特許 7503712 部品移載装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-12

(45)【発行日】2024-06-20

(54)【発明の名称】部品移載装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/00 20060101AFI20240613BHJP

   H05K 13/02 20060101ALI20240613BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

H05K13/00 Z

H05K13/02 A

H01L21/68 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023521983

(86)(22)【出願日】2021-05-17

(86)【国際出願番号】 JP2021018530

(87)【国際公開番号】W WO2022244033

(87)【国際公開日】2022-11-24

【審査請求日】2023-09-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100176304

【弁理士】

【氏名又は名称】福成 勉

(72)【発明者】

【氏名】岸本 洋平

【審査官】板澤 敏明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２９５７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－４０４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－９２６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１２５６４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１１７２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／００４５９１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－１６６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０６８４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／００－１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数個の部品が配置された部品配置エリアを有する部品供給部から前記部品をピッキングして所定の部品移載部に移載する部品移載装置であって、
第１方向に延在する少なくとも一つの第１移動軸に沿って水平方向に移動可能な第１ビーム部材と、
前記第１ビーム部材に支持されて、当該第１ビーム部材と共に前記部品配置エリアと前記部品移載部との間の上方空間を移動する部品移載ユニットと、
前記第１移動軸と平行な少なくとも一つの第２移動軸に沿って水平方向に移動可能な第２ビーム部材と、
前記第２ビーム部材に支持されて、当該第２ビーム部材と共に前記部品配置エリアと所定の待機位置との間の上方空間を前記第２移動軸に沿って移動可能で、かつ前記部品配置エリアにおいて前記部品を撮像するカメラユニットと、
前記第１ビーム部材及び前記第２ビーム部材に各々備えられ、前記第１方向において前記部品移載ユニットと前記カメラユニットとが所定の干渉リミット距離まで接近したときに、互いに衝突するとともに当該衝突荷重を吸収するストッパ部材とを備え、
前記第２ビーム部材は、前記第１ビーム部材に対し下方にオフセットされており、
前記ストッパ部材は、前記第１ビーム部材の下部に設けられる第１ストッパ部材と、前記第２ビーム部材の上部に設けられる第２ストッパ部材とで構成され、
前記第１ストッパ部材は前記第１ビーム部材から下方に延びており、
前記第２ストッパ部材は前記第２ビーム部材から上方に延びており、
前記第１ストッパ部材と前記第２ストッパ部材とは、上下方向において前記第１ビーム側に偏った位置で互いに衝突する、部品移載装置。

【請求項4】

請求項１に記載の部品移載装置において、
前記第１ビーム部材は、互いに平行な一対の前記第１移動軸に沿って移動し、
前記第２ビーム部材は、互いに平行な一対の前記第２移動軸に沿って移動し、
前記一対の第１移動軸及び前記一対の第２移動軸のうち、一方側の移動軸対は、他方側の移動軸対の外側に配置されており、
前記ストッパ部材は、平面視において、前記一方側の移動軸対の内側に配置されている、部品移載装置。

【請求項5】

請求項４に記載の部品移載装置において、
前記第１ビーム部材及び前記第２ビーム部材は、共に、前記第１方向と交差する方向に延在しており、
前記ストッパ部材は、平面視において、前記第１ビーム部材及び前記第２ビーム部材の両端近辺にそれぞれ配置されている、部品移載装置。

【請求項6】

請求項４又は５に記載の部品移載装置において、
前記ストッパ部材は、平面視において、前記一方側の移動軸対と前記他方側の移動軸対との間で互いに衝突するように配置されている、部品移載装置。

【請求項7】

請求項１、４乃至６の何れか一項に記載の部品移載装置において、
前記ストッパ部材は、ショックアブソーバを備えている、部品移載装置。

【請求項8】

請求項１、４乃至７の何れか一項に記載の部品移載装置において、
前記第１ストッパ部及び前記第２ストッパ部は、金属板のプレス成型部品である、部品移載装置。

【請求項9】

請求項１、４乃至７の何れか一項に記載の部品移載装置において、
前記部品配置エリアは、ダイシングされたウェハが配置されるエリアであって、前記部品はダイである、部品移載装置。

【請求項10】

請求項９に記載の部品移載装置において、
前記部品移載ユニットは、前記ダイを吸着するヘッドを有するヘッドユニットであり、
前記カメラユニットは、前記ウェハを撮像するウェハカメラであり、
前記部品移載部は、前記ダイが実装される基板が配置される基板配置部である、部品移載装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品配置エリアから部品をピッキングする部品移載ユニットと、前記部品エリアにおいて部品を撮像するカメラユニットとを備えた部品移載装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ダイシングされたウェハからダイ（ベアチップ）をピックアップして基板に実装する部品実装装置が知られている。この部品実装装置では、ウェハ供給機によって機内の所定位置（部品配置エリア）に搬入されたウェハを、ウェハカメラが撮像してウェハ認識を行い、次いでダイの保持機能を備えたヘッドでダイをピッキングするという動作が繰り返される。つまり、前記ウェハカメラと前記ヘッドとが、共に機内へ搬入されたウェハの上空で各々所要の動作を行う。

【0003】

ウェハカメラやヘッドは、例えば、各々直交座標型の駆動機構で駆動される。すなわち、ウェハカメラはカメラ用ビーム部材に移動可能に支持され、このカメラ用ビーム部材がウェハカメラの移動方向に対して直交方向に移動する。また、前記ヘッドを有するヘッドユニットが、カメラ用ビーム部材と平行なヘッド用ビーム部材に移動可能に支持され、このヘッド用ビーム部材がカメラ用ビーム部材と同方向に移動する。この構成により、ウェハカメラやヘッドが二次元的な範囲を任意の位置に移動する。

【0004】

ところで、一般的な機械装置では、ソフトウェアによる問題や、オペレータによる誤入力等に起因して、予期せぬ駆動力が働き、移動体が暴走することが起こり得る。既述の部品実装装置も例外ではない。万が一ウェハカメラとヘッドユニットとが干渉したり、前記ビーム部材同士が干渉すると、これらが損傷するばかりでなく、駆動機構の構成要素、例えばウェハカメラやヘッドユニットを移動可能に支持するレール（ガイド）等にも歪みが生じて、ウェハカメラやヘッドユニットの円滑な移動や位置精度が損なわれる。この場合には、復旧に過大な時間とコストを要するおそれがある。

【0005】

なお、特許文献１には、部品実装装置において、機械的な構造部位に衝撃吸収機構を設け、移動体が構造部位へ衝突した場合の損傷を抑制する技術が開示されている。しかし、この特許文献１には、上記のような移動体同士の干渉による損傷抑制に関する記載は見られない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００７－４０４６８号公報

【発明の概要】

【0007】

本発明は、既述の課題に鑑みてなされてものであり、その目的は、部品配置エリアから部品をピッキングする部品移載ユニットと、前記部品エリアにおいて部品を撮像するカメラユニットとの干渉を回避しつつ、意図せぬ駆動力が働いた場合に駆動機構の各部がダメージを受けることを抑制することにある。

【0008】

本発明の一局面に係る部品移載装置は、複数個の部品が配置された部品配置エリアを有する部品供給部から前記部品をピッキングして所定の部品移載部に移載する部品移載装置であって、第１方向に延在する少なくとも一つの第１移動軸に沿って水平方向に移動可能な第１ビーム部材と、前記第１ビーム部材に支持されて、当該第１ビーム部材と共に前記部品配置エリアと前記部品移載部との間の上方空間を移動する部品移載ユニットと、前記第１移動軸と平行な少なくとも一つの第２移動軸に沿って水平方向に移動可能な第２ビーム部材と、前記第２ビーム部材に支持されて、当該第２ビーム部材と共に前記部品配置エリアと所定の待機位置との間の上方空間を前記第２移動軸に沿って移動可能で、かつ前記部品配置エリアにおいて前記部品を撮像するカメラユニットと、前記第１ビーム部材及び前記第２ビーム部材に各々備えられ、前記第１方向において前記部品移載ユニットと前記カメラユニットとが所定の干渉リミット距離まで接近したときに、互いに衝突するとともに当該衝突荷重を吸収するストッパ部材とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る部品実装装置（本発明の部品移載装置を備えた部品実装装置）の全体構成を示す、上面視の平面図である。

【図2】図２は、前記部品実装装置の側面図である。

【図3】図３（Ａ）、（Ｂ）は、ヘッドユニット及びカメラユニットのＹ方向の移動エリアを説明するための部品実装装置の側面図である。

【図4】図４は、ストッパ部材の側面図である。

【図5】図５は、前記ストッパ部材の斜視図である。

【図6】図６（Ａ）～（Ｅ）は、カメラユニットによるウェハの撮像から、ヘッドユニットによるダイのピッキング及び実装までの一連の工程を示す模式図である。

【図7】図７は、変形例に係る第２ストッパ部材の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。

【0011】

［部品実装装置の説明］
図１は、本発明の実施形態に係る部品実装装置１（本発明に係る部品移載装置を備えた部品実装装置）の全体構成を示す、上面視の平面図である。また、図２は、部品実装装置１の側面図（一部省略）である。部品実装装置１は、ウェハ７からダイシングされたダイ７ａ（部品）を基板Ｐに実装する装置である。部品実装装置１は、基台２、コンベア３、ヘッドユニット４（部品移載ユニット）、部品供給部５（部品配置エリア）、ウェハ供給装置６、カメラユニット２０及び図外の突き上げユニットを含む。

【0012】

基台２は、部品実装装置１が備える各種の機器の搭載ベースである。コンベア３は、基台２上にＸ方向に延びるように設置された、基板Ｐの搬送ラインである。コンベア３は、機外から所定の実装作業位置（部品移載部／基板配置部）に基板Ｐを搬入し、実装作業後に基板Ｐを前記実装作業位置から機外へ搬出する。コンベア３は、基板Ｐを上記実装作業位置で保持する図略のクランプ機構を有する。なお、図１中に示す基板Ｐの位置が、前記実装作業位置である。部品供給部５は、複数個のダイ７ａを、ウェハ７からダイシングされた配置状態で供給する。

【0013】

ヘッドユニット４は、部品供給部５においてダイ７ａをピッキングし、上記実装作業位置へ移動すると共に、基板Ｐにダイ７ａを実装する。ヘッドユニット４は、前記ピッキングの際にダイ７ａを吸着して保持し、前記実装の際に保持しているダイ７ａをリリースする複数のヘッド４ａを備える。ヘッド４ａは、ヘッドユニット４に対するＺ方向への進退（昇降）移動と、軸回りの回転移動とが可能である。

