部品位置認識方法および部品供給装置
【課題】ウエハの円周位置を簡易且つ確実に精度良く検出し、ウエハカット部品の位置を高精度に認識することができる部品供給装置および部品位置認識方法を提供すること。
【解決手段】移動装置７１で識別部材９３又はスポット照明装置８０を移動しながら、カメラ３９で識別部９３ａ又はスポット光を含むウエハＵの画像を取得するようにしている。これにより、識別部９３ａ又はスポット光がウエハＵの円周に達したときに識別部９３ａ又はスポット光の一部が隠れるので、ウエハＵの円周の位置を簡単且つ確実に検出できる。また、ウエハＵの円周により部分的に隠された識別部９３ａ又はスポット光の形状を認識することにより、ウエハＵの円周位置をより精度良く検出でき、ウエハカット部品Ｐの位置を高精度に認識することができる。よって、従来の光センサは不要となり、部品供給装置２０の低コスト化および小型化を図ることができる。
【解決手段】移動装置７１で識別部材９３又はスポット照明装置８０を移動しながら、カメラ３９で識別部９３ａ又はスポット光を含むウエハＵの画像を取得するようにしている。これにより、識別部９３ａ又はスポット光がウエハＵの円周に達したときに識別部９３ａ又はスポット光の一部が隠れるので、ウエハＵの円周の位置を簡単且つ確実に検出できる。また、ウエハＵの円周により部分的に隠された識別部９３ａ又はスポット光の形状を認識することにより、ウエハＵの円周位置をより精度良く検出でき、ウエハカット部品Ｐの位置を高精度に認識することができる。よって、従来の光センサは不要となり、部品供給装置２０の低コスト化および小型化を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハを部品単位でカットしたウエハカット部品を部品採取ヘッドにより採取するときのウエハカット部品の位置を認識する部品位置認識方法および該部品位置認識方法の実行が可能な部品供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のウエハカット部品が形成されたウエハは、粘着シートに貼着され、レーザカッタ等により部品単位にカットされる。そして、粘着シートが放射方向に拡大され、複数のウエハカット部品が互いに分離される。この状態のウエハは、部品供給装置に収納され、部品供給位置に供給される。そして、各ウエハカット部品は、ピン部材により突上げられて粘着シートから剥離され、部品採取ヘッドで採取可能な位置に供給される。
【０００３】
一般的に、ウエハ内における各ウエハカット部品の位置は、位置データとして提供される。ところが、部品供給装置の部品供給位置は、ウエハが粘着シートと共に拡張されているため、ウエハを部品供給位置に供給した時点ではウエハ自体の位置を精度良く認識することができない。したがって、部品供給位置に供給されたウエハ内における各ウエハカット部品を順次供給するためには、該ウエハの中心位置を求めて各ウエハカット部品の位置を精度良く認識する必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ウエハの面を挟む形で光センサの発光部および受光部を対向配置した位置検出装置が記載されている。この装置は、半透明の粘着シートをウエハと共にウエハの面に平行な方向に移動させる。そして、光センサの受光部の出力を監視し、光センサの発光部の光がウエハに遮光された位置をウエハの円周の位置として検出する。このウエハの円周位置を複数求め、既知の演算方法によりウエハの中心位置を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１２７０６号公報（段落番号０００９、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の位置検出装置では、ウエハの円周位置検出専用の光センサの発光部および受光部を設置する必要があるため、装置がコスト高となり、また設置スペースを確保する必要があるため、装置が大型化する傾向にある。また、光センサは、一般的に発光および受光範囲が狭小であるため、光センサの発光部の光が、分離されたウエハカット部品の間隙に入り込んだ場合はウエハの円周位置を検出することができない。一方、発光および受光範囲を大きくすると、ウエハの円周位置の検出精度が低下する。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウエハの円周位置を簡易且つ確実に精度良く検出し、ウエハカット部品の位置を高精度に認識することができる部品供給装置および部品位置認識方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明は、複数のウエハカット部品にカットされたウエハ形状を保持した状態のウエハに対し上方から所定領域を撮像するカメラと、該カメラにより撮像可能に前記ウエハに対し下方に配置され、上端に識別部が設けられた識別部材又は上方向にスポット光を照射するスポット照明装置が設けられ、前記ウエハの面に対し平行に前記識別部材又は前記スポット照明装置および前記ウエハを相対移動可能な移動装置とを備え、前記移動装置で前記識別部材又は前記スポット照明装置および前記ウエハを相対移動しながら、前記カメラで前記識別部又は前記スポット光を含む前記ウエハの画像を取得する画像取得工程と、取得した前記識別部又は前記スポット光を含む前記ウエハの画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算する中心位置演算工程と、求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品位置演算工程と、を備えることである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、複数のウエハカット部品にカットされたウエハをウエハ形状を保持した状態でウエハ収納位置から部品供給位置に搬送するウエハ搬送装置と、部品装着位置に搬送された基板に対し上方にて該基板の面に対し平行移動可能、且つ前記部品供給位置に搬送された前記ウエハに対し上方にて該ウエハの面に対し平行移動可能な第１移動装置と、該第１移動装置に取付けられ、前記部品装着位置に搬送された前記基板を上方から所定領域を撮像可能なカメラと、前記第１移動装置に取付けられ、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハの前記ウエハカット部品を吸着ノズルで吸着し、前記部品装着位置で前記基板上に装着する部品採取ヘッドと、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハに対し下方にて該ウエハの面に対し平行移動可能な第２移動装置に装着され、上端面を有するピン部材を昇降装置で昇降させて、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハの前記ウエハカット部品を前記吸着ノズルが吸着するときに前記ピン部材の上端部で下方から突上げる部品突上げ装置と、を備えた部品実装装置に装備される前記部品供給装置であって、前記第１移動装置および前記第２移動装置を移動しながら、前記カメラで前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得する画像取得手段と、取得した前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算する中心位置演算手段と、求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品位置演算手段と、を備えることである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の部品供給装置であって、前記第２移動装置に装着され、上方向にスポット光を照射するスポット照明装置を備え、前記画像取得手段は、前記第１移動装置および前記第２移動装置を移動しながら、前記カメラで前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得し、中心位置演算手段は、取得した前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算し、前記部品位置演算手段は、求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算することである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、複数のウエハカット部品にカットされたウエハをウエハ形状を保持した状態で該ウエハの面に対し平行移動可能なウエハ移動装置と、部品装着位置に搬送された基板に対し上方にて該基板の面に対し平行移動可能、且つ前記部品供給位置に搬送された前記ウエハに対し上方にて該ウエハの面に対し平行移動可能な第１移動装置と、該第１移動装置に取付けられ、前記部品装着位置に搬送された前記基板を上方から所定領域を撮像可能なカメラと、前記第１移動装置に取付けられ、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハの前記ウエハカット部品を吸着ノズルで吸着し、前記部品装着位置で前記基板上に装着する部品採取ヘッドと、上端面を有するピン部材を昇降装置で昇降させて、前記ウエハの前記ウエハカット部品を前記吸着ノズルが吸着するときに前記ピン部材の上端部で下方から突上げる部品突上げ装置と、を備えた部品実装装置に装備される前記部品供給装置であって、前記ピン部材を所定の部品突上げ位置に固定すると共に、前記カメラを前記ピン部材の撮像が可能な撮像位置に固定し、前記ウエハ移動装置を移動しながら、前記カメラで前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得する画像取得手段と、取得した前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算する中心位置演算手段と、求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品位置演算手段と、を備えることである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の部品供給装置であって、前記ウエハに対し下方から上方向にスポット光を照射するスポット照明装置を備え、前記画像取得手段は、前記スポット照明装置を所定の光照射位置に固定すると共に、前記カメラを前記スポット照明装置の撮像が可能な撮像位置に固定し、前記ウエハ移動装置を移動しながら、前記カメラで前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得し、前記中心位置演算手段は、取得した前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算し、前記部品位置演算手段は、求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算することである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、移動装置で識別部材又はスポット照明装置を移動しながら、カメラで識別部又はスポット光を含むウエハの画像を取得するようにしている。これにより、識別部又はスポット光がウエハの円周に達したときに識別部又はスポット光の一部が隠れるので、ウエハの円周の位置を簡単且つ確実に検出できる。また、ウエハの円周により部分的に隠された識別部又はスポット光の形状を認識することにより、ウエハの円周位置をより精度良く検出でき、ウエハカット部品の位置を高精度に認識することができる。よって、従来の光センサは不要となり、部品供給装置の低コスト化および小型化を図ることができる。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、部品装着装置の第１移動装置をウエハに対し上方にて該ウエハの面に対し平行移動可能に構成し、カメラをウエハに対し上方から所定領域を撮像可能に構成している。これにより、部品採取ヘッドをウエハカット部品の採取位置に位置決めするときの位置決め精度を向上させることができる。また、新たなウエハの撮像用カメラおよび該カメラの移動用装置を設ける必要がないので、部品供給装置の低コスト化を図ることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、スポット照明装置を既存の部品突上げ装置の第２移動装置に装着するようにしている。これにより、新たなスポット照明装置の移動装置を設ける必要はなく、部品供給装置の低コスト化を図ることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、ウエハを既存のウエハ移動装置を利用して移動するようにしている。これにより、カメラおよびピン部材の移動を同期制御する必要はなく、ウエハ移動装置のみの移動制御となり、プログラミング等の作成が簡易となる。
【００１７】
請求項５に係る発明によれば、ウエハを既存のウエハ移動装置を利用して移動するようにしている。これにより、カメラおよびスポット照明装置の移動を同期制御する必要はなく、ウエハ移動装置のみの移動制御となり、プログラミング等の作成が簡易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る部品実装装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１の部品実装装置の部品供給装置を示す側面図である。
【図３】（Ａ）は、図２の部品供給装置のウエハ搬送装置を示す平面図、（Ｂ）は、図２の部品供給装置の部品突上げ装置およびスポット照明装置を示す平面図である。
【図４】（Ａ）は、部品突上げ装置の昇降装置がステーションに保持された状態を示す図、（Ｂ）は、部品突上げ装置の昇降装置がＸ軸スライドに保持された状態を示す図、（Ｃ）は、部品突上げ装置の昇降装置のピン部材がＸ軸スライドにより突出された状態を示す図である。
【図５】（Ａ）は、スポット照明装置がステーションに保持された状態を示す図、（Ｂ）は、スポット照明装置がＸ軸スライドに保持された状態を示す図、（Ｃ）は、スポット照明装置がＸ軸スライドにより照明オンされた状態を示す図である。
【図６】部品供給装置のスポット照明装置およびウエハ撮像装置による複数のウエハカット部品の位置の認識動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】（Ａ）は、ウエハ撮像装置で撮像した移動中のスポット光およびウエハの円周の一部の画像を示す図、（Ｂ）は、ウエハ撮像装置で撮像したスポット光の一部がウエハに隠れるときの画像を示す図、（Ｃ）は、スポット光の一部がウエハに隠れるときの画像からウエハの中心位置を求める方法を説明するための図である。
【図８】第２の実施形態の部品供給装置を図２に対応させて示す側面図である。
【図９】第２の実施形態の部品供給装置のスポット照明装置およびウエハ撮像装置による複数のウエハカット部品の位置の認識動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態の部品供給装置を備えた部品実装装置を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、基板の搬送方向をＸ軸方向と称し、水平面内においてＸ軸方向に直角な方向をＹ軸方向と称し、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直角な方向をＺ軸方向と称する。図１に示すように、部品実装装置１０は、部品供給装置２０および部品装着装置３０を備えて構成される。部品実装装置１０は、Ｘ軸方向に複数台直列に配置され基板搬送装置１００により連結される。
【００２０】
図１〜３に示すように、部品供給装置２０は、ウエハマガジン５０と、ウエハ搬送装置６０と、部品突上げ装置７０と、スポット照明装置８０と、ウエハ撮像装置（本例では、部品装着装置３０のＸＹロボット３１（本発明の「第１移動装置」に相当する）および基板認識用カメラ３９（本発明の「カメラ」に相当する）が兼用している）とを備えて構成される。
【００２１】
ウエハマガジン５０には、ハウジング５１内で昇降可能なウエハストッカ５２が設けられている。ウエハストッカ５２には、複数枚のパレット５３が一枚ずつ抜き差し可能に段積みされて収納される。パレット５３には、ウエハカット部品Ｐをウエハ形状を保持した状態で保持するエキスパンド台５４が載置される。エキスパンド台５４は、ウエハＵの直径より大径の内径および外径を有するリング状に形成されている。エキスパンド台５４においては、ウエハＵを貼着した半透明もしくは透明の粘着シートＳが放射方向に拡大され、複数のウエハカット部品Ｐが互いに分離された状態で保持される。
【００２２】
ハウジング５１上部には、新しいウエハＵを保持したエキスパンド台５４を搬入するエキスパンド台搬入装置５５が設けられ、ハウジング５１下部には、空になったエキスパンド台５４を排出するエキスパンド台排出装置５６が設けられている。また、基板搬送装置１００側となるハウジング５１前部には、ウエハＵを保持したエキスパンド台５４をウエハストッカ５２と部品供給位置Ａとの間で搬送するウエハ搬送装置６０が設けられている。
【００２３】
ウエハ搬送装置６０には、ウエハＵを保持したエキスパンド台５４を固定するウエハテーブル６１が備えられている。ウエハテーブル６１は、基台１１上に設けられたＹ軸方向に延びる一対のガイドレール６２に沿って、サーボモータ６３の出力軸に連結されたボールねじ６４を有するボールねじ機構によって移動可能に支持されている。ウエハテーブル６１には、ウエハストッカ５２に対しエキスパンド台５４を引出しおよび差入れ可能な図略のフックを有するエキスパンド台移動装置が設けられている。また、ウエハテーブル６１には、エキスパンド台５４の外径よりも若干小径の貫通穴６１ａが穿設されている。また、基台１１の上面における部品供給位置Ａには、ウエハテーブル６１の貫通穴６１ａと連通可能な開口部１１ａが設けられている。ウエハテーブル６１の貫通穴６１ａおよび基台１１の開口部１１ａは、後述するウエハカット部品Ｐに対する昇降装置９０のピン部材９３による下方からの突上げおよびスポット照明装置８０による下方からのスポット光の照射を行うために設けられている。
