ピックアンドプレース装置
【課題】１つのサーボモータでも独立したピックアップ作業を行い、互いの機能を兼用できるようにして構造を簡単化したピックアンドプレース装置を提供する。
【解決手段】１つのサーボモータにより昇降フレームが昇降するようにし、この昇降フレームと独立して区分された複数のピックアップユニットを配置し、このピックアップユニットと昇降フレームを電子クラッチで媒介させて、電子クラッチの電源断続により選択的にピックアップユニットが昇降フレームに結束されるようにすることで、１つのサーボモータでもピックアップユニットの選択的な昇降を可能とした。この場合、前記ピックアップユニットは、上昇位置を保持支持するために支持ブロックに弾性スプリングを媒介として設置され、このような弾性スプリングは、ラック/ピニオンにおいてバックラッシュを補償する補償手段としての役割を兼用する。
【解決手段】１つのサーボモータにより昇降フレームが昇降するようにし、この昇降フレームと独立して区分された複数のピックアップユニットを配置し、このピックアップユニットと昇降フレームを電子クラッチで媒介させて、電子クラッチの電源断続により選択的にピックアップユニットが昇降フレームに結束されるようにすることで、１つのサーボモータでもピックアップユニットの選択的な昇降を可能とした。この場合、前記ピックアップユニットは、上昇位置を保持支持するために支持ブロックに弾性スプリングを媒介として設置され、このような弾性スプリングは、ラック/ピニオンにおいてバックラッシュを補償する補償手段としての役割を兼用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピックアンドプレース装置に関し、より詳細には、サーボモータでも独立したピックアップ作業が行われるようにすることで、構成の簡単化を図り、機器の信頼性及び生産性を向上させたピックアンドプレース装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ピックアンドプレース装置（Ｐｉｃｋ ａｎｄ Ｐｌａｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）は、例えば、部品の精度な実装または移送供給、選別工程などに使用される。
【０００３】
具体的には、半導体パッケージにおいて、複数列からなるマトリクスタイプのプリント回路基板が使用され、モールド工程が完了した後、ソーイング工程が行われる。このような状態で１個のパッケージをピックアップしてトレイに収納する工程または不良品の選別工程がピックアンドプレースシステムで行われる。
【０００４】
このようなピックアンドプレースシステムは、パッケージを吸着するための移送テーブルと、この移送テーブルの上にパッケージを脱着するピックアップ装置を主な構成要素とする。
【０００５】
特に、ピックアップ装置は、複数のパッケージを処理するために複数列に配置されたピックアップユニットを有してあり、このピックアップユニットは、選択的にパッケージを処理するために独立した駆動装置を備えている。
【０００６】
すなわち、ピックアップユニットは、パッケージをチャッキングするため、真空圧を利用したピッカーと、このピッカーを昇降させるための駆動装置とからなる。前記駆動装置は、サーボモータの回転軸にピニオンが設けられ、ピッカーにラックが形成されており、サーボモータの駆動により昇降しながら真空圧でパッケージを吸着するようになる。
【０００７】
その結果、１つのピックアップユニットは、１つの駆動装置と一対一対応を有する。このように、独立した駆動装置を備えることは、装置の重量を増加させ、製造の生産性を低下させる。
【０００８】
また、駆動装置は、バックラッシュを補償するための装置を有し、これもまた、独立して備える必要がある。バックラッシュとは、ギヤ（ラック／ピニオン）において、それを駆動するための嵌合公差であって、ギヤの歯と歯の間の遊動間隔を意味し、前記ピックアンドプレース装置におけるバックラッシュは、ピッカーの精度な昇降変位制御の妨害要素となり位置誤差をもたらす。
【０００９】
このような装置の複雑性、及び重量と体積の増加は、解決すべき課題であり、これを改善するための従来技術としては、例えば、「半導体製造装備のピックアンドプレース装置」（出願第１０−２００３−００１５６３２号）がある。
【００１０】
これは、図１ａに示すように、１組で移送されるラック１とピニオン２により、全体ピックアップユニット３の配置におけるサーボモータ４の数を１／２に減少させることができる。
【００１１】
しかし、これもまた、組ごとに独立したサーボモータ４を備えることが必要であるため、サーボモータによる従来の問題点を完全に解消することができない。
【００１２】
さらに、サーボモータ４を減らす代わりに、ピックアップ時間は１組のストローク駆動において２倍の時間を要するので、ピックアップ工程は２倍の時間を要し、サーボモータの搭載利得を得る代わり、工程の重要要素である工程時間利得は得ることができなくなる。
【００１３】
また、図１ｂに示すように、ピックアップユニット３の昇降移動経路を保持支持するためのレール装置として、ガイドピン５に別途の真空ライン６を形成し、その吸入力でラックとピニオンが常に噛み合うようにすることでバックラッシュを補償している。
【００１４】
しかし、このようなバックラッシュ補償手段を備えるために真空ラインを設けることは装置を複雑化する。すなわち、真空ラインの制御と、その気密を保持するための周辺装置が要求され、真空ラインの形成自体もその製造が複雑になる。
【００１５】
結局、このような従来の装置でも構造の複雑性を解消することができず、上記のような複雑性は、装置の信頼性を低減させ、生産性を低下させる要因となり、解決しなければならない課題となっている。
【００１６】
一方、一般的なピックアンドプレース装置のまた他の問題点としては、ピッカーの位置誤差を調節するための緩衝手段がまた他の位置誤差を発生させることである。
【００１７】
すなわち、前記ラックピニオン駆動によるチップピッカーの昇降変位は、様々な外乱によって調節されなければならない。よって、前記昇降変位は、確定された長さではなく、許容範囲を有するように設定されており、特に、ピックアップ完了位置を超える下降は、パッケージに過度な圧迫力を発生させ、それを損傷するおそれがあるため緩衝手段が要求される。
【００１８】
従って、前記許容範囲によってピッカーはその移動変位が可変するように形成され、そこにスプリングが媒介されて過度な圧迫力を減少させるための緩衝裕隔手段が備えられる。
【００１９】
このとき、ピッカーの緩衝裕隔は、上下にのみ限定する必要があり、左右のずれ（回転）があってはならない。これは、トレイへの移送時、ピックアップされたチップ（パッケージ）の位置がずれている場合、そのエッジ部分が損傷するおすれがあるためである。
【００２０】
従って、ピッカーの裕隔移動を上下にのみ限定するために、キー溝などを用いて可変する長さを有するようにするが、繰り返される作業は緩みを生じ、そのため、チップピッカーの位置ずれや、緩みなどが発生し、工程不良を発生させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、１つのサーボモータでも独立したピックアップ作業を行うことができる簡単なピックアップユニットを提供し、このようなピックアップユニットを設置するために提供される弾性力をバックラッシュを補償する手段として兼用するようにし、また、このようなピックアップユニットの独立した駆動のために媒介される手段と緩衝裕隔を兼用するようにすると同時に緩衝裕隔をレールの外に配置することで、構造の簡単化を図り、機器の信頼性及び生産性を向上させたピックアンドプレース装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために本発明は、１つのサーボモータにより昇降フレームが昇降するようにし、この昇降フレームと独立して区分された複数のピックアップユニットを配置し、このピックアップユニットと昇降フレームを電子クラッチで媒介させて、電子クラッチの電源断続により選択的にピックアップユニットが昇降フレームに結束するようにすることで、１つのサーボモータでもピックアップユニットの選択的な昇降を可能としたものである。
【００２３】
さらに、この場合、前記ピックアップユニットは、最初の上昇位置を保持支持するために支持ブロックに弾性スプリングを媒介として設置され、前記弾性スプリングの弾性力は、その下降に対する反対方向に作用するので、ラック/ピニオンにおいてバックラッシュを補償する補償手段としての役割をし、バックラッシュを補償するための別途の装置がなくても、前記弾性スプリングがその作用を兼用でき、その結果、装置をさらに簡単化できる。