【0014】

部品実装装置１は、ヘッドユニット４を、少なくとも部品供給部５と前記実装作業位置で保持された基板Ｐとの間の上方空間を、水平方向（Ｘ及びＹ方向）に移動可能とする第１駆動機構Ｄ１を備える。

【0015】

第１駆動機構Ｄ１は、ヘッドユニット４をＹ方向に移動させるＹ方向駆動機構と、Ｘ方向に移動させるＸ方向駆動機構とを含む、直交座標型の駆動機構である。

【0016】

Ｙ方向駆動機構として、それぞれ＋Ｘ側及び－Ｘ側で一対のＹ軸固定レール１１、第１Ｙ軸サーボモータ１３及びボールねじ軸１２を備える。

【0017】

基台２上のＸ方向の両端に各々、Ｙ方向に延在する第１高架フレーム２Ｈが設けられており、一対のＹ軸固定レール１１は、第１高架フレーム２Ｈ上に固定されて、互いに平行にＹ方向に延びている。ボールねじ軸１２は、第１高架フレーム２Ｈ上のＹ軸固定レール１１に近接する位置においてＹ方向に延びるように配置されている。一対のボールねじ軸１２は、Ｘ方向において、一対のＹ軸固定レール１１の外側に配置されている。第１Ｙ軸サーボモータ１３は、ボールねじ軸１２を回転駆動する。一対のＹ軸固定レール１１間には、ヘッドユニット４を支持する第１ビーム部材１０が架設されている。第１ビーム部材１０の＋Ｘ側端部及び－Ｘ側端部には、各ボールねじ軸１２が螺合されるナット１０ａが組付けられている。

【0018】

Ｘ方向駆動機構として、第１ビーム部材１０に搭載されたＸ軸固定レール１４、第１Ｘ軸サーボモータ１６及びボールねじ軸１５を備える。Ｘ軸固定レール１４は、ヘッドユニット４のＸ方向の移動をガイドする部材であり、第１ビーム部材１０の－Ｙ側面においてＸ方向に延びるように固定されている。ボールねじ軸１５は、Ｘ軸固定レール１４に近接して、Ｘ方向に延在するよう配設されている。第１Ｘ軸サーボモータ１６は、ボールねじ軸１５を回転駆動する。ヘッドユニット４には図略のナットが付設され、当該ナットにボールねじ軸１５が螺合されている。

【0019】

以上の第１駆動機構Ｄ１の作動により、ヘッドユニット４が水平方向（Ｘ及びＹ方向）に移動する。つまり、第１Ｙ軸サーボモータ１３によりボールねじ軸１２が回転駆動されることにより、ヘッドユニット４が第１ビーム部材１０と一体にＹ方向に移動する。また、第１Ｘ軸サーボモータ１６によりボールねじ軸１５が回転駆動されることにより、ヘッドユニット４が第１ビーム部材１０に対してＸ方向に移動する。なお、当例では、ボールねじ軸１２及びＹ軸固定レール１１が、本発明の「第１移動軸」に相当する。

【0020】

部品供給部５は、複数個のダイ７ａをウェハ７の形態で、所定の部品取出作業位置（ウェハステージ）へ供給するウェハ供給装置６を備える。図１に示すウェハ７の位置が部品取出作業位置である。ウェハ７は、円盤形状の半導体ウェハであって、回路パターン等が既に形成されている。ウェハ７は、回路パターン毎に碁盤目状にダイシングされて形成された多数のダイ７ａ，７ａ…の集合体の状態でウェハシートに貼着されている。ウェハ供給装置６は、ウェハ７が貼着されたウェハシートを保持するウェハ保持枠８を入れ替える態様で、ダイ７ａを前記部品取出作業位置へ供給する。なお、部品供給部５は、ウェハ供給装置６に加えて、電子部品を収容した部品収容テープの形態で部品供給するテープフィーダを備えていても良い。

【0021】

ウェハ供給装置６は、図外のウェハ収納エレベータ及びウェハコンベア６ａを含む。ウェハ収納エレベータは、ウェハ７が貼着されたウェハシート８ａをウェハ保持枠８に保持した状態で、上下多段に収納している。ウェハコンベア６ａは、ウェハ収納エレベータに対して部品取出作業位置との間でウェハ保持枠８の出し入れを行う。

【0022】

カメラユニット２０は、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能なユニットであって、ウェハカメラ２１を備えている。ウェハカメラ２１は、部品取出作業位置に位置決めされたウェハ７の一部分、つまりカメラ視野内のダイ７ａを撮像する。この撮像画像に基づいて、ピックアップ対象のダイ７ａの位置認識が為される。部品実装装置１は、カメラユニット２０を、少なくとも部品供給部５と所定の待機位置との間の上方空間を、水平方向（Ｘ及びＹ方向）に移動可能とする第２駆動機構Ｄ２を備える。この第２駆動機構Ｄ２は、ヘッドユニット４を駆動する第１駆動機構Ｄ１とは別個に独立した駆動系である。なお、本実施形態では、前記待機位置は、部品取出作業位置から＋Ｙ側に離間した位置である（図３（Ｂ）参照）。