【００２４】
部品突上げ装置７０は、ＸＹロボット７１（本発明の「第２移動装置」に相当する）からなり、ＸＹロボット７１は、基台１１内におけるウエハ搬送装置６０の下方に配設され、ガイドレール７２に沿ってＹ軸方向に移動可能なＹ軸スライド７３を備えている。Ｙ軸スライド７３は、Ｙ軸サーボモータ７４の出力軸に連結されたボールねじ７５を有するボールねじ機構によってＹ軸方向に移動される。Ｙ軸スライド７３には、Ｘ軸スライド７６がＹ軸方向と直交するＸ軸方向に移動可能に案内されている。Ｙ軸スライド７３にはＸ軸サーボモータ７７が設置され、このＸ軸サーボモータ７７の出力軸に回転連結されＹ軸スライド７３に回転可能に軸承されたボールねじ７８がＸ軸スライド７５に固定されたボールナット７９と螺合することによってＸ軸スライド７６がＸ軸方向に移動される。
【００２５】
Ｘ軸スライド７６には、一対の爪部材７６ａ，７６ｂがＺ軸方向に所定幅をあけてＹ軸方向に突設されている。上側の爪部材７６ａは固定され、下側の爪部材７６ｂはＸ軸スライド７６に内蔵された図略のサーボモータによりＺ軸方向に移動可能に構成されている。これにより、一対の爪部材７６ａ，７６ｂは、ピン部材９３を昇降させる昇降装置９０およびウエハＵを下方から照明するスポット照明装置８０をそれぞれ挟持可能となっている。
【００２６】
図４に示すように、昇降装置９０は、本体９１と、一対の爪部材９２ａ，９２ｂと、上端面９３ａ（本発明の「識別部」に相当する）を有するピン部材９３（本発明の「識別部材」に相当する）と、バネ部材９４等とを備えて構成される。詳細は後述するが、ピン部材９３の上端面９３ａは、ウエハＵの円周位置を検出する際に利用される。よって、ピン部材９３の上端面９３ａは、ウエハＵの円周位置を確実に検出することができるように、分離されたウエハカット部品Ｐの間隙に入り込まないように該間隙よりも大きいサイズに形成されている。なお、本体９１の上端面にマークを付加し、このマークを上述の識別部とするように構成してもよい。
【００２７】
本体９１は、両端面が閉塞された中空円筒状に形成され、本体９１の周面には、後述するステーション１１０に着脱可能に装着するための装着穴部９１ａが穿設されている。一対の爪部材９２ａ，９２ｂは、Ｘ軸スライド７６の一対の爪部材７６ａ，７６ｂにより挟持可能なように、本体９１の周面にＺ軸方向に所定幅をあけてＹ軸方向に突設されている。上側の爪部材９２ａは固定され、下側の爪部材９２ｂはＺ軸方向に移動可能に構成されている。ピン部材９３は、上端部でエキスパンド台５４に保持されたウエハカット部品Ｐを下方から突上げて粘着シートＳから剥離するためのものである。このピン部材９３は、本体９１に内蔵され、ピン部材９３の下端部は爪部材９２ｂに固定され、ピン部材９３の上端部は本体９１の上端面に穿孔されているピン穴９１ｂから突出可能に配置されている。バネ部材９４は、圧縮コイルスプリングであり、ピン部材９３に挿通されている。
【００２８】
昇降装置９０は、ステーション１１０に保持された状態（図４（Ａ）参照）から、一対の爪部材９２ａ，９２ｂがＸ軸スライド７６の一対の爪部材７６ａ，７６ｂに挟持されて引張られることにより、ステーション１１０から離脱する（図４（Ｂ）参照）。そして、Ｘ軸スライド７６の爪部材７６ｂがＺ軸方向上向きに移動すると、爪部材９２ｂがＺ軸方向上向きに移動するので、ピン部材９３はピン穴９１ｂから突出する（図４（Ｃ）参照）。そして、Ｘ軸スライド７６の爪部材７６ｂがＺ軸方向下向きに移動すると、バネ部材９４の伸長により爪部材９２ｂがＺ軸方向下向きに移動するので、ピン部材９３はピン穴９１ｂに引込む。
【００２９】
図５に示すように、スポット照明装置８０は、本体８１と、一対の爪部材８２ａ，８２ｂと、スポット光の照射が可能なランプ８３と、充電池８４と、バネ部材８５等とを備えて構成される。詳細は後述するが、スポット光は、ウエハＵの円周位置を検出する際に利用される。よって、スポット光は、ウエハＵの円周位置を確実に検出することができるように、分離されたウエハカット部品Ｐの間隙に入り込まないように該間隙よりも大きいサイズの光を照射可能となっている。
【００３０】
本体８１は、両端面が閉塞された中空円筒状に形成され、本体８１の周面には、ステーション１１０に着脱可能に装着するための装着穴部８１ａが穿設されている。この装着穴部８１ａには、ステーション１１０に装着したときに充電池８４に充電可能なように、図略の充電端子が設けられている。一対の爪部材８２ａ，８２ｂは、Ｘ軸スライド７６の一対の爪部材７６ａ，７６ｂにより挟持可能なように、本体８１の周面にＺ軸方向に所定幅をあけてＹ軸方向に突設されている。上側の爪部材８２ａは固定され、下側の爪部材８２ｂはＺ軸方向に移動可能に構成されている。ランプ８３は、Ｚ軸方向上向きにスポット光を照射可能なように本体８１の上端部に設けられている。充電池８４は、本体８１に内蔵され図略のスイッチを介してランプ８３に電気的に接続されている。バネ部材８５は、引張コイルスプリングであり、一端が爪部材８２ｂに係止され、他端が本体８１の内側底部に係止されている。
【００３１】
スポット照明装置８０は、ステーション１１０に保持された状態（図５（Ａ）参照）から、一対の爪部材８２ａ，８２ｂがＸ軸スライド７６の一対の爪部材７６ａ，７６ｂに挟持されて引張られることにより、ステーション１１０から離脱する（図５（Ｂ）参照）。そして、Ｘ軸スライド７６の爪部材７６ｂがＺ軸方向上向きに移動すると、爪部材９２ｂがＺ軸方向上向きに移動してスイッチをオフからオンに切替えてランプ８３を点灯させる（図５（Ｃ）参照）。そして、Ｘ軸スライド７６の爪部材７６ｂがＺ軸方向下向きに移動すると、バネ部材８５の収縮により爪部材８２ｂがＺ軸方向下向きに移動するので、スイッチをオンからオフに切替えてランプ８３を消灯させる。
【００３２】
図３に示すように、ステーション１１０は、ＸＹロボット７１に並設されており、複数種類のウエハカット部品Ｐにそれぞれ対応した複数個（本例では、６個）の昇降装置９０および１個のスポット照明装置８０を着脱可能に構成されている。すなわち、ステーション１１０のＸ軸スライド７６側の側部には、円柱状の昇降装置９０およびスポット照明装置８０が収納可能な半円柱状の収納部１１１が設けられている。そして、各収納部１１１の内周面には、昇降装置９０の装着穴部９１ａおよびスポット照明装置８０の装着穴部８１ａに嵌合可能な突設部１１２が突設されている。各突設部１１２のうち、１つの突設部１１２には、スポット照明装置８０の充電端子に電気的に接続可能な図略の充電端子が設けられている。
【００３３】
この部品供給装置２０では、先ず、ウエハマガジン５０へのウエハＵの収納が行われる。すなわち、ウエハカット部品Ｐをウエハ形状を保持した状態で保持しているエキスパンド台５４がパレット５３に載置されてエキスパンド台搬入装置５５に搬入されると、ウエハストッカ５２が上昇しエキスパンド台５４がパレット５３と共にウエハストッカ５２の最上段である一時収納段に移載される。そして、ウエハストッカ５２が下降しパレット５３がウエハテーブル６１の高さに位置決めされ、エキスパンド台移動装置によりエキスパンド台５４がウエハストッカ５２の一時収納段のパレット５３上からウエハテーブル６１上に引出される。
【００３４】
そして、ウエハストッカ５２が上昇し所定の収納段のパレット５３がウエハテーブル６１の高さに位置決めされ、エキスパンド台移動装置によりエキスパンド台５４がウエハテーブル６１上からウエハストッカ５２の所定の収納段のパレット５３上に差入れられる。以下、同様にしてウエハストッカ５２の各収納段にはウエハカット部品Ｐをウエハ形状を保持した状態で保持しているエキスパンド台５４がパレット５３と共に収納される。
【００３５】
次に、ウエハ搬送装置６０によるウエハＵの搬送、スポット照明装置８０およびウエハ撮像装置３１，３９による複数のウエハカット部品Ｐの位置の認識、並びに部品突上げ装置７０によるウエハカット部品Ｐの供給が行われる。すなわち、ウエハテーブル６１がウエハマガジン５０に近接した位置に移動され位置決めされる。ウエハストッカ５２が上昇もしくは下降し、実装されるウエハカット部品Ｐを保持したエキスパンド台５４が載置されたパレット５３がウエハテーブル６１の高さに位置決めされる。そして、エキスパンド台移動装置により当該エキスパンド台５４がパレット５３上からウエハテーブル６１上に引出される。その後、ウエハテーブル６１が部品供給位置Ａに移動され位置決めされる。
【００３６】
次に、複数のウエハカット部品Ｐの位置の認識が行われるが、詳細は後述する。そして、昇降装置９０が実装すべきウエハカット部品Ｐに移動され位置決めされ、ピン部材９３がＺ軸方向上向きに突出される。これにより、ウエハカット部品Ｐは、Ｚ軸方向上向きに突上げられて粘着シートＳから剥離され、部品装着装置３０の部品採取ヘッド３８により採取可能な位置に供給される。
【００３７】