【００２４】
また、電子クラッチが提供する結束ユニットは、ソレノイドで往復する結束コアからなり、これが昇降ユニットとピックアップユニットに媒介されることにより、ソレノイドの発動時にある程度許容される結束コアの引き出しは、ピックアップユニッの移動変位に対して緩衝裕隔手段を提供することができるようになる。
【００２５】
これにより、緩衝裕隔はピッカーから除外され、ピッカーが含まれるピックアップユニットの外部に形成され、ピッカーはピックアップユニットである下部支持フレームに充分堅固に固定されるので、ピッカーのずれや緩みを生じる工程不良を根本的に防止することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、１つのサーボモータでも複数のピックアップユニットを選択的に昇降させることができ、装置の簡単化を図ることができるという効果がある。
【００２７】
このような装置の単純化は、部品数を減らしてその体積及び重量を低減し、システムの信頼性を向上させる。また、生産性を向上させることができ、コンパクトな配置は占有空間を縮小するので工程に有利である。
【００２８】
なお、ピックアップユニットを設置するために必要な要素である弾発スプリングを、バックラッシュを補償する手段として兼用する。これによって、バックラッシュを補償するための別途の装置追加が不要になり、その結果、装置をより簡単にすることができる。
【００２９】
また、結束ユニットを構成するソレノイド及び結束コアは、パッケージのピックアップ時に緩衝裕隔に対応する構造物を形成し、ピッカーに緩衝裕隔に対応するための別途の装置を追加する必要が無くなる。
【００３０】
また、ピッカー自体に緩衝裕隔手段を必要とせず、このような緩衝裕隔手段がピックアップユニットの外部に形成されるので、移動レールの経路上である下部支持フレームにピッカーを堅く固定することができるようになり、ピッカーの回転やずれによる工程不良を基本的に防止できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施形態を、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。添付した図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明することによって本発明の目的、作用効果、及びその他の目的や特徴などを明らかにしたい。
【００３２】
尚、本発明の詳細な説明では、具体的な実施例について説明するが、本発明はこれに限るものでなく、各種の変形が本発明の特許請求の範囲を逸脱しない限り、該当技術分野における通常の知識をもつ者により可能である。
【００３３】
図２は、本発明によるピックアンドプレース装置を示す外観図であり、図３〜図６は、図２を拡大した概念図である。
【００３４】
図３〜図６は、本発明を明確に説明するために簡単に示したもので、周辺要素は省略し、各ユニットの配置間隔及び動作状態を誇張して示した。
【００３５】
具体的には、図３は、本発明のピックアンドプレース装置における昇降ユニットを説明するための概念図であり、図４は、本発明のピックアンドプレース装置におけるピックアップユニットを説明するための概念図である。
【００３６】
そして、図５は、前記図３及び図４の結合図であり、図６は、本発明のピックアンドプレース装置の動作状態を示す概念図であり、図７は、本発明のピックアンドプレース装置の動作状態を示す断面図である。
【００３７】
本発明は、ピックアンドプレースシステムに備えられる固定フレーム１０に設置されて固定された構造物を提供する支持ブロック１２と、この支持ブロック１２を貫通してスライディングしながら昇降可能に設置されるとともに、前記支持ブロック１２から上昇位置を保持支持するために、前記支持ブロックを支持点として弾発スプリング１４が設けられ、目標物として、例えばパッケージをピックアップするためのピッカー１６を備えるピックアップユニット１８と、一列に配置された前記ピックアップユニット１８の間を横切って設けられた昇降フレーム２０、及びこの昇降フレーム２０に設置され、ラック/ピニオンが媒介されて前記昇降フレーム２０を昇降させるサーボモータ２２を有する昇降ユニット２４と、前記昇降ユニット２４の昇降時に連動して前記配置されたピックアップユニット１８が選択的に昇降するように、前記ピックアップユニット１８を電源断続により選択的に前記昇降フレーム２０に結束させる結束ユニット２６とからなるピックアンドプレース装置である。
【００３８】
具体的には、前記構成要素において、ピックアップユニット１８は、昇降フレーム２０を横切る方向に上部支持フレーム２８が設けられ、この上部支持フレーム２８の両端に移動レール３０が設置され、いずれか一方の移動レールにはピッカー１６及びこれに繋がっている真空ライン３２が連結されるように設置する一方、前記移動レール３０は、その外周にスライディングされるアウターレール３４を介して前記支持ブロック１２を貫通して移動経路が保持支持されるように設置され、前記移動レールの両端に下部支持フレーム３６が設置されてなることを特徴とする（図４参照）。
【００３９】
一方、昇降ユニット２４は、昇降フレーム２０の両端にラックギヤが形成されたラックブロック３８が形成され、このラックブロック３８は、その昇降移動経路が保持支持されるように支持ブロック１２と昇降レール４０で媒介される一方、前記ラックブロック３８にはピニオンギヤが形成されたピニオンブロック４２がそれぞれ設置されて回転軸４４に連結され、いずれか一方のピニオンブロック４２にはサーボモータ２２が設置されてなることを特徴とする（図３参照）。
【００４０】
前記昇降レール４０は、より具体的には、昇降フレーム２０の両端にスライディングバーとしてそれぞれ１組の昇降レール４０が設置され、支持ブロック１２には前記昇降レール４０の昇降経路が保持支持されるようにアウターレール３４が設置されてなることを特徴とする。
【００４１】
一方、結束ユニットにより昇降ユニットの昇降フレーム上面とピックアップユニットが上部支持フレーム底面に接触することによって、前記昇降フレーム２０には、上部支持パネル２８との衝突を緩衝するための緩衝パッド５２が設けられていることを特徴とする。
【００４２】
そして、前記ピックアップユニット１８を選択的に昇降フレーム２０に結束させる結束ユニット２６は、前記昇降フレーム２０には結束コア４６が設置され、前記ピックアップユニットの上部支持フレーム２８には、電源断続によって前記結束コア４６を選択的に結束させるソレノイド４８が設置されてなることを特徴とする（図３、図４及び図６参照）。
【００４３】
このような結束ユニットは、ソレノイドからの結束コアがスライディングする構造物を提供することにより、ピッカーの下降においてラック/ピニオンの直結で移動される移動経路でスライディングする緩衝裕隔を提供する。
【００４４】
これは、結束ユニットの発動によってピッカーが下降し、過度な下降のためにパッケージ（チップ）に過度な圧迫が加えられる場合、結束コア４６がソレノイド４８からスライディングして抜け出るようになり、従来のピッカーに形成された裕隔とスプリングにより行われていた緩衝裕隔手段を代替するためである。
【００４５】
すなわち、結束ユニット２６は、ピッカー１６の目標物ピックアップ完了位置でも昇降ユニット２４が下降するとき、ソレノイド４８からの結束コア４６の引き出しがピッカー１６のピックアップ完了位置を保持しながら昇降ユニット２４の下降を許容する緩衝裕隔手段であることを特徴とする。
【００４６】
また、このような緩衝裕隔手段がピッカー１６から結束ユニット２６に切り換わる（移動）することにより、つまり、緩衝裕隔がピッカーから除外されてピックアップユニット１８の外に形成されることで、ピッカー１６は、ピアップユニット１８の下部支持フレーム３６に堅固に固定され、従来ピッカー１６の回転やずれ、及びこれに伴う工程不良を基本的に防止する。すなわち、前記緩衝裕隔手段は、ピッカーの回転放置手段として、結局、前記結束ユニット２６は、ピッカー１６のピックアップ完了位置を保持しながら昇降ユニット２４の下降を許容すると同時に、ピックアップユニット１８と一体のピッカー固定を確保するためにピックアップユニット１８の外部に形成される緩衝裕隔手段である。
【００４７】
一方、固定フレーム１０には、前記ピックアップユニット１８の一列配置を整列調節するために、内部にソレノイド４８を収容するための収容溝５１が形成され、上部支持台に接触される整列バー５０が設置されていることを特徴とする。
【００４８】