【0023】

第２駆動機構Ｄ２も第１駆動機構Ｄ１と同様の直交座標型の駆動機構であり、カメラユニット２０をＹ方向に移動させるＹ方向駆動機構と、Ｘ方向に移動させるＸ方向駆動機構とを含む。

【0024】

Ｙ方向駆動機構は、＋Ｘ側及び－Ｘ側で一対のＹ軸固定レール２３、第２Ｙ軸サーボモータ２５及びボールねじ軸２４を備える。

【0025】

基台２上であって前記一対の第１高架フレーム２Ｈの内側には各々、Ｙ方向に延在する第２高架フレーム２Ｌが設けられており、一対のＹ軸固定レール２３は各々、第２高架フレーム２Ｌ上に固定されて、互いに平行にＹ方向に延びている。ボールねじ軸２４は、第２高架フレーム２Ｌ上のＹ軸固定レール２３に近接する位置においてＹ方向に延びるように配置されている。一対のボールねじ軸２４は、Ｘ方向において、一対のＹ軸固定レール２３の外側に配置されている。第２Ｙ軸サーボモータ２５は、ボールねじ軸２４を回転駆動する。一対のＹ軸固定レール２３間には、カメラユニット２０を支持する第２ビーム部材２２が架設されている。第２ビーム部材２２の＋Ｘ側端部及び－Ｘ側端部には、各ボールねじ軸２４が螺合されるナット２２ａが組付けられている。

【0026】

Ｘ方向駆動機構は、第２ビーム部材２２に搭載された一対のＸ軸固定レール２６、第２Ｘ軸サーボモータ２８及びボールねじ軸２７を備える。Ｘ軸固定レール２６は、カメラユニット２０のＸ方向の移動をガイドする部材であり、第２ビーム部材２２の上面においてＸ方向に延びるように固定されている。ボールねじ軸２７は、一対のＸ軸固定レール２６の間に、Ｘ方向に延在するよう配設されている。第２Ｘ軸サーボモータ２８は、ボールねじ軸２７を回転駆動する。カメラユニット２０には図略のナットが付設され、当該ナットがボールねじ軸２７に螺合されている。

【0027】

以上の第２駆動機構Ｄ２の作動により、カメラユニット２０が水平方向（Ｘ及びＹ方向）に移動する。つまり、第２Ｙ軸サーボモータ２５によりボールねじ軸２４が回転駆動されることにより、カメラユニット２０が第２ビーム部材２２と一体にＹ方向に移動する。また、第２Ｘ軸サーボモータ２８によりボールねじ軸２７が回転駆動されることにより、カメラユニット２０が第２ビーム２２に対してＸ方向に移動する。なお、当例では、ボールねじ軸２４及びＹ軸固定レール２３が、本発明の「第２移動軸」に相当する。

【0028】

なお、図２に示す通り、第２高架フレーム２Ｌにおける、第２駆動機構Ｄ２の配置面の高さは、第１高架フレーム２Ｈにおける、第１駆動機構Ｄ１の配置面の高さＨ１よりも低い。つまり、第２ビーム部材２２は、第１ビーム部材１０と干渉しないように、当該第１ビーム部材１０に対して下方にオフセットされている。また、カメラユニット２０の上面高さは、当該カメラユニット２０が第１ビーム部材１０と干渉しないように、第１ビーム部材１０の下面よりも低く設定されている。

【0029】

突き上げユニットは、部品供給部５の下方に配置されており図示を省略している。突き上げユニットは、ヘッド４ａが吸着すべきダイ７ａを、ウェハシート８ａの下面側から突き上げる。突き上げユニットは、部品取出作業位置（ウェハステージ）に対応する程度の範囲にわたってＸＹ方向に移動可能に、基台２上に配置されている。突き上げユニットは、ピン昇降モータにより昇降する突き上げピンを備えており、ヘッド４ａによるダイ７ａの吸着時に、突き上げピンを上昇させて、ウェハシート８ａを通してダイ７ａを突き上げる。

【0030】

［各ユニット４、２０の移動エリアとストッパ－部材の説明］
図３は、ヘッドユニット４及びカメラユニット２０のＹ方向の移動エリアを説明するための部品実装装置１の側面図である。図３（Ａ）は、ヘッドユニット４及びカメラユニット２０が可動エリアの最も－Ｙ側に配置された状態を示し、図３（Ｂ）は、ヘッドユニット４及びカメラユニット２０が可動エリアの最も＋Ｙ側に配置された状態を示す。

【0031】

ヘッドユニット４及び第１ビーム部材１０はＹ方向に延びるボールねじ軸１２の架設範囲に対応した、ヘッドユニット移動エリアＡ１を有している。同様に、カメラユニット２０及び第２ビーム部材２２は、Ｙ方向に延びるボールねじ軸２４の架設範囲に対応した、カメラユニット移動エリアＡ２を有している。