図１に示すように、部品装着装置３０は、ＸＹロボット３１からなり、ＸＹロボット３１は、基台１１上に装架されて基板搬送装置１００および部品供給装置２０の上方に配設され、ガイドレール３２に沿ってＹ軸方向に移動可能なＹ軸スライド３３を備えている。Ｙ軸スライド３３は、Ｙ軸サーボモータ３４の出力軸に連結されたボールねじ３５を有するボールねじ機構によってＹ軸方向に移動される。Ｙ軸スライド３３には、Ｘ軸スライド３６がＹ軸方向と直交するＸ軸方向に移動可能に案内されている。Ｙ軸スライド３３にはＸ軸サーボモータ３７が設置され、このＸ軸サーボモータ３７の出力軸に回転連結されＹ軸スライド３３に回転可能に軸承された図略のボールねじがＸ軸スライド３６に固定された図略のボールナットと螺合することによってＸ軸スライド３６がＸ軸方向に移動される。
【００３８】
Ｘ軸スライド３６上には、部品採取ヘッド３８および基板認識用カメラ３９が設けられている。部品採取ヘッド３８には、ウエハカット部品Ｐを吸着する吸着ノズル４１を着脱可能に保持するＺ軸方向に移動可能なノズルホルダ４２が設けられている。基板認識用カメラ３９は、基板Ｂを撮像して基板Ｂに付された基板マーク等を認識すると共に、スポット照明装置８０のスポット光およびウエハＵの円周の一部又はピン部材９３の上端面９３ａおよびウエハＵの円周の一部を撮像してウエハカット部品Ｐの位置を認識する。また、基台１１上には、部品認識用カメラ４３が固定されている。なお、複数本の吸着ノズル４１を備えた所謂ロータリタイプの部品採取ヘッド３８の構成としてもよい。
【００３９】
この部品装着装置３０では、部品実装位置に位置決めされた基板Ｂ上に設けられた基板マークが、基板認識用カメラ３９により検出される。そして、この基板マークの位置に基づいて部品採取ヘッド３８がＸＹ方向に位置補正される。また、吸着ノズル４１に吸着されたウエハカット部品Ｐは、部品認識用カメラ４３により部品供給装置２０の部品供給位置Ａから基板Ｂ上の所定位置に移動する途中で撮像され、吸着ノズル４１の中心に対するウエハカット部品Ｐの芯ずれ等が検出される。そして、この芯ずれ等に基づいて部品採取ヘッド３８のＸＹ方向等の移動量が補正さる。これにより、ウエハカット部品Ｐは基板Ｂ上の定められた座標位置に正確に装着される。
【００４０】
図１に示すように、基板搬送装置１００は、基台１１上に図略の一対のガイドレールを互いに平行に対向させてそれぞれ水平に並設し、一対のガイドレールにより案内される基板Ｂを支持して搬送する図略の一対のコンベアベルトを互いに対向させて並設して構成されている。また、基板搬送装置１００には、部品実装位置に搬送された基板Ｂを持ち上げてクランプする図略のクランプ装置が設けられている。
【００４１】
この基板搬送装置１００では、ウエハカット部品Ｐを実装する基板Ｂは、ガイドレールにより案内されつつコンベアベルトによりＸ軸方向に部品実装位置まで搬送される。部品実装位置に搬送された基板Ｂは、クランプ装置によって部品装着位置に位置決めクランプされる。
【００４２】
次に、部品供給装置２０のスポット照明装置８０およびウエハ撮像装置３１，３９による複数のウエハカット部品Ｐの位置の認識動作について図６のフローチャートを参照して説明する。なお、ウエハテーブル６１には、実装されるウエハカット部品Ｐを保持したエキスパンド台５４が載置されたパレット５３が固定されているものとする。
【００４３】
部品実装装置１０を動作制御する制御装置は、ウエハテーブル６１を移動して部品供給位置Ａに位置決めする（ステップＳ１，２）。そして、スポット照明装置８０を点灯し（ステップＳ３）、基板認識用カメラ３９を移動してスポット照明装置８０のスポット光を撮像することが可能な位置に位置決めする（ステップＳ４，５）。
【００４４】
制御装置は、スポット照明装置８０および基板認識用カメラ３９を同期させてウエハＵに向けて移動させつつ（ステップＳ６）、基板認識用カメラ３９でスポット照明装置８０のスポット光を含む画像を連続で撮像する（ステップＳ７、本発明の「画像取得工程」、「画像取得手段」に相当する）。そして、スポット光の一部がウエハＵに隠れて遮光されたときの画像を抽出する（ステップＳ８）。そして、抽出画像を３個取得したか否かを判断し（ステップＳ９）、抽出画像を３個取得していないときはステップＳ６に戻って上述の処理を実行する。
【００４５】
一方、抽出画像を３個取得したときは、３個の抽出画像に基づいて、既存の方法によりウエハＵの中心位置を演算する（ステップＳ１０、本発明の「中心位置演算工程」、「中心位置演算手段」に相当する）。そして、求めたウエハＵの中心位置に基づいて、各ウエハカット部品Ｐの位置を演算する（ステップＳ１１、本発明の「部品位置演算工程」、「部品位置演算手段」に相当する）。なお、抽出画像は少なくとも３個取得すればよいが、４個以上取得することによりウエハＵの中心位置の精度を高めることができる。
【００４６】
具体的には、図７に示すように、移動中のスポット光ＳＬの画像Ｇを連続で取得することを３回繰り返し、スポット光ＳＬの一部がウエハＵに隠れて遮光されたときの画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を抽出する。そして、３個の抽出画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３に写っている各スポット光ＳＬの例えば外縁とウエハ外周との交点位置を、ウエハＵの円周上の３点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の位置を示しているものとして、３点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の基板認識用カメラ３９の機械座標系における座標位置Ｑ１（ｘ１，ｙ１），Ｑ２（ｘ２，ｙ２），Ｑ３（ｘ３，ｙ３）を求める。そして、３個の抽出画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３をウエハＵの形状に合成し、点Ｑ１（ｘ１，ｙ１）と点Ｑ２（ｘ２，ｙ２）を結ぶ線分Ｌ１を２等分する点Ｑ４を通り、線分Ｌ１に直角な直線ＬＬ１を求める。さらに、点Ｑ２（ｘ２，ｙ２）とＱ３（ｘ３，ｙ３）を結ぶ線分Ｌ２を２等分する点Ｑ５を通り、線分Ｌ２に直角な直線ＬＬ２を求める。そして、直線ＬＬ１と直線ＬＬ２の交点ＣをウエハＵの中心位置Ｃ（ｘｃ，ｙｃ）として求める。
【００４７】
次に、基板認識用カメラ３９の機械座標系と部品突上げ装置７０の機械座標系とは、予め関連付けられているので、基板認識用カメラ３９の機械座標系におけるウエハＵの中心位置Ｃ（ｘｃ，ｙｃ）を、部品突上げ装置７０の機械座標系におけるウエハＵの中心位置Ｃｏ（ｘｃｏ，ｙｃｏ）に変換する。そして、ウエハＵ内における各ウエハカット部品Ｐの位置は、位置データとして提供されているので、ウエハＵの中心位置Ｃｏ（ｘｃｏ，ｙｃｏ）から各ウエハカット部品Ｐの部品突上げ装置７０の機械座標系における位置を求める。以上により、部品突上げ装置７０の昇降装置９０のピン部材９３を、所定のウエハカット部品Ｐに高精度且つ確実に位置決めすることができる。
【００４８】
以上のように、本実施形態の部品供給装置２０によれば、部品突上げ装置７０のＸＹロボット７１で昇降装置９０のピン部材９３又はスポット照明装置８０を移動しながら、基板認識用カメラ３９でピン部材９３の上端面９３ａ又はスポット照明装置８０のスポット光を含むウエハＵの画像を取得するようにしている。これにより、ピン部材９３の上端面９３ａ又はスポット照明装置８０のスポット光がウエハＵの円周に達したときにピン部材９３の上端面９３ａ又はスポット照明装置８０のスポット光の一部が隠れるので、ウエハＵの円周の位置を簡単且つ確実に検出できる。また、ウエハＵの円周により部分的に隠されたピン部材９３の上端面９３ａ又はスポット照明装置８０のスポット光の形状を認識することにより、ウエハＵの円周位置をより精度良く検出でき、ウエハカット部品Ｐの位置を高精度に認識することができる。よって、従来の光センサは不要となり、部品供給装置２０の低コスト化および小型化を図ることができる。また、既存の部品装着装置３０に備えられている基板認識用カメラ３９をウエハＵの撮像用カメラとして利用し、ＸＹロボット３１をウエハＵの撮像用カメラの移動用装置として利用している。これにより、部品採取ヘッド３８をウエハカット部品Ｐの採取位置に位置決めするときの位置決め精度を向上させることができる。また、新たなウエハＵの撮像用カメラおよび該カメラの移動用装置を設ける必要はなく、さらに、スポット照明装置８０を既存の部品突上げ装置７０のＸＹロボット７１に装着しているので新たなスポット照明装置８０の移動装置を設ける必要はなく、部品供給装置２０の低コスト化を図ることができる。また、スポット光の形状を認識すること、または、スポット光とウエハＵとの重なり具合を認識することで、より精度良くウエハＵの円周位置認識を行うことができる。
【００４９】