固定フレーム１０にブラケット５６が固定され、整列バー５０がこのブラケット５６に回動可能にヒンジ結合され、整列バー５０とブラケット５６の間には整列スプリング５８が設置されている（図４参照）。
【００４９】
これにより、例えば、ピックアップ工程待機の位置である最上昇位置でピックアップ工程の位置にサーボモータの駆動が行われる場合、前記整列スプリングの弾性力により整列バーがピックアップユニットを下方に押し、工程位置にピックアップユニットを整列させる。
【００５０】
一方、整列バー５０とピックアップユニット１８の接触は、前記ピックアップユニットの弾発スプリング１４により行われ、前記弾発スプリング１４は、ピックアップユニットの上昇位置を保持支持するために設置されるものとは別途の機能を行うことになる。
【００５１】
すなわち、前記弾発スプリングの弾性力は、ラック/ピニオン駆動においてラックとピニオンを常に接触させる弾性力として作用し、バックラッシュを補完する機能を兼用する。
【００５２】
よって、前記弾発スプリング１４は、結束ユニット２６によるピックアップユニットと昇降ユニットの結束時、昇降ユニットのラック/ピニオンバックラッシュを補完するバックラッシュ補完手段であることを特徴とする。
【００５３】
上述のように、本発明は、１つのサーボモータ２２でも独立したピックアップ作業を行う簡単なピックアップユニットを提供し、このようなピックアップユニットの設置のために提供される弾性力を、バックラッシュを補償する手段として兼用することで、構造の単純化を図ることができ、機器の信頼性及び生産性を向上させたピックアンドプレース装置を提供する。
【００５４】
図２は、全体装置の各ユニットが結合されたピックアンドプレース装置を示す外観図である。ピックアンドプレースシステムに備えられて装置の固定された構造物を確保するために固定フレーム１０に１つのサーボモータ２２によって昇降する比較的長い長さの昇降フレーム２０を有する昇降ユニット２４と、昇降フレーム２０と分離されて独立して設置され、支持ブロック１２から弾発スプリング１４により上昇位置が保持支持されるように設置されたピックアップユニット１８と、前記ピックアップユニット１８と昇降フレーム２０を電源断続により選択的に結束させる電子クラッチであるソレノイド４８とからなる結束ユニット２６が設けられている。
【００５５】
ここで、ピッカー１６に真空圧を独立的に与えるために装着される空圧装置５４と、工程待機の位置または工程の位置に位置制御を行うためのポジションセンサー（図示せず）などは、従来と同様であるので、詳細な説明は略する。
【００５６】
また、図では、ラック/ピニオンを駆動するためのサーボモータ２２が直結式に連結されているが、タイミングベルトを利用したプーリ駆動方式も可能である。プーリ駆動方式が適用される場合、サーボモータ２２を前記ケースを形成する固定フレーム１０の内側に収納することができ、その結果、よりコンパクトな工程配置を実現することができる。
【００５７】
前記本発明の構成要素をより具体的に説明すれば、まず、前記昇降ユニット２４は、図２及び図３に示すように、昇降フレーム２０の両端にラックギヤが形成されたラックブロック３８が設けられる。そして、昇降フレーム２０は、固定された構造物において基準位置を提供する支持ブロック１２に昇降レール４０により昇降移動経路が保持支持されるように連結される。
【００５８】
このために前記昇降レール４０は、バー形式のレールであり、支持ブロック１２には、前記昇降レール４０が貫通してスライディングするアウターレール３４が形成される。前記アウターレールにはベアリングが設置されることができる。
【００５９】
一方、前記ラックブロック３８にはピニオンブロック４２がそれぞれ設置されて回転軸４４に連結され、いずれか１つのピニオンブロック４２にはサーボモータ２２が連結され、サーボモータ２２は、固定フレーム１０に支持固定されるように設置される。このとき、前記回転軸４４は、固定フレーム１０の側壁と、支持ブロック１２の側壁を貫通して設置され、ベアリング（図示せず）で媒介される。
【００６０】
前記ラックブロック３８に固定フレームを横切る方向と長さに昇降フレーム２０が設置され、この昇降フレーム２０に結束ユニット２６に含まれる結束コア４６が突出するように結合されて形成される。
【００６１】
そして、結束コア４６の周辺には、例えばリング状の緩衝パッド５２が設置される。この緩衝パッド５２は、結束ユニットの発動時、昇降フレーム２０の上面と、上部支持フレーム下面との衝突を緩衝するために設けられる。
【００６２】
このような昇降ユニットによりサーボモータ２２が回転すると、回転軸４４で連結された両ピニオンブロック４２が回転し、これによってラックブロック３８が直線運動をして昇降が行われ、これと一体に結合された昇降フレーム２０及び結束コア４６が昇降する。
【００６３】
次に、前記ピックアップユニット１８は、特に、図４及び図５に示すように、昇降フレーム２０を横切る方向に上部支持フレーム２８が設けられ、これに前記結束コア４６が自由に往復するソレノイド４８が設置される。
【００６４】
前記ソレノイド４８は、電源の短絡時、前記結束コア４６の自由な挿入、引き出しを許容し、電源接続時、結束コア４８をソレノイド４８の内部に結束させ、結局、上部支持フレーム２８と昇降フレーム２０を固定結合させる。
【００６５】
前記上部支持フレーム２８の両端にスライディング手段として移動レール３０のうちのいずれか１つの移動レール３０には、チップピッカー１６及びこれと連結される真空ライン３２が形成され、前記真空ライン３２は、前記空圧装置５４と連結される。
【００６６】
そして、前記支持ブロック１２には、このような移動レール３０の昇降移動経路を保持支持するためのアウターレール３４が設置され、移動レール３０は、支持ブロック１２によって支持され、正確な昇降を行うようになる（図６参照）。
【００６７】
このとき、前記移動レール３０に弾発スプリング１４が嵌められて設けられ、前記弾発スプリング１４は、支持ブロック１２を支持点として上部支持フレーム２８に弾性力を加えるように設置される。
【００６８】
支持ブロック１２を貫通する移動レール３０の下端には、相互連結する下部支持フレーム３６が設置され、前記上部支持フレームとともに移動レール３０を堅固に固定させ、これにより、四角フレーム上に堅固な構造物を構成することができる。
【００６９】
一方、上部支持フレーム２８には整列バー５０が配置され、整列バーは固定フレームに設置される。前記整列バーは、ピックアップユニット１８が弾発スプリング１４を介して支持ブロック１２に独立して設置されるので、このようなピックアップユニット１８を一列に配置するためである。
【００７０】
同時に、ピックアップ工程は、ピックアップ工程待機の位置及びピックアップ工程の位置に区分することができ、通常、工程待機は、最上部位置に待機されるが、工程位置への下降時にピックアップユニット１８を下部に下げて工程位置に配置するために設置される。
【００７１】
このための整列バー５０は、ピックアップユニット１８を工程位置に移動させるために、固定フレームにブラケット５６が設置され、これにヒンジ結合され、整列バー５０の両端には、前記ブラケットを支持点として工程位置にピックアップユニットを下降させる荷重を加える整列スプリング５８が設置されて構成される。
【００７２】
ここで、前記ヒンジ結合は、整列バー３０の両端に図示するようにヒンジ軸が結合され、ブラケット５６にヒンジ軸が貫通する貫通孔が形成されて行われる。
【００７３】
これにより、固定フレーム１０に、図５のように、支持ブロック１２と、この支持ブロックに独立して昇降するピックアップユニットとこのピックアップユニットを横切る昇降フレーム２０を有する昇降ユニットが設置され、昇降フレーム２０とピックアップユニットの上部支持フレームは、結束ユニット２６で媒介される。
【００７４】
よって、図６及び図７に示すように、ピックアップ工程が開始されると、サーボモータの駆動によりピニオンブロック４２とラックブロック３８が駆動され、これによって昇降フレーム２０の昇降が行われる。この場合、ソレノイド４８に電源が供給されない場合、結束コア４６は、ソレノイド４８内部に自由に往復し、そのため、ピックアップユニット１８は、弾発スプリング１４によって上昇位置を保持するようになる（図７ａ参照）。
【００７５】
これに対し、ソレノイド４８に電源が供給される場合には、ソレノイドは自力で結束コア４６を結合させる。ソレノイド４８と結束コア４６が結合される場合、ピックアップユニットの上部支持フレーム２８は、昇降フレーム２０に結束し、上部支持フレーム２８に一体に結合された移動レール３０は、支持ブロック１２からアウターレール３４に沿ってスライディングしれながら昇降フレーム２０の昇降と一体に移動する（図７ｂ参照）。
