付けられている場合、経時変化等により吸着パッド４０ａ〜４０ｄの少なくともいずれかが徐々に下方向にずれる場合がある。例えば、吸着パッド４０ａのみが下方に位置ずれして半導体チップ１５に接触すると、吸着時の片当たりが生じ半導体チップ１５を吸着ミスしてしまう。そこで、上述のように固定治具５０により各吸着パッド４０ａ〜４０ｄを対応する吸引部３３ａ〜３３ｄに対して押圧した状態でホルダ３０に固定することで、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄの下方への位置ずれを確実に防止することができる。
【００３４】
次に、上述のように構成される吸着装置２０における吸着状態について、図９を用いて説明する。図９は、吸着装置２０による吸着状態を示す説明図である。
吸着装置２０では、減圧ポンプ等の負圧発生源によって負圧力が発生すると、各連通孔３４ａ〜３４ｄおよび各貫通孔４１が負圧状態となる。このため、半導体チップ１５が、各吸引口４４に吸い付けられて、固定治具５０の開口５３ａ〜５３ｄから露出する各吸着パッド４０ａ〜４０ｄの下端部４３に吸着されることとなる。
【００３５】
この吸着時には、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄの下端部４３のみが半導体チップ１５に接触するので、当該半導体チップ１５が破損することもない。また、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄが固定治具５０により対応する吸引部３３ａ〜３３ｄに対して押圧されているので、各吸引口４４が下方へ位置ずれすることもなくホルダ３０に対する位置精度やピッチ精度が高められて、安定した吸着作業を実現することができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態に係る吸着装置２０では、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄを対応する吸引部３３ａ〜３３ｄに対して押圧した状態でホルダ３０に固定される金属製の固定治具５０が設けられており、この固定治具５０には、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄの吸引口４４が露出する開口５３ａ〜５３ｄが形成されている。
【００３７】
これにより、ホルダ３０に対する吸引口４４の位置精度が、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄを押圧する固定治具５０の加工精度により高められるので、弾性材料からなる吸着パッド４０ａ〜４０ｄを採用する場合であってもそれぞれの吸着パッド４０ａ〜４０ｄにおける吸引口４４の位置精度を高めることができる。その結果、安定した吸着作業を実現することができる。
【００３８】
また、本実施形態に係る吸着装置２０では、ホルダ３０には、吸引部３３ａ〜３３ｄが４つ形成されており、固定治具５０は、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄを各吸引部３３ａ〜３３ｄに対してそれぞれ押圧した状態でホルダ３０に固定されて、これら各吸着パッド４０ａ〜４０ｄの吸引口４４がそれぞれ露出するように開口が４つ形成されている。
【００３９】
これにより、複数の吸引部３３ａ〜３３ｄに吸着パッド４０ａ〜４０ｄがそれぞれ取り付けられる場合であっても、ホルダ３０に対する各吸着パッド４０ａ〜４０ｄの吸引口４４の位置精度をそれぞれ高めることができる。さらに、各吸引口４４間のピッチ精度をも高めることができる。
【００４０】
また、本実施形態に係る搬送装置１０では、上述した吸着装置２０によりワークを吸着して搬送するため、弾性材料からなる吸着パッド４０ａ〜４０ｄにおける吸引口４４の位置精度を高め得る等の、各発明による作用・効果を享受した搬送装置を実現することができる。
【００４１】
図１０は、本実施形態の第１変形例に係る吸着装置２０の要部を示す説明図である。図１１は、本実施形態の第２変形例に係る吸着装置２０の要部を示す説明図である。図１２は、本実施形態の第３変形例に係る吸着装置２０の要部を示す説明図であり、図１２（Ａ）は側面図、図１２（Ｂ）は下面図である。
【００４２】
第１実施形態の第１変形例として、図１０に示すように、固定治具５０の各貫通孔５１ａ〜５１ｄの下端部５２ａ〜５２ｄは、一部のみが各吸着パッド４０ａ〜４０ｄの下端部４３に対して環状に面接触するように形成されてもよい。また、第１実施形態の第２変形例として、図１１に示すように、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄの下端部４３が曲面状に形成される場合に、固定治具５０の各貫通孔５１ａ〜５１ｄの下端部５２ａ〜５２ｄは、一部のみが当該下端部４３に対して環状に面接触するように形成されてもよい。
【００４３】
第１実施形態の第３変形例として、図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように、固定治具５０は、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄを押圧部５８ａ〜５８ｄにてそれぞれ個別に押圧するように形成されてもよい。当該固定治具５０は、両係合部５５を治具固定台３２の両切り欠き３２ａに係合させた状態で２カ所のねじ２２によりホルダ３０に締結されている。このとき、各吸着パッド４０ａ〜４０ｄの下端部４３に面接触する固定治具５０の部位は、上述のように環状に面接触するように形成されることに限らず、例えば、３カ所以上等分割された状態で、下端部４３に対して部分的に面接触するように形成されてもよい。
【００４４】
なお、本発明は上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
（１）吸引部（３３ａ〜３３ｄ）は、治具固定台３２に４つ設けられることに限らず、治具固定台３２に１つ〜３つ設けられてもよいし、５つ以上設けられてもよい。この場合、吸引部には、対応する吸着パッド４０が取り付けられるとともに、固定治具５０は、この吸着パッド４０を対応する吸引部に対して押圧した状態でホルダ３０に固定するように形成される。
【００４５】
（２）吸着装置２０は、搬送装置１０の吸着手段として採用されることに限らず、他の装置にてワークを吸着する吸着手段として採用されてもよい。
【００４６】
（３）固定治具５０は、両係合部５５を治具固定台３２の両切り欠き３２ａに係合させることで当該固定治具５０をホルダ３０に対して位置決めすることに限らず、治具固定台３２にピンを設けるとともにこのピンに対応するピン穴を固定治具５０を設け、ピン穴にピンを挿入することで、固定治具５０をホルダ３０に対して位置決めしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０…搬送装置
２０…吸着装置
３０…ホルダ
３２…治具固定台
３３ａ〜３３ｄ…吸引部
３４ａ〜３４ｄ…連通孔
４０ａ〜４０ｄ…吸着パッド
４４…吸引口
５０…固定治具（固定部材）
５３ａ〜５３ｄ…開口

【特許請求の範囲】
【請求項１】
負圧発生源に連通する連通孔が吸引部に形成されるホルダと、
弾性材料からなり前記吸引部の周囲を覆うとともに前記連通孔に連通する吸引口が形成される吸着パッドと、
を備える吸着装置であって、
前記吸着パッドを前記吸引部に対して押圧した状態で前記ホルダに固定される金属製の固定部材を備え、
前記固定部材には、前記吸引口が露出する開口が形成されることを特徴とする吸着装置。
【請求項２】
前記ホルダには、前記吸引部が複数形成され、
前記固定部材は、複数の前記吸着パッドを前記複数の吸引部に対してそれぞれ押圧した状態で前記ホルダに固定されて、これら各吸着パッドの前記吸引口がそれぞれ露出するように前記開口が複数形成されることを特徴とする請求項１に記載の吸着装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の吸着装置によりワークを吸着して搬送することを特徴とする搬送装置。

【図１】