上述した実施形態では、スポット照明装置８０のスポット光を撮像してウエハＵの中心位置を演算する構成としたが、昇降装置９０のピン部材９３の上端面９３ａもしくは上端面９３ａに形成されたマーク等を撮像してウエハＵの中心位置を演算する構成としてもよい。これにより、既存のピン部材９３を識別部材として利用することができるので、新たな識別部材やスポット照明装置８０を設ける必要はなく、部品供給装置２０の低コスト化を図ることができる。特に、ピン部材９３とスポット照明装置８０との交換が不要となり、ウエハカット部品Ｐの位置を認識した後に直にピン部材９３によりウエハカット部品Ｐを突上げて供給することができる。よって、部品実装時間を短縮させることができる。また、スポット照明装置８０は、昇降装置９０とＸＹロボット７１に交換配置する構成に限定されるものではなく、ＸＹロボット７１に固定配置する構成としてもよい。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施の形態の部品供給装置を図面に基づいて説明する。この部品供給装置１２０は、ウエハ搬送装置６０に代えてウエハ移動装置１６０を備えている点で第１の実施の形態の部品供給装置２０と異なる構成となっている。すなわち、図８に示すように、基板搬送装置１００側となるハウジング５１前部には、ウエハＵを保持したエキスパンド台５４をＹ軸方向およびＸ軸方向に移動するウエハ移動装置１６０が設けられている。
【００５１】
ウエハ移動装置１６０には、ウエハＵを保持したエキスパンド台５４を固定する第１ウエハテーブル１６１１および第１ウエハテーブル１６１１が移動可能に載置される第２ウエハテーブル１６１２が備えられている。第１ウエハテーブル１６１１は、第２ウエハテーブル１６１２上に設けられたＸ軸方向に延びる一対のガイドレール１６２１に沿って、サーボモータ１６３１の出力軸に連結されたボールねじ１６４１を有するボールねじ機構によって移動可能に支持されている。第１ウエハテーブル１６１１には、ウエハストッカ５２に対しエキスパンド台５４を引出しおよび差入れ可能な図略のフックを有するエキスパンド台移動装置が設けられている。
【００５２】
第２ウエハテーブル１６１２は、基台１１上に設けられたＹ軸方向に延びる一対のガイドレール１６２２に沿って、サーボモータ１６３２の出力軸に連結されたボールねじ１６４２を有するボールねじ機構によって移動可能に支持されている。また、第１、第２ウエハテーブル１６１１，１６１２には、エキスパンド台５４の外径よりも若干小径の貫通穴１６１１ａ，１６１２ａが穿設されている。また、基台１１の上面における部品供給位置Ａには、第１、第２ウエハテーブル１６１１，１６１２の貫通穴１６１１ａ，１６１２ａと連通可能な開口部１１ａが設けられている。第１、第２ウエハテーブル１６１１，１６１２の貫通穴１６１１ａ，１６１２ａおよび基台１１の開口部１１ａは、ウエハカット部品Ｐに対する昇降装置９０のピン部材９３による下方からの突上げおよびスポット照明装置８０による下方からのスポット光の照射を行うために設けられている。
【００５３】
次に、部品供給装置１２０のスポット照明装置８０およびウエハ撮像装置３１，３９による複数のウエハカット部品Ｐの位置の認識動作について図９のフローチャートを参照して説明する。なお、第１ウエハテーブル１６１１には、実装されるウエハカット部品Ｐを保持したエキスパンド台５４が載置されたパレット５３が固定されているものとする。
【００５４】
部品実装装置１０を動作制御する制御装置は、スポット照明装置８０を移動して例えば基台１１の中央の光照射位置に位置決め固定し（ステップＳ１１，１２）、スポット照明装置８０を点灯する（ステップＳ１３）。そして、基板認識用カメラ３９を移動してスポット照明装置８０のスポット光を撮像することが可能な撮像位置に位置決め固定する（ステップＳ１４，１５）。
【００５５】
制御装置は、第１ウエハテーブル１６１１および第２ウエハテーブル１６１２を動作制御してウエハＵをスポット照明装置８０のスポット光の光軸に向けて移動させつつ（ステップＳ１６）、基板認識用カメラ３９でスポット照明装置８０のスポット光を含む画像を連続で撮像する（ステップＳ１７、本発明の「画像取得工程」、「画像取得手段」に相当する）。そして、スポット光の一部がウエハＵに隠れて遮光されたときの画像を抽出する（ステップＳ１８）。そして、抽出画像を３個取得したか否かを判断し（ステップＳ１９）、抽出画像を３個取得していないときはステップＳ１６に戻って上述の処理を実行する。
【００５６】
一方、抽出画像を３個取得したときは、３個の抽出画像に基づいて、既存の方法によりウエハＵの中心位置を演算する（ステップＳ２０、本発明の「中心位置演算工程」、「中心位置演算手段」に相当する）。そして、求めたウエハＵの中心位置に基づいて、各ウエハカット部品Ｐの位置を演算する（ステップＳ２１、本発明の「部品位置演算工程」、「部品位置演算手段」に相当する）。具体的には、図７を参照して説明した方法と同一である。以上により、部品突上げ装置７０の昇降装置９０のピン部材９３を、所定のウエハカット部品Ｐに高精度且つ確実に位置決めすることができる。
【００５７】
以上のように、本実施形態の部品供給装置１２０によれば、基板認識用カメラ３９およびスポット照明装置８０の移動を同期制御する必要はなく、ウエハ移動装置１６０のみの移動制御となり、プログラミング等の作成が簡易となる。
【００５８】
上述した第２の実施形態では、スポット照明装置８０のスポット光を撮像してウエハＵの中心位置を演算する構成としたが、昇降装置９０のピン部材９３の上端面９３ａを撮像してウエハＵの中心位置を演算する構成としてもよい。これにより、基板認識用カメラ３９および昇降装置９０の移動を同期制御する必要はなく、ウエハ移動装置１６０のみの移動制御となり、プログラミング等の作成が簡易となる。また、スポット照明装置８０および昇降装置９０は、ＸＹロボット７１により移動可能な構成として所定の部品突上げ位置および光照射位置に固定するようにしたが、ＸＹロボット７１を備えずに所定の部品突上げ位置および光照射位置に固定する構成としてもよい。
【００５９】
なお、上述の各実施形態では、基板認識用カメラ３９は、スポット光もしくはピン部材９３の上端面９３ａを連続で撮像可能なカメラとしたが、動画を撮像可能なカメラであってもよい。また、ウエハ撮像装置として、部品装着装置３０のＸＹロボット３１および基板認識用カメラ３９を兼用する構成としたが、部品装着装置３０とは別に新たなウエハ撮像装置を設ける構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０・・・部品実装装置、２０・・・部品供給装置、３０・・・部品装着装置、３１・・・ＸＹロボット、３９・・・基板認識用カメラ、５０・・・ウエハマガジン、６０・・・ウエハ搬送装置、７０・・・部品突上げ装置、７１・・・ＸＹロボット、８０・・・スポット照明装置、９０・・・昇降装置、９３・・・ピン部材、９３ａ・・・ピン部材の上端面、１００・・・基板搬送装置、１１０・・・ステーション、１６０・・・ウエハ移動装置、Ｕ・・・ウエハ、Ｐ・・・ウエハカット部品、Ｂ・・・基板、Ｓ・・・粘着シート、ＳＬ・・・スポット光。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハを部品単位でカットしたウエハカット部品を部品採取ヘッドにより採取するときのウエハカット部品の位置を認識する部品位置認識方法および該部品位置認識方法の実行が可能な部品供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のウエハカット部品が形成されたウエハは、粘着シートに貼着され、レーザカッタ等により部品単位にカットされる。そして、粘着シートが放射方向に拡大され、複数のウエハカット部品が互いに分離される。この状態のウエハは、部品供給装置に収納され、部品供給位置に供給される。そして、各ウエハカット部品は、ピン部材により突上げられて粘着シートから剥離され、部品採取ヘッドで採取可能な位置に供給される。
【０００３】
一般的に、ウエハ内における各ウエハカット部品の位置は、位置データとして提供される。ところが、部品供給装置の部品供給位置は、ウエハが粘着シートと共に拡張されているため、ウエハを部品供給位置に供給した時点ではウエハ自体の位置を精度良く認識することができない。したがって、部品供給位置に供給されたウエハ内における各ウエハカット部品を順次供給するためには、該ウエハの中心位置を求めて各ウエハカット部品の位置を精度良く認識する必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ウエハの面を挟む形で光センサの発光部および受光部を対向配置した位置検出装置が記載されている。この装置は、半透明の粘着シートをウエハと共にウエハの面に平行な方向に移動させる。そして、光センサの受光部の出力を監視し、光センサの発光部の光がウエハに遮光された位置をウエハの円周の位置として検出する。このウエハの円周位置を複数求め、既知の演算方法によりウエハの中心位置を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１２７０６号公報（段落番号０００９、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の位置検出装置では、ウエハの円周位置検出専用の光センサの発光部および受光部を設置する必要があるため、装置がコスト高となり、また設置スペースを確保する必要があるため、装置が大型化する傾向にある。また、光センサは、一般的に発光および受光範囲が狭小であるため、光センサの発光部の光が、分離されたウエハカット部品の間隙に入り込んだ場合はウエハの円周位置を検出することができない。