【0032】

ヘッドユニット移動エリアＡ１は、部品供給部５（ウェハステージ）の上方空間から、コンベア３上を通って図外の部品認識カメラの上方空間に至るサイズを有している。これは、ヘッドユニット４が、ウェハステージ上のウェハ７からダイ７ａをピッキングし、部品認識カメラで部品認識を行った後、コンベア３上の基板Ｐにダイ７ａを実装する動作を行うためである。一方、カメラユニット移動エリアＡ２は、部品供給部５の上方空間から、＋Ｙ側の図外のウェハ収納エレベータの手前の上方空間に至るサイズを有している。これは、ウェハカメラ２１が、ウェハステージ上のウェハ７の撮像動作と、ウェハステージ上から＋Ｙ側への退避動作とを行うためである。

【0033】

このように、ヘッドユニット４及びカメラユニット２０は、共に部品供給部５（ウェハステージ）のウェハ７に対して作業を行うので、ヘッドユニット移動エリアＡ１とカメラユニット移動エリアＡ２とは、部品供給部５の上方空間において、Ｙ方向に互いに重なり合う干渉エリアＣＡを含む。干渉エリアＣＡは、ヘッドユニット４とカメラユニット２０とが並存した場合に、両者に干渉が生じるエリアである。従って、干渉エリアＣＡにおいてヘッドユニット４とカメラユニット２０とが干渉しないように、第１ビーム部材１０及び第２ビーム部材２２の移動が制御される。

【0034】

しかし、ソフトウェアによる問題や、オペレータによる誤入力等に起因して、予期せぬ駆動力が働いた場合には、第１ビーム部材１０や第２ビーム部材２２が暴走して、ヘッドユニット４とカメラユニット２０との干渉が起こり得る。そこで、この部品実装装置１では、図１及び図２に示すように、第１ビーム部材１０及び第２ビーム部材２２に、各々、ストッパ部材３０が備えられている。

【0035】

ストッパ部材３０は、第１ビーム部材１０に備えられる第１ストッパ部材３２と、第２ビーム部材２２に備えられる第２ストッパ部材３４とで構成される。第１ストッパ部材３２及び第２ストッパ部材３４は、ヘッドユニット４とカメラユニット２０とのＹ方向の距離（間隔）Ｉｎが、所定の干渉リミット距離ＩｎＬ（ＩｎＬ＞０）まで接近したときに互いに衝突するように設けられている。

【0036】

既述の通り、カメラユニット２０及び第２ビーム部材２２は、第１ビーム部材１０に対して下方にオフセットされており、カメラユニット２０及び第２ビーム部材２２と第１ビーム部材１０とは基本的には干渉しない。しかし、カメラユニット２０が第１ビーム部材１０の下方に潜り込んだ場合には、カメラユニット２０とヘッドユニット４とが干渉し得る。そこで、干渉リミット距離ＩｎＬは、Ｙ方向において、ヘッドユニット４とカメラユニット２０とが干渉しない距離であって、かつ可及的にヘッドユニット４とカメラユニット２０とが接近し得る距離に設定されている。

【0037】

なお、この干渉リミット距離ＩｎＬは、ヘッドユニット４とカメラユニット２０とのＸ方向の位置関係に拘わらず、これらの干渉が回避され得るように、ヘッドユニット４とカメラユニット２０とのＹ方向の位置関係のみに基づいて設定される。

【0038】

第２ストッパ部材３４は、第２ビーム部材２２上のＸ方向両端の対称な位置であって、かつ－Ｙ側の端部に各々配置されている。これら一対の第２ストッパ部材３４は、Ｘ方向において、第１ビーム部材１０をガイドするＹ軸固定レール１１と第２ビーム部材２２をガイドするＹ軸固定レール２３との中間、又はその近辺に配置されており、当例では、前記一対のボールねじ軸２４の上方に位置している。つまり、第２ストッパ部材３４は、Ｘ方向における、Ｙ軸固定レール１１とＹ軸固定レール２３との間で第１ストッパ部材３２と衝突する。

【0039】

第２ストッパ部材３４は、図４及び図５に示すように、第２ビーム部材２２から上方に延びるように設けられている。第２ストッパ部材３４は、ストッパ本体３５と、これに組付けられるショックアブソーバ３６（ダンパーとも呼ばれる）とを含む。ストッパ本体３５は、板金のプレス成型部品であり、第２ビーム部材２２の上面に起立姿勢で固定されている。ストッパ本体３５は、－Ｙ側を向いて上下（Ｚ方向）に延びる衝突面部３５ａと、衝突面部３５ａのＸ方向両端から各々＋Ｙ方向に延びる側面部３５ｂと、側面部３５ｂの下端から各々Ｘ方向内向きに延びる脚部３５ｃとを備えている。各脚部３５ｃはビス等で第２ビーム部材２２に締結されている。これにより、第２ストッパ部材３４が第２ビーム部材２２に固定されている。

【0040】

ショックアブソーバ３６は、緩衝部材の１つである。ショックアブソーバ３６は、－Ｙ方向に突出するように、ストッパ本体３５の前記衝突面部３５ａに組付けられた円筒状の金属製部材であり、後記第１ストッパ部材３２との衝突により縮小変形（塑性変形）することにより衝突荷重を吸収する。このような、塑性変形により衝突荷重を一度だけ吸収するタイプのショックアブソーバは、ワンショット型と呼ばれる。