【００７６】
前記ソレノイド４８への電源断続は、コントロールユニット（図示せず）によりリレースイッチを介して行われる。なお、前記コントロールユニットは、前記電源を供給したピックアップユニットの真空ライン３２を発動させて、ピッカー１６によるピックアップを行う。
【００７７】
一方、結束ユニット２６によりピックアップユニット１８が下降する場合、前記弾発スプリング１４は、ピックアップユニット１８の下降に対抗する弾性力を持続的に発生させ、このような弾性力は、ラック/ピニオンの駆動においてラックとピニオンが常に噛み合う力として作用し、バックラッシュを補償する。
【００７８】
さらに、ソレノイド４８と結束コア４６は、ピッカー１６のピックアップ作業時、昇降ユニット２４からの衝撃を緩和するための緩衝手段を提供する。すなわち、ピッカー１６の移動経路（変位）が超過してチップの表面に昇降ユニットが荷重を加える場合、結束コア４６とソレノイド４８の間の結束力より弾発スプリング１４の反発力がさらに大きく形成される。
【００７９】
よって、初期には、結束コア４６とソレノイド４８が互いの結束力を維持する状態で結束コア４６が装着された昇降フレーム２０が下降すると、ソレノイド４８が付着された昇降フレーム２０も一緒に下降し、ピックアップユニット１８も下降するようになる。
【００８０】
昇降フレーム２０がスライディングによりピックアップユニット１８に一体に結合したピッカー１６は、予め定められたピックアップ完了位置まで昇降フレーム２０が下降して弾発スプリング１４が加圧され、昇降フレーム２０に対する反発力が次第に増加する。
【００８１】
昇降フレーム２０が継続して下降して、予め定められたピックアップ完了位置を超え、弾発スプリング１４の反発力が結束コア４６とソレノイド４８の間の結束力より大きくなると、結束コア４６と昇降フレーム２０の結合が解除されるので、昇降フレーム２０が継続して下降しても、結束コア４６がそれ以上下降せず、移動レール３０がそれ以上下降しなくなる。
【００８２】
このような作用は、ソレノイド４８への通電量による結束力、例えば、ソレノイドに印加される電圧または電流値と弾発スプリング１４の圧縮による反発力を考慮して実験的に決定され、充分実現することができる。
【００８３】
これにより、前記ピッカー１６の構造はより簡単になり、特に、従来の前記緩衝裕隔に対応するためにピッカーが可変手段及び緩衝手段を具備することが不要になる。さらに、ピッカーがピックアップユニットと一体に固定されているので、回転やずれが防止される。
【００８４】
すなわち、上述のように、ピッカーには昇降装置からの衝撃を緩和するための緩衝裕隔手段を備える必要があるが、本発明では、ピッカー１６の緩衝裕隔を結束ユニット２６であるソレノイド４８と結束コア４６が担うことになる。
【００８５】
このように結束ユニット２６がピックアップユニット１８と昇降ユニット２４との間に媒介されることにより、緩衝裕隔手段がピックアップユニット１８の外部に配置されるようになり、そのため、ピッカー１６は、上部支持フレーム２８と下部支持フレーム３６が形成する四角いフレームにより強く拘束されて一体に結合されることができ、移動レールにより該移動経路が維持され、ピッカー１６のずれを根本的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１ａ】従来のピックアンドプレース装置を示す説明図。
【図１ｂ】従来のピックアンドプレース装置を示す説明図。
【図２】本発明によるピックアンドプレース装置を示す外観図。
【図３ａ】本発明のピックアンドプレース装置における昇降ユニットを説明するための概念図。
【図３ｂ】本発明のピックアンドプレース装置における昇降ユニットを説明するための概念図。
【図４】発明のピックアンドプレース装置におけるピックアップユニットを説明するための概念図。
【図５】図３及び図４の結合図。
【図６ａ】本発明のピックアンドプレース装置の動作状態を示す概念図。
【図６ｂ】本発明のピックアンドプレース装置の動作状態を示す概念図。
【図７ａ】本発明のピックアンドプレース装置の動作状態を示す断面図。
【図７ｂ】本発明のピックアンドプレース装置の動作状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００８７】
１０…固定フレーム
１２…支持ブロック
１４…弾発スプリング
１６…チップピッカー
１８…ピックアップユニット
２０…昇降フレーム
２２…サーボモータ
２４…昇降ユニット
２６…結束ユニット
２８…上部支持フレーム
３０…移動レール
３２…真空ライン
３４…アウターレール
３６…下部支持フレーム
３８…ラックブロック
４０…昇降レール
４２…ピニオンブロック
４４…回転軸
４６…結束コア
４８…ソレノイド
５０…整列バー
５２…緩衝パッド
５４…空圧装置
５６…ブラケット
５８…整列スプリング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピックアンドプレース装置に関し、より詳細には、サーボモータでも独立したピックアップ作業が行われるようにすることで、構成の簡単化を図り、機器の信頼性及び生産性を向上させたピックアンドプレース装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ピックアンドプレース装置（Ｐｉｃｋ ａｎｄ Ｐｌａｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）は、例えば、部品の精度な実装または移送供給、選別工程などに使用される。
【０００３】
具体的には、半導体パッケージにおいて、複数列からなるマトリクスタイプのプリント回路基板が使用され、モールド工程が完了した後、ソーイング工程が行われる。このような状態で１個のパッケージをピックアップしてトレイに収納する工程または不良品の選別工程がピックアンドプレースシステムで行われる。
【０００４】
このようなピックアンドプレースシステムは、パッケージを吸着するための移送テーブルと、この移送テーブルの上にパッケージを脱着するピックアップ装置を主な構成要素とする。
【０００５】
特に、ピックアップ装置は、複数のパッケージを処理するために複数列に配置されたピックアップユニットを有してあり、このピックアップユニットは、選択的にパッケージを処理するために独立した駆動装置を備えている。
【０００６】
すなわち、ピックアップユニットは、パッケージをチャッキングするため、真空圧を利用したピッカーと、このピッカーを昇降させるための駆動装置とからなる。前記駆動装置は、サーボモータの回転軸にピニオンが設けられ、ピッカーにラックが形成されており、サーボモータの駆動により昇降しながら真空圧でパッケージを吸着するようになる。
【０００７】
その結果、１つのピックアップユニットは、１つの駆動装置と一対一対応を有する。このように、独立した駆動装置を備えることは、装置の重量を増加させ、製造の生産性を低下させる。
【０００８】
また、駆動装置は、バックラッシュを補償するための装置を有し、これもまた、独立して備える必要がある。バックラッシュとは、ギヤ（ラック／ピニオン）において、それを駆動するための嵌合公差であって、ギヤの歯と歯の間の遊動間隔を意味し、前記ピックアンドプレース装置におけるバックラッシュは、ピッカーの精度な昇降変位制御の妨害要素となり位置誤差をもたらす。
【０００９】
このような装置の複雑性、及び重量と体積の増加は、解決すべき課題であり、これを改善するための従来技術としては、例えば、「半導体製造装備のピックアンドプレース装置」（出願第１０−２００３−００１５６３２号）がある。
【００１０】
これは、図１ａに示すように、１組で移送されるラック１とピニオン２により、全体ピックアップユニット３の配置におけるサーボモータ４の数を１／２に減少させることができる。
【００１１】
しかし、これもまた、組ごとに独立したサーボモータ４を備えることが必要であるため、サーボモータによる従来の問題点を完全に解消することができない。
【００１２】
さらに、サーボモータ４を減らす代わりに、ピックアップ時間は１組のストローク駆動において２倍の時間を要するので、ピックアップ工程は２倍の時間を要し、サーボモータの搭載利得を得る代わり、工程の重要要素である工程時間利得は得ることができなくなる。
【００１３】
また、図１ｂに示すように、ピックアップユニット３の昇降移動経路を保持支持するためのレール装置として、ガイドピン５に別途の真空ライン６を形成し、その吸入力でラックとピニオンが常に噛み合うようにすることでバックラッシュを補償している。
【００１４】