一方、発光および受光範囲を大きくすると、ウエハの円周位置の検出精度が低下する。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウエハの円周位置を簡易且つ確実に精度良く検出し、ウエハカット部品の位置を高精度に認識することができる部品供給装置および部品位置認識方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明は、複数のウエハカット部品にカットされたウエハ形状を保持した状態のウエハに対し上方から所定領域を撮像するカメラと、該カメラにより撮像可能に前記ウエハに対し下方に配置され、上端に識別部が設けられた識別部材又は上方向にスポット光を照射するスポット照明装置が設けられ、前記ウエハの面に対し平行に前記識別部材又は前記スポット照明装置および前記ウエハを相対移動可能な移動装置とを備え、前記移動装置で前記識別部材又は前記スポット照明装置および前記ウエハを相対移動しながら、前記カメラで前記識別部又は前記スポット光を含む前記ウエハの画像を取得する画像取得工程と、取得した前記識別部又は前記スポット光を含む前記ウエハの画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算する中心位置演算工程と、求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品位置演算工程と、を備えることである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、複数のウエハカット部品にカットされたウエハをウエハ形状を保持した状態でウエハ収納位置から部品供給位置に搬送するウエハ搬送装置と、部品装着位置に搬送された基板に対し上方にて該基板の面に対し平行移動可能、且つ前記部品供給位置に搬送された前記ウエハに対し上方にて該ウエハの面に対し平行移動可能な第１移動装置と、該第１移動装置に取付けられ、前記部品装着位置に搬送された前記基板を上方から所定領域を撮像可能なカメラと、前記第１移動装置に取付けられ、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハの前記ウエハカット部品を吸着ノズルで吸着し、前記部品装着位置で前記基板上に装着する部品採取ヘッドと、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハに対し下方にて該ウエハの面に対し平行移動可能な第２移動装置に装着され、上端面を有するピン部材を昇降装置で昇降させて、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハの前記ウエハカット部品を前記吸着ノズルが吸着するときに前記ピン部材の上端部で下方から突上げる部品突上げ装置と、を備えた部品実装装置に装備される前記部品供給装置であって、前記第１移動装置および前記第２移動装置を移動しながら、前記カメラで前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得する画像取得手段と、取得した前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算する中心位置演算手段と、求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品位置演算手段と、を備えることである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の部品供給装置であって、前記第２移動装置に装着され、上方向にスポット光を照射するスポット照明装置を備え、前記画像取得手段は、前記第１移動装置および前記第２移動装置を移動しながら、前記カメラで前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得し、中心位置演算手段は、取得した前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算し、前記部品位置演算手段は、求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算することである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、複数のウエハカット部品にカットされたウエハをウエハ形状を保持した状態で該ウエハの面に対し平行移動可能なウエハ移動装置と、部品装着位置に搬送された基板に対し上方にて該基板の面に対し平行移動可能、且つ前記部品供給位置に搬送された前記ウエハに対し上方にて該ウエハの面に対し平行移動可能な第１移動装置と、該第１移動装置に取付けられ、前記部品装着位置に搬送された前記基板を上方から所定領域を撮像可能なカメラと、前記第１移動装置に取付けられ、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハの前記ウエハカット部品を吸着ノズルで吸着し、前記部品装着位置で前記基板上に装着する部品採取ヘッドと、上端面を有するピン部材を昇降装置で昇降させて、前記ウエハの前記ウエハカット部品を前記吸着ノズルが吸着するときに前記ピン部材の上端部で下方から突上げる部品突上げ装置と、を備えた部品実装装置に装備される前記部品供給装置であって、前記ピン部材を所定の部品突上げ位置に固定すると共に、前記カメラを前記ピン部材の撮像が可能な撮像位置に固定し、前記ウエハ移動装置を移動しながら、前記カメラで前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得する画像取得手段と、取得した前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算する中心位置演算手段と、求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品位置演算手段と、を備えることである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の部品供給装置であって、前記ウエハに対し下方から上方向にスポット光を照射するスポット照明装置を備え、前記画像取得手段は、前記スポット照明装置を所定の光照射位置に固定すると共に、前記カメラを前記スポット照明装置の撮像が可能な撮像位置に固定し、前記ウエハ移動装置を移動しながら、前記カメラで前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得し、前記中心位置演算手段は、取得した前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算し、前記部品位置演算手段は、求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算することである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、移動装置で識別部材又はスポット照明装置を移動しながら、カメラで識別部又はスポット光を含むウエハの画像を取得するようにしている。これにより、識別部又はスポット光がウエハの円周に達したときに識別部又はスポット光の一部が隠れるので、ウエハの円周の位置を簡単且つ確実に検出できる。また、ウエハの円周により部分的に隠された識別部又はスポット光の形状を認識することにより、ウエハの円周位置をより精度良く検出でき、ウエハカット部品の位置を高精度に認識することができる。よって、従来の光センサは不要となり、部品供給装置の低コスト化および小型化を図ることができる。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、部品装着装置の第１移動装置をウエハに対し上方にて該ウエハの面に対し平行移動可能に構成し、カメラをウエハに対し上方から所定領域を撮像可能に構成している。これにより、部品採取ヘッドをウエハカット部品の採取位置に位置決めするときの位置決め精度を向上させることができる。また、新たなウエハの撮像用カメラおよび該カメラの移動用装置を設ける必要がないので、部品供給装置の低コスト化を図ることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、スポット照明装置を既存の部品突上げ装置の第２移動装置に装着するようにしている。これにより、新たなスポット照明装置の移動装置を設ける必要はなく、部品供給装置の低コスト化を図ることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、ウエハを既存のウエハ移動装置を利用して移動するようにしている。これにより、カメラおよびピン部材の移動を同期制御する必要はなく、ウエハ移動装置のみの移動制御となり、プログラミング等の作成が簡易となる。
【００１７】