【0041】

第１ストッパ部材３２は、第１ビーム部材１０の下部に下方に延びるように設けられている。第１ストッパ部材３２は、ストッパ本体３５と同様の板金のプレス成型部品であり、当該ストッパ本体３５と類似した形状を有している。すなわち、第１ストッパ部材３２は、第２ストッパ部材３４の前記衝突面部３５ａに対向する衝突面部３６ａと、この衝突面部３６ａのＸ方向両端から各々－Ｙ方向に延びる側面部３６ｂと、側面部３６ｂの下端から各々Ｘ方向外向きに延びる脚部３６ｃとを備えており、脚部３６ｃが第１ビーム部材１０にビス等で締結されている。

【0042】

なお、ヘッドユニット４とこれを支持する第１ビーム部材１０の総重量は、カメラユニット２０とこれを支持する第２ビーム部材２２の総重量よりも重く、また、ヘッドユニット４に要求される位置精度は、カメラユニット２０に要求される位置精度に比べて高い。従って、ヘッドユニット４及び第１ビーム部材１０に働く衝突時のモーメント荷重（Ｘ軸回りのモーメント荷重）を軽減するとともに、カメラユニット２０側の第２ストッパ部材３４を積極的に変形させて衝突荷重を吸収する方が望ましい。そのため、第１ストッパ部材３２の上下方向長（Ｚ方向長）は、第２ストッパ部材３４の上下方向長（Ｚ方向長）よりも短く設定され、かつ、第１ストッパ部材３２と第２ストッパ部材３４（ショックアブソーバ３６）とは、上下方向（Ｚ方向）において第１ビーム部材１０に偏った位置で互いに衝突する。すなわち、図４に示すように、第１ビーム部材１０の下面から衝突位置（一点鎖線で示す位置）までの距離をＨ１、第２ビーム部材２２の上面から衝突位置までの距離をＨ２としたとき、Ｈ１＜Ｈ２となるように各ストッパ部材３２、３４が設けられている。

【0043】

［部品実装装置１の動作と作用効果］
図６（Ａ）～（Ｅ）は、既述の部品実装装置１の基本動作、すなわち、カメラユニット２０によるウェハ７の撮像から、ヘッドユニット４によるダイ７ａのピッキング及び実装までの基本動作を示す模式図である。図６（Ａ）は、ヘッドユニット４が、ヘッドユニット移動エリアＡ１の最も－Ｙ側に位置した状態（図３（Ａ）の状態）、カメラユニット２０が、カメラユニット移動エリアＡ２の最も＋Ｙ側に位置している状態（図３（Ｂ）の状態）を示している。

【0044】

図６（Ｂ）は、カメラユニット２０が干渉エリアＣＡ内でウェハ７の撮像を行い、ヘッドユニット４のヘッド４ａが基板Ｐにダイ７ａの実装動作を行っている状態を示している。ここでのカメラユニット２０の撮像は、次回のピッキング動作でヘッド４ａが吸着するダイ７ａ群の認識のための撮像である。一方、ここでのヘッド４ａによる実装動作は、今回のピッキング動作で吸着したダイ７ａを基板Ｐに実装するための動作である。

【0045】

図６（Ｃ）は、カメラユニット２０が干渉エリアＣＡから退出する退避移動を行う一方、ヘッドユニット４が干渉エリアＣＡへ入る進入移動を行っている状態を示している。ヘッドユニット４の進入移動は、直前にカメラユニット２０による撮像で認識したダイ７ａ群を、ウェハ７からピッキングするための移動である。カメラユニット２０の退避移動は、ヘッドユニット４との干渉を回避するための移動である。図６（Ｄ）は、ヘッド４ａがダイ７ａをピッキングしている状態である。

【0046】

図６（Ｅ）は、ヘッドユニット４が干渉エリアＣＡから退避移動を行う一方、カメラユニット２０が干渉エリアＣＡへ進入移動を行っている状態を示している。ヘッドユニット４の退避移動は、図６（Ｄ）のピッキング動作で吸着したダイ７ａ群を基板Ｐに実装するための動作である。カメラユニット２０の進入移動は、次回のピッキング動作でヘッド４ａが吸着するダイ７ａ群を撮像するための移動である。

【0047】

以上の通り、部品実装装置１では、ダイ７ａの認識～ピッキング～実装のサイクルが、干渉エリアＣＡにヘッドユニット４とカメラユニット２０とが順次入れ替わるようにして実行される。このような基本動作が実行されることにより、ヘッドユニット４とカメラユニット２０との干渉が確実に回避される。

【0048】

また、干渉エリアＣＡにおいて、ヘッドユニット４とカメラユニット２０とが互いに接近した場合でも、これらの距離（間隔）Ｉｎが前記干渉リミット距離ＩｎＬに達した場合には、第１ストッパ部材３２と第２ストッパ部材３４とが衝突し、ヘッドユニット４とカメラユニット２０との干渉が回避される。従って、ソフトウェアによる問題等に起因して、万が一干渉エリアＣＡにおいて第１ビーム部材１０や第２ビーム部材２２が暴走した場合でも、ヘッドユニット４とカメラユニット２０との干渉が回避される。

【0049】

この場合、衝突荷重の大きさに応じてショックアブソーバ３６が縮小変形（塑性変形）することにより、当該衝突荷重が吸収される。そのため、第１ストッパ部材３２と第２ストッパ部材３４との衝突により、ヘッドユニット４及びカメラユニット２０や、第１、第２ビーム部材１０、２２を含む駆動機構Ｄ１、Ｄ２がダメージを受けることが抑制される。