しかし、このようなバックラッシュ補償手段を備えるために真空ラインを設けることは装置を複雑化する。すなわち、真空ラインの制御と、その気密を保持するための周辺装置が要求され、真空ラインの形成自体もその製造が複雑になる。
【００１５】
結局、このような従来の装置でも構造の複雑性を解消することができず、上記のような複雑性は、装置の信頼性を低減させ、生産性を低下させる要因となり、解決しなければならない課題となっている。
【００１６】
一方、一般的なピックアンドプレース装置のまた他の問題点としては、ピッカーの位置誤差を調節するための緩衝手段がまた他の位置誤差を発生させることである。
【００１７】
すなわち、前記ラックピニオン駆動によるチップピッカーの昇降変位は、様々な外乱によって調節されなければならない。よって、前記昇降変位は、確定された長さではなく、許容範囲を有するように設定されており、特に、ピックアップ完了位置を超える下降は、パッケージに過度な圧迫力を発生させ、それを損傷するおそれがあるため緩衝手段が要求される。
【００１８】
従って、前記許容範囲によってピッカーはその移動変位が可変するように形成され、そこにスプリングが媒介されて過度な圧迫力を減少させるための緩衝裕隔手段が備えられる。
【００１９】
このとき、ピッカーの緩衝裕隔は、上下にのみ限定する必要があり、左右のずれ（回転）があってはならない。これは、トレイへの移送時、ピックアップされたチップ（パッケージ）の位置がずれている場合、そのエッジ部分が損傷するおすれがあるためである。
【００２０】
従って、ピッカーの裕隔移動を上下にのみ限定するために、キー溝などを用いて可変する長さを有するようにするが、繰り返される作業は緩みを生じ、そのため、チップピッカーの位置ずれや、緩みなどが発生し、工程不良を発生させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、１つのサーボモータでも独立したピックアップ作業を行うことができる簡単なピックアップユニットを提供し、このようなピックアップユニットを設置するために提供される弾性力をバックラッシュを補償する手段として兼用するようにし、また、このようなピックアップユニットの独立した駆動のために媒介される手段と緩衝裕隔を兼用するようにすると同時に緩衝裕隔をレールの外に配置することで、構造の簡単化を図り、機器の信頼性及び生産性を向上させたピックアンドプレース装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために本発明は、１つのサーボモータにより昇降フレームが昇降するようにし、この昇降フレームと独立して区分された複数のピックアップユニットを配置し、このピックアップユニットと昇降フレームを電子クラッチで媒介させて、電子クラッチの電源断続により選択的にピックアップユニットが昇降フレームに結束するようにすることで、１つのサーボモータでもピックアップユニットの選択的な昇降を可能としたものである。
【００２３】
さらに、この場合、前記ピックアップユニットは、最初の上昇位置を保持支持するために支持ブロックに弾性スプリングを媒介として設置され、前記弾性スプリングの弾性力は、その下降に対する反対方向に作用するので、ラック/ピニオンにおいてバックラッシュを補償する補償手段としての役割をし、バックラッシュを補償するための別途の装置がなくても、前記弾性スプリングがその作用を兼用でき、その結果、装置をさらに簡単化できる。
【００２４】
また、電子クラッチが提供する結束ユニットは、ソレノイドで往復する結束コアからなり、これが昇降ユニットとピックアップユニットに媒介されることにより、ソレノイドの発動時にある程度許容される結束コアの引き出しは、ピックアップユニッの移動変位に対して緩衝裕隔手段を提供することができるようになる。
【００２５】
これにより、緩衝裕隔はピッカーから除外され、ピッカーが含まれるピックアップユニットの外部に形成され、ピッカーはピックアップユニットである下部支持フレームに充分堅固に固定されるので、ピッカーのずれや緩みを生じる工程不良を根本的に防止することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、１つのサーボモータでも複数のピックアップユニットを選択的に昇降させることができ、装置の簡単化を図ることができるという効果がある。
【００２７】
このような装置の単純化は、部品数を減らしてその体積及び重量を低減し、システムの信頼性を向上させる。また、生産性を向上させることができ、コンパクトな配置は占有空間を縮小するので工程に有利である。
【００２８】
なお、ピックアップユニットを設置するために必要な要素である弾発スプリングを、バックラッシュを補償する手段として兼用する。これによって、バックラッシュを補償するための別途の装置追加が不要になり、その結果、装置をより簡単にすることができる。
【００２９】
また、結束ユニットを構成するソレノイド及び結束コアは、パッケージのピックアップ時に緩衝裕隔に対応する構造物を形成し、ピッカーに緩衝裕隔に対応するための別途の装置を追加する必要が無くなる。
【００３０】
また、ピッカー自体に緩衝裕隔手段を必要とせず、このような緩衝裕隔手段がピックアップユニットの外部に形成されるので、移動レールの経路上である下部支持フレームにピッカーを堅く固定することができるようになり、ピッカーの回転やずれによる工程不良を基本的に防止できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施形態を、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。添付した図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明することによって本発明の目的、作用効果、及びその他の目的や特徴などを明らかにしたい。
【００３２】
尚、本発明の詳細な説明では、具体的な実施例について説明するが、本発明はこれに限るものでなく、各種の変形が本発明の特許請求の範囲を逸脱しない限り、該当技術分野における通常の知識をもつ者により可能である。
【００３３】
図２は、本発明によるピックアンドプレース装置を示す外観図であり、図３〜図６は、図２を拡大した概念図である。
【００３４】
図３〜図６は、本発明を明確に説明するために簡単に示したもので、周辺要素は省略し、各ユニットの配置間隔及び動作状態を誇張して示した。
【００３５】
具体的には、図３は、本発明のピックアンドプレース装置における昇降ユニットを説明するための概念図であり、図４は、本発明のピックアンドプレース装置におけるピックアップユニットを説明するための概念図である。
【００３６】
そして、図５は、前記図３及び図４の結合図であり、図６は、本発明のピックアンドプレース装置の動作状態を示す概念図であり、図７は、本発明のピックアンドプレース装置の動作状態を示す断面図である。
【００３７】
本発明は、ピックアンドプレースシステムに備えられる固定フレーム１０に設置されて固定された構造物を提供する支持ブロック１２と、この支持ブロック１２を貫通してスライディングしながら昇降可能に設置されるとともに、前記支持ブロック１２から上昇位置を保持支持するために、前記支持ブロックを支持点として弾発スプリング１４が設けられ、目標物として、例えばパッケージをピックアップするためのピッカー１６を備えるピックアップユニット１８と、一列に配置された前記ピックアップユニット１８の間を横切って設けられた昇降フレーム２０、及びこの昇降フレーム２０に設置され、ラック/ピニオンが媒介されて前記昇降フレーム２０を昇降させるサーボモータ２２を有する昇降ユニット２４と、前記昇降ユニット２４の昇降時に連動して前記配置されたピックアップユニット１８が選択的に昇降するように、前記ピックアップユニット１８を電源断続により選択的に前記昇降フレーム２０に結束させる結束ユニット２６とからなるピックアンドプレース装置である。
【００３８】
具体的には、前記構成要素において、ピックアップユニット１８は、昇降フレーム２０を横切る方向に上部支持フレーム２８が設けられ、この上部支持フレーム２８の両端に移動レール３０が設置され、いずれか一方の移動レールにはピッカー１６及びこれに繋がっている真空ライン３２が連結されるように設置する一方、前記移動レール３０は、その外周にスライディングされるアウターレール３４を介して前記支持ブロック１２を貫通して移動経路が保持支持されるように設置され、前記移動レールの両端に下部支持フレーム３６が設置されてなることを特徴とする（図４参照）。
【００３９】