請求項５に係る発明によれば、ウエハを既存のウエハ移動装置を利用して移動するようにしている。これにより、カメラおよびスポット照明装置の移動を同期制御する必要はなく、ウエハ移動装置のみの移動制御となり、プログラミング等の作成が簡易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る部品実装装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１の部品実装装置の部品供給装置を示す側面図である。
【図３】（Ａ）は、図２の部品供給装置のウエハ搬送装置を示す平面図、（Ｂ）は、図２の部品供給装置の部品突上げ装置およびスポット照明装置を示す平面図である。
【図４】（Ａ）は、部品突上げ装置の昇降装置がステーションに保持された状態を示す図、（Ｂ）は、部品突上げ装置の昇降装置がＸ軸スライドに保持された状態を示す図、（Ｃ）は、部品突上げ装置の昇降装置のピン部材がＸ軸スライドにより突出された状態を示す図である。
【図５】（Ａ）は、スポット照明装置がステーションに保持された状態を示す図、（Ｂ）は、スポット照明装置がＸ軸スライドに保持された状態を示す図、（Ｃ）は、スポット照明装置がＸ軸スライドにより照明オンされた状態を示す図である。
【図６】部品供給装置のスポット照明装置およびウエハ撮像装置による複数のウエハカット部品の位置の認識動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】（Ａ）は、ウエハ撮像装置で撮像した移動中のスポット光およびウエハの円周の一部の画像を示す図、（Ｂ）は、ウエハ撮像装置で撮像したスポット光の一部がウエハに隠れるときの画像を示す図、（Ｃ）は、スポット光の一部がウエハに隠れるときの画像からウエハの中心位置を求める方法を説明するための図である。
【図８】第２の実施形態の部品供給装置を図２に対応させて示す側面図である。
【図９】第２の実施形態の部品供給装置のスポット照明装置およびウエハ撮像装置による複数のウエハカット部品の位置の認識動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態の部品供給装置を備えた部品実装装置を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、基板の搬送方向をＸ軸方向と称し、水平面内においてＸ軸方向に直角な方向をＹ軸方向と称し、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直角な方向をＺ軸方向と称する。図１に示すように、部品実装装置１０は、部品供給装置２０および部品装着装置３０を備えて構成される。部品実装装置１０は、Ｘ軸方向に複数台直列に配置され基板搬送装置１００により連結される。
【００２０】
図１〜３に示すように、部品供給装置２０は、ウエハマガジン５０と、ウエハ搬送装置６０と、部品突上げ装置７０と、スポット照明装置８０と、ウエハ撮像装置（本例では、部品装着装置３０のＸＹロボット３１（本発明の「第１移動装置」に相当する）および基板認識用カメラ３９（本発明の「カメラ」に相当する）が兼用している）とを備えて構成される。
【００２１】
ウエハマガジン５０には、ハウジング５１内で昇降可能なウエハストッカ５２が設けられている。ウエハストッカ５２には、複数枚のパレット５３が一枚ずつ抜き差し可能に段積みされて収納される。パレット５３には、ウエハカット部品Ｐをウエハ形状を保持した状態で保持するエキスパンド台５４が載置される。エキスパンド台５４は、ウエハＵの直径より大径の内径および外径を有するリング状に形成されている。エキスパンド台５４においては、ウエハＵを貼着した半透明もしくは透明の粘着シートＳが放射方向に拡大され、複数のウエハカット部品Ｐが互いに分離された状態で保持される。
【００２２】
ハウジング５１上部には、新しいウエハＵを保持したエキスパンド台５４を搬入するエキスパンド台搬入装置５５が設けられ、ハウジング５１下部には、空になったエキスパンド台５４を排出するエキスパンド台排出装置５６が設けられている。また、基板搬送装置１００側となるハウジング５１前部には、ウエハＵを保持したエキスパンド台５４をウエハストッカ５２と部品供給位置Ａとの間で搬送するウエハ搬送装置６０が設けられている。
【００２３】
ウエハ搬送装置６０には、ウエハＵを保持したエキスパンド台５４を固定するウエハテーブル６１が備えられている。ウエハテーブル６１は、基台１１上に設けられたＹ軸方向に延びる一対のガイドレール６２に沿って、サーボモータ６３の出力軸に連結されたボールねじ６４を有するボールねじ機構によって移動可能に支持されている。ウエハテーブル６１には、ウエハストッカ５２に対しエキスパンド台５４を引出しおよび差入れ可能な図略のフックを有するエキスパンド台移動装置が設けられている。また、ウエハテーブル６１には、エキスパンド台５４の外径よりも若干小径の貫通穴６１ａが穿設されている。また、基台１１の上面における部品供給位置Ａには、ウエハテーブル６１の貫通穴６１ａと連通可能な開口部１１ａが設けられている。ウエハテーブル６１の貫通穴６１ａおよび基台１１の開口部１１ａは、後述するウエハカット部品Ｐに対する昇降装置９０のピン部材９３による下方からの突上げおよびスポット照明装置８０による下方からのスポット光の照射を行うために設けられている。
【００２４】
部品突上げ装置７０は、ＸＹロボット７１（本発明の「第２移動装置」に相当する）からなり、ＸＹロボット７１は、基台１１内におけるウエハ搬送装置６０の下方に配設され、ガイドレール７２に沿ってＹ軸方向に移動可能なＹ軸スライド７３を備えている。Ｙ軸スライド７３は、Ｙ軸サーボモータ７４の出力軸に連結されたボールねじ７５を有するボールねじ機構によってＹ軸方向に移動される。Ｙ軸スライド７３には、Ｘ軸スライド７６がＹ軸方向と直交するＸ軸方向に移動可能に案内されている。Ｙ軸スライド７３にはＸ軸サーボモータ７７が設置され、このＸ軸サーボモータ７７の出力軸に回転連結されＹ軸スライド７３に回転可能に軸承されたボールねじ７８がＸ軸スライド７５に固定されたボールナット７９と螺合することによってＸ軸スライド７６がＸ軸方向に移動される。
【００２５】
Ｘ軸スライド７６には、一対の爪部材７６ａ，７６ｂがＺ軸方向に所定幅をあけてＹ軸方向に突設されている。上側の爪部材７６ａは固定され、下側の爪部材７６ｂはＸ軸スライド７６に内蔵された図略のサーボモータによりＺ軸方向に移動可能に構成されている。これにより、一対の爪部材７６ａ，７６ｂは、ピン部材９３を昇降させる昇降装置９０およびウエハＵを下方から照明するスポット照明装置８０をそれぞれ挟持可能となっている。
【００２６】
図４に示すように、昇降装置９０は、本体９１と、一対の爪部材９２ａ，９２ｂと、上端面９３ａ（本発明の「識別部」に相当する）を有するピン部材９３（本発明の「識別部材」に相当する）と、バネ部材９４等とを備えて構成される。詳細は後述するが、ピン部材９３の上端面９３ａは、ウエハＵの円周位置を検出する際に利用される。よって、ピン部材９３の上端面９３ａは、ウエハＵの円周位置を確実に検出することができるように、分離されたウエハカット部品Ｐの間隙に入り込まないように該間隙よりも大きいサイズに形成されている。なお、本体９１の上端面にマークを付加し、このマークを上述の識別部とするように構成してもよい。
【００２７】
本体９１は、両端面が閉塞された中空円筒状に形成され、本体９１の周面には、後述するステーション１１０に着脱可能に装着するための装着穴部９１ａが穿設されている。一対の爪部材９２ａ，９２ｂは、Ｘ軸スライド７６の一対の爪部材７６ａ，７６ｂにより挟持可能なように、本体９１の周面にＺ軸方向に所定幅をあけてＹ軸方向に突設されている。上側の爪部材９２ａは固定され、下側の爪部材９２ｂはＺ軸方向に移動可能に構成されている。ピン部材９３は、上端部でエキスパンド台５４に保持されたウエハカット部品Ｐを下方から突上げて粘着シートＳから剥離するためのものである。このピン部材９３は、本体９１に内蔵され、ピン部材９３の下端部は爪部材９２ｂに固定され、ピン部材９３の上端部は本体９１の上端面に穿孔されているピン穴９１ｂから突出可能に配置されている。バネ部材９４は、圧縮コイルスプリングであり、ピン部材９３に挿通されている。
【００２８】
昇降装置９０は、ステーション１１０に保持された状態（図４（Ａ）参照）から、一対の爪部材９２ａ，９２ｂがＸ軸スライド７６の一対の爪部材７６ａ，７６ｂに挟持されて引張られることにより、ステーション１１０から離脱する（図４（Ｂ）参照）。そして、Ｘ軸スライド７６の爪部材７６ｂがＺ軸方向上向きに移動すると、爪部材９２ｂがＺ軸方向上向きに移動するので、ピン部材９３はピン穴９１ｂから突出する（図４（Ｃ）参照）。そして、Ｘ軸スライド７６の爪部材７６ｂがＺ軸方向下向きに移動すると、バネ部材９４の伸長により爪部材９２ｂがＺ軸方向下向きに移動するので、ピン部材９３はピン穴９１ｂに引込む。
【００２９】
図５に示すように、スポット照明装置８０は、本体８１と、一対の爪部材８２ａ，８２ｂと、スポット光の照射が可能なランプ８３と、充電池８４と、バネ部材８５等とを備えて構成される。詳細は後述するが、スポット光は、ウエハＵの円周位置を検出する際に利用される。よって、スポット光は、ウエハＵの円周位置を確実に検出することができるように、分離されたウエハカット部品Ｐの間隙に入り込まないように該間隙よりも大きいサイズの光を照射可能となっている。