【0050】

特に、ストッパ部材３０（３２、３４）は、Ｘ方向において、ビーム部材１０、２２の両端近辺に各々配置されているため、衝突荷重が分散されてショックアブソーバ３６で吸収される。そのため、衝突荷重が効果的に低減される。

【0051】

また、第１ストッパ部材３２の上下方向長が、第２ストッパ部材３４の上下方向長よりも短く設定され、さらに第１ビーム部材１０側に偏った位置で互いに衝突するように両ストッパ部材３２、３４が設けられている（図４のＨ１＜Ｈ２）。そのため、衝突時にヘッドユニット４及び第１ビーム部材１０に作用するモーメント荷重を軽減できるとともに、第２ストッパ部材３４がさらに変形して当該衝突荷重を吸収する。従って、カメラユニット２０に比して高い位置精度が要求されるヘッドユニット４へのダメージが効果的に抑制される。

【0052】

また、ストッパ部材３０（３２、３４）は、第１ビーム部材１０をガイドするＹ軸固定レール１１と第２ビーム部材２２をガイドするＹ軸固定レール２３との中間、又はその近辺に位置している。この構造によると、第１ビーム部材１０に関しては、衝突荷重が入力する第１ストッパ部材３２からＹ軸固定レール１１（スライダの位置）までの距離が短くなり、また、第２ビーム部材２２に関しては、衝突荷重が入力する第１ストッパ部材３２からＹ軸固定レール１１（スライダの位置）までの距離が短くなる。つまり、第１ビーム部材１０の鉛直軸周りのモーメント荷重、及び第２ビーム部材２２の鉛直軸周りのモーメント荷重が共に比較的小さく抑えられる。そのため、ストッパ部材３０（３２、３４）の衝突によってＹ軸固定レール１１、２３等が変形（歪む）することが抑制される。

【0053】

また、既述の通り、ストッパ部材３０（３２、３４）は、Ｘ方向において、ビーム部材１０、２２の両端近辺の互いに対称な位置に各々配置されているため、ストッパ部材３０（３２、３４）の衝突時に第１、第２ビーム部材１０，２２の挙動が不安定になり難い。そのため、この点でも、Ｙ軸固定レール１１、２３等が変形（歪む）することが抑制される。

【0054】

［変形例等］
以上説明した部品実装装置１は、本発明に係る部品移載装置を備えた部品実装装置の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のような構成を採用することも可能である。

【0055】

実施形態では、ストッパ部材３０のうち、第２ビーム部材２２側の第１ストッパ部材３２にショックアブソーバ３６が備えられているが、ショックアブソーバ３６は、第１ストッパ部材３２側に備えられていてもよい。但し、ヘッドユニット４は、カメラユニット２０に比べて、高速及び高精度での移動が要求されるため、重量軽減の観点からは第２ストッパ部材３４に備えられている方が好適である。

【0056】

また、ショックアブソーバ３６は、塑性変形により衝突荷重を吸収するワンショット型のショックアブソーバ以外に、ばね、ゴム、エア圧等により衝突荷重を繰り返し吸収可能なショックアブソーバであってもよい。また、緩衝部材として、ショックアブソーバ３６に代えて発泡樹脂等の成型体を設けてもよい。例えば図７に示すように、ウレタン等からなる直方体形状の緩衝部材３７を衝突面部３５ａに備えた第２ストッパ部材３４を用いてもよい。

【0057】

実施形態では、ストッパ部材３０は、Ｘ方向において、第１ビーム部材１０をガイドするＹ軸固定レール１１と第２ビーム部材２２をガイドするＹ軸固定レール２３との中間、又はその近辺に配置されているが、これ以外の位置に配置することも可能である。この場合、ストッパ部材３０（３２、３４）は、１箇所のみに設けられていてもよいし、Ｘ方向における３箇所以上の箇所に設けられていてもよい。

【0058】

実施形態では、ストッパ部材３２、３４（ストッパ本体３５）は、板金のプレス成型部品で構成されているが、例えば金属や樹脂のブロック状構造体で構成されていてもよい。但し、板金のプレス成型部品によれば、ストッパ部材３０（３２、３４）を安価に設けることができ、また、衝突時のストッパ部材３０（３２、３４）自体の変形によって衝撃吸収を行うことができる、という利点がある。

【0059】

実施形態では、本発明に係る部品移載装置が部品実装装置に適用された例について説明したが、本発明に係る部品移載装置は、例えばウェハからダイシングされたダイをテープに収容するテーピング装置、或いは前記ダイを基板に実装する部品実装装置などの各種装置に適用することができる。

【0060】

［上記実施形態に含まれる発明］
本発明の一局面に係る部品移載装置は、複数個の部品が配置された部品配置エリアを有する部品供給部から前記部品をピッキングして所定の部品移載部に移載する部品移載装置である。この部品移載装置は、第１方向に延在する少なくとも一つの第１移動軸に沿って水平方向に移動可能な第１ビーム部材と、前記第１ビーム部材に支持されて、当該第１ビーム部材と共に前記部品配置エリアと前記部品移載部との間の上方空間を移動する部品移載ユニットと、前記第１移動軸と平行な少なくとも一つの第２移動軸に沿って水平方向に移動可能な第２ビーム部材と、前記第２ビーム部材に支持されて、当該第２ビーム部材と共に前記部品配置エリアと所定の待機位置との間の上方空間を前記第２移動軸に沿って移動可能で、かつ前記部品配置エリアにおいて前記部品を撮像するカメラユニットと、前記第１ビーム部材及び前記第２ビーム部材に各々備えられ、前記第１方向において前記部品移載ユニットと前記カメラユニットとが所定の干渉リミット距離まで接近したときに、互いに衝突するとともに当該衝突荷重を吸収するストッパ部材とを備える。