一方、昇降ユニット２４は、昇降フレーム２０の両端にラックギヤが形成されたラックブロック３８が形成され、このラックブロック３８は、その昇降移動経路が保持支持されるように支持ブロック１２と昇降レール４０で媒介される一方、前記ラックブロック３８にはピニオンギヤが形成されたピニオンブロック４２がそれぞれ設置されて回転軸４４に連結され、いずれか一方のピニオンブロック４２にはサーボモータ２２が設置されてなることを特徴とする（図３参照）。
【００４０】
前記昇降レール４０は、より具体的には、昇降フレーム２０の両端にスライディングバーとしてそれぞれ１組の昇降レール４０が設置され、支持ブロック１２には前記昇降レール４０の昇降経路が保持支持されるようにアウターレール３４が設置されてなることを特徴とする。
【００４１】
一方、結束ユニットにより昇降ユニットの昇降フレーム上面とピックアップユニットが上部支持フレーム底面に接触することによって、前記昇降フレーム２０には、上部支持パネル２８との衝突を緩衝するための緩衝パッド５２が設けられていることを特徴とする。
【００４２】
そして、前記ピックアップユニット１８を選択的に昇降フレーム２０に結束させる結束ユニット２６は、前記昇降フレーム２０には結束コア４６が設置され、前記ピックアップユニットの上部支持フレーム２８には、電源断続によって前記結束コア４６を選択的に結束させるソレノイド４８が設置されてなることを特徴とする（図３、図４及び図６参照）。
【００４３】
このような結束ユニットは、ソレノイドからの結束コアがスライディングする構造物を提供することにより、ピッカーの下降においてラック/ピニオンの直結で移動される移動経路でスライディングする緩衝裕隔を提供する。
【００４４】
これは、結束ユニットの発動によってピッカーが下降し、過度な下降のためにパッケージ（チップ）に過度な圧迫が加えられる場合、結束コア４６がソレノイド４８からスライディングして抜け出るようになり、従来のピッカーに形成された裕隔とスプリングにより行われていた緩衝裕隔手段を代替するためである。
【００４５】
すなわち、結束ユニット２６は、ピッカー１６の目標物ピックアップ完了位置でも昇降ユニット２４が下降するとき、ソレノイド４８からの結束コア４６の引き出しがピッカー１６のピックアップ完了位置を保持しながら昇降ユニット２４の下降を許容する緩衝裕隔手段であることを特徴とする。
【００４６】
また、このような緩衝裕隔手段がピッカー１６から結束ユニット２６に切り換わる（移動）することにより、つまり、緩衝裕隔がピッカーから除外されてピックアップユニット１８の外に形成されることで、ピッカー１６は、ピアップユニット１８の下部支持フレーム３６に堅固に固定され、従来ピッカー１６の回転やずれ、及びこれに伴う工程不良を基本的に防止する。すなわち、前記緩衝裕隔手段は、ピッカーの回転放置手段として、結局、前記結束ユニット２６は、ピッカー１６のピックアップ完了位置を保持しながら昇降ユニット２４の下降を許容すると同時に、ピックアップユニット１８と一体のピッカー固定を確保するためにピックアップユニット１８の外部に形成される緩衝裕隔手段である。
【００４７】
一方、固定フレーム１０には、前記ピックアップユニット１８の一列配置を整列調節するために、内部にソレノイド４８を収容するための収容溝５１が形成され、上部支持台に接触される整列バー５０が設置されていることを特徴とする。
【００４８】
固定フレーム１０にブラケット５６が固定され、整列バー５０がこのブラケット５６に回動可能にヒンジ結合され、整列バー５０とブラケット５６の間には整列スプリング５８が設置されている（図４参照）。
【００４９】
これにより、例えば、ピックアップ工程待機の位置である最上昇位置でピックアップ工程の位置にサーボモータの駆動が行われる場合、前記整列スプリングの弾性力により整列バーがピックアップユニットを下方に押し、工程位置にピックアップユニットを整列させる。
【００５０】
一方、整列バー５０とピックアップユニット１８の接触は、前記ピックアップユニットの弾発スプリング１４により行われ、前記弾発スプリング１４は、ピックアップユニットの上昇位置を保持支持するために設置されるものとは別途の機能を行うことになる。
【００５１】
すなわち、前記弾発スプリングの弾性力は、ラック/ピニオン駆動においてラックとピニオンを常に接触させる弾性力として作用し、バックラッシュを補完する機能を兼用する。
【００５２】
よって、前記弾発スプリング１４は、結束ユニット２６によるピックアップユニットと昇降ユニットの結束時、昇降ユニットのラック/ピニオンバックラッシュを補完するバックラッシュ補完手段であることを特徴とする。
【００５３】
上述のように、本発明は、１つのサーボモータ２２でも独立したピックアップ作業を行う簡単なピックアップユニットを提供し、このようなピックアップユニットの設置のために提供される弾性力を、バックラッシュを補償する手段として兼用することで、構造の単純化を図ることができ、機器の信頼性及び生産性を向上させたピックアンドプレース装置を提供する。
【００５４】
図２は、全体装置の各ユニットが結合されたピックアンドプレース装置を示す外観図である。ピックアンドプレースシステムに備えられて装置の固定された構造物を確保するために固定フレーム１０に１つのサーボモータ２２によって昇降する比較的長い長さの昇降フレーム２０を有する昇降ユニット２４と、昇降フレーム２０と分離されて独立して設置され、支持ブロック１２から弾発スプリング１４により上昇位置が保持支持されるように設置されたピックアップユニット１８と、前記ピックアップユニット１８と昇降フレーム２０を電源断続により選択的に結束させる電子クラッチであるソレノイド４８とからなる結束ユニット２６が設けられている。
【００５５】
ここで、ピッカー１６に真空圧を独立的に与えるために装着される空圧装置５４と、工程待機の位置または工程の位置に位置制御を行うためのポジションセンサー（図示せず）などは、従来と同様であるので、詳細な説明は略する。
【００５６】
また、図では、ラック/ピニオンを駆動するためのサーボモータ２２が直結式に連結されているが、タイミングベルトを利用したプーリ駆動方式も可能である。プーリ駆動方式が適用される場合、サーボモータ２２を前記ケースを形成する固定フレーム１０の内側に収納することができ、その結果、よりコンパクトな工程配置を実現することができる。
【００５７】
前記本発明の構成要素をより具体的に説明すれば、まず、前記昇降ユニット２４は、図２及び図３に示すように、昇降フレーム２０の両端にラックギヤが形成されたラックブロック３８が設けられる。そして、昇降フレーム２０は、固定された構造物において基準位置を提供する支持ブロック１２に昇降レール４０により昇降移動経路が保持支持されるように連結される。
【００５８】
このために前記昇降レール４０は、バー形式のレールであり、支持ブロック１２には、前記昇降レール４０が貫通してスライディングするアウターレール３４が形成される。前記アウターレールにはベアリングが設置されることができる。
【００５９】
一方、前記ラックブロック３８にはピニオンブロック４２がそれぞれ設置されて回転軸４４に連結され、いずれか１つのピニオンブロック４２にはサーボモータ２２が連結され、サーボモータ２２は、固定フレーム１０に支持固定されるように設置される。このとき、前記回転軸４４は、固定フレーム１０の側壁と、支持ブロック１２の側壁を貫通して設置され、ベアリング（図示せず）で媒介される。
【００６０】
前記ラックブロック３８に固定フレームを横切る方向と長さに昇降フレーム２０が設置され、この昇降フレーム２０に結束ユニット２６に含まれる結束コア４６が突出するように結合されて形成される。
【００６１】
そして、結束コア４６の周辺には、例えばリング状の緩衝パッド５２が設置される。この緩衝パッド５２は、結束ユニットの発動時、昇降フレーム２０の上面と、上部支持フレーム下面との衝突を緩衝するために設けられる。
【００６２】
このような昇降ユニットによりサーボモータ２２が回転すると、回転軸４４で連結された両ピニオンブロック４２が回転し、これによってラックブロック３８が直線運動をして昇降が行われ、これと一体に結合された昇降フレーム２０及び結束コア４６が昇降する。
【００６３】
次に、前記ピックアップユニット１８は、特に、図４及び図５に示すように、昇降フレーム２０を横切る方向に上部支持フレーム２８が設けられ、これに前記結束コア４６が自由に往復するソレノイド４８が設置される。
【００６４】
前記ソレノイド４８は、電源の短絡時、前記結束コア４６の自由な挿入、引き出しを許容し、電源接続時、結束コア４８をソレノイド４８の内部に結束させ、結局、上部支持フレーム２８と昇降フレーム２０を固定結合させる。
【００６５】
前記上部支持フレーム２８の両端にスライディング手段として移動レール３０のうちのいずれか１つの移動レール３０には、チップピッカー１６及びこれと連結される真空ライン３２が形成され、前記真空ライン３２は、前記空圧装置５４と連結される。
【００６６】
そして、前記支持ブロック１２には、このような移動レール３０の昇降移動経路を保持支持するためのアウターレール３４が設置され、移動レール３０は、支持ブロック１２によって支持され、正確な昇降を行うようになる（図６参照）。
【００６７】
このとき、前記移動レール３０に弾発スプリング１４が嵌められて設けられ、前記弾発スプリング１４は、支持ブロック１２を支持点として上部支持フレーム２８に弾性力を加えるように設置される。
【００６８】
支持ブロック１２を貫通する移動レール３０の下端には、相互連結する下部支持フレーム３６が設置され、前記上部支持フレームとともに移動レール３０を堅固に固定させ、これにより、四角フレーム上に堅固な構造物を構成することができる。
【００６９】
一方、上部支持フレーム２８には整列バー５０が配置され、整列バーは固定フレームに設置される。前記整列バーは、ピックアップユニット１８が弾発スプリング１４を介して支持ブロック１２に独立して設置されるので、このようなピックアップユニット１８を一列に配置するためである。
【００７０】
同時に、ピックアップ工程は、ピックアップ工程待機の位置及びピックアップ工程の位置に区分することができ、通常、工程待機は、最上部位置に待機されるが、工程位置への下降時にピックアップユニット１８を下部に下げて工程位置に配置するために設置される。
【００７１】
このための整列バー５０は、ピックアップユニット１８を工程位置に移動させるために、固定フレームにブラケット５６が設置され、これにヒンジ結合され、整列バー５０の両端には、前記ブラケットを支持点として工程位置にピックアップユニットを下降させる荷重を加える整列スプリング５８が設置されて構成される。
【００７２】
ここで、前記ヒンジ結合は、整列バー３０の両端に図示するようにヒンジ軸が結合され、ブラケット５６にヒンジ軸が貫通する貫通孔が形成されて行われる。
【００７３】
これにより、固定フレーム１０に、図５のように、支持ブロック１２と、この支持ブロックに独立して昇降するピックアップユニットとこのピックアップユニットを横切る昇降フレーム２０を有する昇降ユニットが設置され、昇降フレーム２０とピックアップユニットの上部支持フレームは、結束ユニット２６で媒介される。
【００７４】
よって、図６及び図７に示すように、ピックアップ工程が開始されると、サーボモータの駆動によりピニオンブロック４２とラックブロック３８が駆動され、これによって昇降フレーム２０の昇降が行われる。この場合、ソレノイド４８に電源が供給されない場合、結束コア４６は、ソレノイド４８内部に自由に往復し、そのため、ピックアップユニット１８は、弾発スプリング１４によって上昇位置を保持するようになる（図７ａ参照）。
【００７５】
これに対し、ソレノイド４８に電源が供給される場合には、ソレノイドは自力で結束コア４６を結合させる。ソレノイド４８と結束コア４６が結合される場合、ピックアップユニットの上部支持フレーム２８は、昇降フレーム２０に結束し、上部支持フレーム２８に一体に結合された移動レール３０は、支持ブロック１２からアウターレール３４に沿ってスライディングしれながら昇降フレーム２０の昇降と一体に移動する（図７ｂ参照）。
【００７６】
前記ソレノイド４８への電源断続は、コントロールユニット（図示せず）によりリレースイッチを介して行われる。なお、前記コントロールユニットは、前記電源を供給したピックアップユニットの真空ライン３２を発動させて、ピッカー１６によるピックアップを行う。
【００７７】
一方、結束ユニット２６によりピックアップユニット１８が下降する場合、前記弾発スプリング１４は、ピックアップユニット１８の下降に対抗する弾性力を持続的に発生させ、このような弾性力は、ラック/ピニオンの駆動においてラックとピニオンが常に噛み合う力として作用し、バックラッシュを補償する。
【００７８】
さらに、ソレノイド４８と結束コア４６は、ピッカー１６のピックアップ作業時、昇降ユニット２４からの衝撃を緩和するための緩衝手段を提供する。すなわち、ピッカー１６の移動経路（変位）が超過してチップの表面に昇降ユニットが荷重を加える場合、結束コア４６とソレノイド４８の間の結束力より弾発スプリング１４の反発力がさらに大きく形成される。
【００７９】
よって、初期には、結束コア４６とソレノイド４８が互いの結束力を維持する状態で結束コア４６が装着された昇降フレーム２０が下降すると、ソレノイド４８が付着された昇降フレーム２０も一緒に下降し、ピックアップユニット１８も下降するようになる。
【００８０】
昇降フレーム２０がスライディングによりピックアップユニット１８に一体に結合したピッカー１６は、予め定められたピックアップ完了位置まで昇降フレーム２０が下降して弾発スプリング１４が加圧され、昇降フレーム２０に対する反発力が次第に増加する。
【００８１】
昇降フレーム２０が継続して下降して、予め定められたピックアップ完了位置を超え、弾発スプリング１４の反発力が結束コア４６とソレノイド４８の間の結束力より大きくなると、結束コア４６と昇降フレーム２０の結合が解除されるので、昇降フレーム２０が継続して下降しても、結束コア４６がそれ以上下降せず、移動レール３０がそれ以上下降しなくなる。
【００８２】
このような作用は、ソレノイド４８への通電量による結束力、例えば、ソレノイドに印加される電圧または電流値と弾発スプリング１４の圧縮による反発力を考慮して実験的に決定され、充分実現することができる。
【００８３】
これにより、前記ピッカー１６の構造はより簡単になり、特に、従来の前記緩衝裕隔に対応するためにピッカーが可変手段及び緩衝手段を具備することが不要になる。さらに、ピッカーがピックアップユニットと一体に固定されているので、回転やずれが防止される。
【００８４】
すなわち、上述のように、ピッカーには昇降装置からの衝撃を緩和するための緩衝裕隔手段を備える必要があるが、本発明では、ピッカー１６の緩衝裕隔を結束ユニット２６であるソレノイド４８と結束コア４６が担うことになる。
【００８５】
このように結束ユニット２６がピックアップユニット１８と昇降ユニット２４との間に媒介されることにより、緩衝裕隔手段がピックアップユニット１８の外部に配置されるようになり、そのため、ピッカー１６は、上部支持フレーム２８と下部支持フレーム３６が形成する四角いフレームにより強く拘束されて一体に結合されることができ、移動レールにより該移動経路が維持され、ピッカー１６のずれを根本的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１ａ】従来のピックアンドプレース装置を示す説明図。
【図１ｂ】従来のピックアンドプレース装置を示す説明図。
【図２】本発明によるピックアンドプレース装置を示す外観図。
【図３ａ】本発明のピックアンドプレース装置における昇降ユニットを説明するための概念図。
【図３ｂ】本発明のピックアンドプレース装置における昇降ユニットを説明するための概念図。
【図４】発明のピックアンドプレース装置におけるピックアップユニットを説明するための概念図。
【図５】図３及び図４の結合図。
【図６ａ】本発明のピックアンドプレース装置の動作状態を示す概念図。
【図６ｂ】本発明のピックアンドプレース装置の動作状態を示す概念図。
【図７ａ】本発明のピックアンドプレース装置の動作状態を示す断面図。
【図７ｂ】本発明のピックアンドプレース装置の動作状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００８７】
１０…固定フレーム
１２…支持ブロック
１４…弾発スプリング
１６…チップピッカー
１８…ピックアップユニット
２０…昇降フレーム
２２…サーボモータ
２４…昇降ユニット
２６…結束ユニット
２８…上部支持フレーム
３０…移動レール
３２…真空ライン
３４…アウターレール
３６…下部支持フレーム
３８…ラックブロック
４０…昇降レール
４２…ピニオンブロック
４４…回転軸
４６…結束コア
４８…ソレノイド
５０…整列バー
５２…緩衝パッド
５４…空圧装置
５６…ブラケット
５８…整列スプリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピックアンドプレースシステムに備えられる固定フレーム１０内に設置され固定された構造物を提供する支持ブロック１２と、
この支持ブロック１２を貫通してスライディング・昇下降可能に設置され、一側端部にはパッケージを吸着するためのピッカー１６が設置された移動レール３０を備えるピックアップユニット１８と、