【0061】

この部品移載装置によれば、第１方向において部品移載ユニットとカメラユニットとが干渉リミット距離まで接近すると、各ビーム部材に備えたれたストッパ部材同士が衝突し、部品移載ユニットとカメラユニットとの干渉が回避される。この場合、ストッパ部材によって衝突荷重が吸収されることにより、部品移載ユニット及びカメラユニット、第１、第２ビーム部材及び移動軸等が損傷することが抑制される。

【0062】

上記の部品移載装置において、前記第２ビーム部材は、前記第１ビーム部材に対し下方にオフセットされており、前記ストッパ部材は、前記第１ビーム部材の下部に設けられる第１ストッパ部材と、前記第２ビーム部材の上部に設けられる第２ストッパ部材とで構成されるのが望ましい。

【0063】

この部品移載装置によれば、第１ビーム部材に対して第２ビーム部材が下方にオフセットされているので、第１ビーム部材と第２ビーム部材との干渉を回避しながら、ストッパ部材同士（第１ストッパ部材と第２ストッパ部材）を衝突させることができる。

【0064】

この部品移載装置において、前記第１ストッパ部材は前記第１ビーム部材から下方に延びており、前記第２ストッパ部材は前記第２ビーム部材から上方に延びており、前記第１ストッパ部材と前記第２ストッパ部材とは、上下方向において前記第１ビーム側に偏った位置で互いに衝突するのが好適である。

【0065】

この部品移載装置によれば、部品移載ユニットに作用する衝突時のモーメント荷重を軽減することが可能となり、カメラユニットに比して一般に高重量で、かつ高い位置決め精度が要求される部品移載ユニットがダメージを受けることを抑制できる。

【0066】

上記の部品移載装置において、前記第１ビーム部材は、互いに平行な一対の前記第１移動軸に沿って移動し、前記第２ビーム部材は、互いに平行な一対の前記第２移動軸に沿って移動し、前記一対の第１移動軸及び前記一対の第２移動軸のうち、一方側の移動軸対は、他方側の移動軸対の外側に配置されており、前記ストッパ部材は、平面視において、前記一方側の移動軸対の内側に配置されているのが好適である。

【0067】

この部品移載装置によれば、平面視において、一方側の移動軸対の内側にストッパ部材が配置されているので、一方側の移動軸対の外側にストッパ部材が配置される場合に比べて装置全体のコンパクト化に寄与する。

【0068】

この部品移載装置において、前記第１ビーム部材及び前記第２ビーム部材は、共に、前記第１方向と交差する方向に延在しており、前記ストッパ部材は、平面視において、前記第１ビーム部材及び前記第２ビーム部材の両端近辺にそれぞれ配置されているのが好適である。

【0069】

この部品移載装置によれば、ストッパ部材同士の衝突時の衝突荷重が二箇所に分散される。そのため、ストッパ部材同士の衝突時の第１、第２ビーム部材の挙動を安定させて、第１移動軸及び第２移動軸が変形することを抑制することができる。

【0070】

上記の部品移載装置において、前記ストッパ部材は、平面視において、前記一方側の移動軸対と前記他方側の移動軸対との間で互いに衝突するように配置されているのが好適である。

【0071】

この部品移載装置によると、ストッパ部材同士の衝突位置から各移動軸までの距離が比較的近くなる。そのため、ストッパ部材同士の衝突時に、第１ビーム部材の鉛直軸周りのモーメント荷重による第１移動軸の変形や、第２ビーム部材の鉛直軸周りのモーメント荷重による第２移動軸の変形が抑制される。

【0072】

上記の部品移載装置において、前記ストッパ部材は、ショックアブソーバを備えているのが好適である。

【0073】

この部品移載装置におれば、ショックアブソーバにより、ストッパ部材同士の衝突時の衝突荷重を効果的に吸収することが可能となる。

【0074】

上記の部品移載装置において、前記第１ストッパ部及び前記第２ストッパ部は、金属板のプレス成型部品であるのが好適である。

【0075】

この部品移載装置によれば、低廉なストッパ部材の構成で、既述の作用効果を享受することが可能となる。

【0076】

上記の部品移載装置において、前記部品配置エリアは、ダイシングされたウェハが配置されるエリアであって、前記部品はダイであってもよい。また、前記部品移載ユニットは、前記ダイを吸着するヘッドを有するヘッドユニットであり、前記カメラユニットは、前記ウェハを撮像するウェハカメラであり、前記部品移載部は、前記ダイが実装される基板が配置される基板配置部であってもよい。

【0077】

この部品移載装置によれば、ダイシングされたウェハからダイを吸着し、基板に前記ダイを実装する部品実装装置において、既述の作用効果を享受することが可能となる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】