前記ピックアップユニット１８と結束する昇降フレーム２０、この昇降フレーム２０を駆動するためのサボモータ２２、及びこのサボモータ２２の動力を昇降フレーム２０に伝達して昇降フレーム２０を上下に駆動するための動力伝達手段を備える昇降ユニット２４と、
この昇降ユニット２４と結束する昇降フレーム２２の昇下降時に前記ピックアップユニット１８が選択的に昇下降するように、前記ピックアップユニット１８と昇降フレーム２０の間の結束を電磁気力で制御する結束ユニット２６とを備えることを特徴とするピックアンドプレース装置。
【請求項２】
前記ピックアップユニット１８は、複数個の前記移動レール３０の上側に固定され、昇降フレーム２０の上側に設けられた上部支持フレーム２８と、前記２個の移動レール３０の下側に固定される下部支持フレーム３６を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項３】
前記動力伝達手段は、前記昇降フレーム２０の下側から延長され、内側にはラックギヤが形成され、支持ブロック１２を貫通するスライディング・昇下降運動がガイドされるラックブロック３８と、前記サボモータ２２に接続され、前記ラックギヤに噛み合うことによりサボモータ２２の動力を伝達するピニオンが形成されたピニオンブロック４２からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項４】
前記昇降フレーム２０のラックブロック３８の外側には、支持ブロック１２を貫通してスライディング・昇下降運動可能な昇降レール４０がさらに形成されていることを特徴とする請求項３に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項５】
前記結束ユニット２６は、前記昇降フレーム２０に形成された結束コア４６と、前記上部支持フレーム２８に形成され前記結束コア４６と結束するソレノイド４８からなることを特徴とする請求項２に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項６】
前記移動レール３０の外側には、前記支持ブロック１２に一側が支持され、他側が上部支持フレーム２８に支持される弾発スプリング１４が形成されることにより、前記ラックブロック３８のラックギヤと前記ピニオンブロック４２のピニオンの間のバックラッシュを補完することを特徴とする請求項５に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項７】
前記結束ユニット２６のソレノイド４８と結束コア４６の間の結束力は、ピックアップユニット１８がピックアップ工程の位置を超えて移動する場合の弾発スプリング１４の反発力より小さく設定されることを特徴とする請求項６に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項８】
前記固定フレーム１０の上側には、この前記固定フレーム１０に対して回転可能にヒンジ締結される整列バー５０が設置され、前記固定フレーム１０と前記整列バー５０の間には整列スプリング５８が設置されることにより、前記ピックアップユニット１８のピックアップ工程待機の位置で前記整列スプリング５８により整列バー５０が上部支持フレーム２８を下方に加圧することを特徴とする請求項２に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項９】
前記昇降フレーム２０の上側には、上部支持フレーム２８との衝撃を緩衝するための緩衝パッド５２が設置されていることを特徴とする請求項２に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項１】
ピックアンドプレースシステムに備えられる固定フレーム１０内に設置され固定された構造物を提供する支持ブロック１２と、
この支持ブロック１２を貫通してスライディング・昇下降可能に設置され、一側端部にはパッケージを吸着するためのピッカー１６が設置された移動レール３０を備えるピックアップユニット１８と、
前記ピックアップユニット１８と結束する昇降フレーム２０、この昇降フレーム２０を駆動するためのサボモータ２２、及びこのサボモータ２２の動力を昇降フレーム２０に伝達して昇降フレーム２０を上下に駆動するための動力伝達手段を備える昇降ユニット２４と、
この昇降ユニット２４と結束する昇降フレーム２２の昇下降時に前記ピックアップユニット１８が選択的に昇下降するように、前記ピックアップユニット１８と昇降フレーム２０の間の結束を電磁気力で制御する結束ユニット２６とを備えることを特徴とするピックアンドプレース装置。
【請求項２】
前記ピックアップユニット１８は、複数個の前記移動レール３０の上側に固定され、昇降フレーム２０の上側に設けられた上部支持フレーム２８と、前記２個の移動レール３０の下側に固定される下部支持フレーム３６を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項３】
前記動力伝達手段は、前記昇降フレーム２０の下側から延長され、内側にはラックギヤが形成され、支持ブロック１２を貫通するスライディング・昇下降運動がガイドされるラックブロック３８と、前記サボモータ２２に接続され、前記ラックギヤに噛み合うことによりサボモータ２２の動力を伝達するピニオンが形成されたピニオンブロック４２からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項４】
前記昇降フレーム２０のラックブロック３８の外側には、支持ブロック１２を貫通してスライディング・昇下降運動可能な昇降レール４０がさらに形成されていることを特徴とする請求項３に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項５】
前記結束ユニット２６は、前記昇降フレーム２０に形成された結束コア４６と、前記上部支持フレーム２８に形成され前記結束コア４６と結束するソレノイド４８からなることを特徴とする請求項２に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項６】
前記移動レール３０の外側には、前記支持ブロック１２に一側が支持され、他側が上部支持フレーム２８に支持される弾発スプリング１４が形成されることにより、前記ラックブロック３８のラックギヤと前記ピニオンブロック４２のピニオンの間のバックラッシュを補完することを特徴とする請求項５に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項７】
前記結束ユニット２６のソレノイド４８と結束コア４６の間の結束力は、ピックアップユニット１８がピックアップ工程の位置を超えて移動する場合の弾発スプリング１４の反発力より小さく設定されることを特徴とする請求項６に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項８】
前記固定フレーム１０の上側には、この前記固定フレーム１０に対して回転可能にヒンジ締結される整列バー５０が設置され、前記固定フレーム１０と前記整列バー５０の間には整列スプリング５８が設置されることにより、前記ピックアップユニット１８のピックアップ工程待機の位置で前記整列スプリング５８により整列バー５０が上部支持フレーム２８を下方に加圧することを特徴とする請求項２に記載のピックアンドプレース装置。
【請求項９】
前記昇降フレーム２０の上側には、上部支持フレーム２８との衝撃を緩衝するための緩衝パッド５２が設置されていることを特徴とする請求項２に記載のピックアンドプレース装置。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図１ｂ】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【公開番号】特開２００８−２９４４００（Ｐ２００８−２９４４００Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７３７２（Ｐ２００８−１７３７２）
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（５０８０３０１８７）イコン カンパニー，リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（５０８０３０１８７）イコン カンパニー，リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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