【００３０】
本体８１は、両端面が閉塞された中空円筒状に形成され、本体８１の周面には、ステーション１１０に着脱可能に装着するための装着穴部８１ａが穿設されている。この装着穴部８１ａには、ステーション１１０に装着したときに充電池８４に充電可能なように、図略の充電端子が設けられている。一対の爪部材８２ａ，８２ｂは、Ｘ軸スライド７６の一対の爪部材７６ａ，７６ｂにより挟持可能なように、本体８１の周面にＺ軸方向に所定幅をあけてＹ軸方向に突設されている。上側の爪部材８２ａは固定され、下側の爪部材８２ｂはＺ軸方向に移動可能に構成されている。ランプ８３は、Ｚ軸方向上向きにスポット光を照射可能なように本体８１の上端部に設けられている。充電池８４は、本体８１に内蔵され図略のスイッチを介してランプ８３に電気的に接続されている。バネ部材８５は、引張コイルスプリングであり、一端が爪部材８２ｂに係止され、他端が本体８１の内側底部に係止されている。
【００３１】
スポット照明装置８０は、ステーション１１０に保持された状態（図５（Ａ）参照）から、一対の爪部材８２ａ，８２ｂがＸ軸スライド７６の一対の爪部材７６ａ，７６ｂに挟持されて引張られることにより、ステーション１１０から離脱する（図５（Ｂ）参照）。そして、Ｘ軸スライド７６の爪部材７６ｂがＺ軸方向上向きに移動すると、爪部材９２ｂがＺ軸方向上向きに移動してスイッチをオフからオンに切替えてランプ８３を点灯させる（図５（Ｃ）参照）。そして、Ｘ軸スライド７６の爪部材７６ｂがＺ軸方向下向きに移動すると、バネ部材８５の収縮により爪部材８２ｂがＺ軸方向下向きに移動するので、スイッチをオンからオフに切替えてランプ８３を消灯させる。
【００３２】
図３に示すように、ステーション１１０は、ＸＹロボット７１に並設されており、複数種類のウエハカット部品Ｐにそれぞれ対応した複数個（本例では、６個）の昇降装置９０および１個のスポット照明装置８０を着脱可能に構成されている。すなわち、ステーション１１０のＸ軸スライド７６側の側部には、円柱状の昇降装置９０およびスポット照明装置８０が収納可能な半円柱状の収納部１１１が設けられている。そして、各収納部１１１の内周面には、昇降装置９０の装着穴部９１ａおよびスポット照明装置８０の装着穴部８１ａに嵌合可能な突設部１１２が突設されている。各突設部１１２のうち、１つの突設部１１２には、スポット照明装置８０の充電端子に電気的に接続可能な図略の充電端子が設けられている。
【００３３】
この部品供給装置２０では、先ず、ウエハマガジン５０へのウエハＵの収納が行われる。すなわち、ウエハカット部品Ｐをウエハ形状を保持した状態で保持しているエキスパンド台５４がパレット５３に載置されてエキスパンド台搬入装置５５に搬入されると、ウエハストッカ５２が上昇しエキスパンド台５４がパレット５３と共にウエハストッカ５２の最上段である一時収納段に移載される。そして、ウエハストッカ５２が下降しパレット５３がウエハテーブル６１の高さに位置決めされ、エキスパンド台移動装置によりエキスパンド台５４がウエハストッカ５２の一時収納段のパレット５３上からウエハテーブル６１上に引出される。
【００３４】
そして、ウエハストッカ５２が上昇し所定の収納段のパレット５３がウエハテーブル６１の高さに位置決めされ、エキスパンド台移動装置によりエキスパンド台５４がウエハテーブル６１上からウエハストッカ５２の所定の収納段のパレット５３上に差入れられる。以下、同様にしてウエハストッカ５２の各収納段にはウエハカット部品Ｐをウエハ形状を保持した状態で保持しているエキスパンド台５４がパレット５３と共に収納される。
【００３５】
次に、ウエハ搬送装置６０によるウエハＵの搬送、スポット照明装置８０およびウエハ撮像装置３１，３９による複数のウエハカット部品Ｐの位置の認識、並びに部品突上げ装置７０によるウエハカット部品Ｐの供給が行われる。すなわち、ウエハテーブル６１がウエハマガジン５０に近接した位置に移動され位置決めされる。ウエハストッカ５２が上昇もしくは下降し、実装されるウエハカット部品Ｐを保持したエキスパンド台５４が載置されたパレット５３がウエハテーブル６１の高さに位置決めされる。そして、エキスパンド台移動装置により当該エキスパンド台５４がパレット５３上からウエハテーブル６１上に引出される。その後、ウエハテーブル６１が部品供給位置Ａに移動され位置決めされる。
【００３６】
次に、複数のウエハカット部品Ｐの位置の認識が行われるが、詳細は後述する。そして、昇降装置９０が実装すべきウエハカット部品Ｐに移動され位置決めされ、ピン部材９３がＺ軸方向上向きに突出される。これにより、ウエハカット部品Ｐは、Ｚ軸方向上向きに突上げられて粘着シートＳから剥離され、部品装着装置３０の部品採取ヘッド３８により採取可能な位置に供給される。
【００３７】
図１に示すように、部品装着装置３０は、ＸＹロボット３１からなり、ＸＹロボット３１は、基台１１上に装架されて基板搬送装置１００および部品供給装置２０の上方に配設され、ガイドレール３２に沿ってＹ軸方向に移動可能なＹ軸スライド３３を備えている。Ｙ軸スライド３３は、Ｙ軸サーボモータ３４の出力軸に連結されたボールねじ３５を有するボールねじ機構によってＹ軸方向に移動される。Ｙ軸スライド３３には、Ｘ軸スライド３６がＹ軸方向と直交するＸ軸方向に移動可能に案内されている。Ｙ軸スライド３３にはＸ軸サーボモータ３７が設置され、このＸ軸サーボモータ３７の出力軸に回転連結されＹ軸スライド３３に回転可能に軸承された図略のボールねじがＸ軸スライド３６に固定された図略のボールナットと螺合することによってＸ軸スライド３６がＸ軸方向に移動される。
【００３８】
Ｘ軸スライド３６上には、部品採取ヘッド３８および基板認識用カメラ３９が設けられている。部品採取ヘッド３８には、ウエハカット部品Ｐを吸着する吸着ノズル４１を着脱可能に保持するＺ軸方向に移動可能なノズルホルダ４２が設けられている。基板認識用カメラ３９は、基板Ｂを撮像して基板Ｂに付された基板マーク等を認識すると共に、スポット照明装置８０のスポット光およびウエハＵの円周の一部又はピン部材９３の上端面９３ａおよびウエハＵの円周の一部を撮像してウエハカット部品Ｐの位置を認識する。また、基台１１上には、部品認識用カメラ４３が固定されている。なお、複数本の吸着ノズル４１を備えた所謂ロータリタイプの部品採取ヘッド３８の構成としてもよい。
【００３９】
この部品装着装置３０では、部品実装位置に位置決めされた基板Ｂ上に設けられた基板マークが、基板認識用カメラ３９により検出される。そして、この基板マークの位置に基づいて部品採取ヘッド３８がＸＹ方向に位置補正される。また、吸着ノズル４１に吸着されたウエハカット部品Ｐは、部品認識用カメラ４３により部品供給装置２０の部品供給位置Ａから基板Ｂ上の所定位置に移動する途中で撮像され、吸着ノズル４１の中心に対するウエハカット部品Ｐの芯ずれ等が検出される。そして、この芯ずれ等に基づいて部品採取ヘッド３８のＸＹ方向等の移動量が補正さる。これにより、ウエハカット部品Ｐは基板Ｂ上の定められた座標位置に正確に装着される。
【００４０】
図１に示すように、基板搬送装置１００は、基台１１上に図略の一対のガイドレールを互いに平行に対向させてそれぞれ水平に並設し、一対のガイドレールにより案内される基板Ｂを支持して搬送する図略の一対のコンベアベルトを互いに対向させて並設して構成されている。また、基板搬送装置１００には、部品実装位置に搬送された基板Ｂを持ち上げてクランプする図略のクランプ装置が設けられている。
【００４１】
この基板搬送装置１００では、ウエハカット部品Ｐを実装する基板Ｂは、ガイドレールにより案内されつつコンベアベルトによりＸ軸方向に部品実装位置まで搬送される。部品実装位置に搬送された基板Ｂは、クランプ装置によって部品装着位置に位置決めクランプされる。
【００４２】
次に、部品供給装置２０のスポット照明装置８０およびウエハ撮像装置３１，３９による複数のウエハカット部品Ｐの位置の認識動作について図６のフローチャートを参照して説明する。なお、ウエハテーブル６１には、実装されるウエハカット部品Ｐを保持したエキスパンド台５４が載置されたパレット５３が固定されているものとする。
【００４３】
部品実装装置１０を動作制御する制御装置は、ウエハテーブル６１を移動して部品供給位置Ａに位置決めする（ステップＳ１，２）。そして、スポット照明装置８０を点灯し（ステップＳ３）、基板認識用カメラ３９を移動してスポット照明装置８０のスポット光を撮像することが可能な位置に位置決めする（ステップＳ４，５）。
【００４４】
制御装置は、スポット照明装置８０および基板認識用カメラ３９を同期させてウエハＵに向けて移動させつつ（ステップＳ６）、基板認識用カメラ３９でスポット照明装置８０のスポット光を含む画像を連続で撮像する（ステップＳ７、本発明の「画像取得工程」、「画像取得手段」に相当する）。そして、スポット光の一部がウエハＵに隠れて遮光されたときの画像を抽出する（ステップＳ８）。そして、抽出画像を３個取得したか否かを判断し（ステップＳ９）、抽出画像を３個取得していないときはステップＳ６に戻って上述の処理を実行する。
【００４５】
一方、抽出画像を３個取得したときは、３個の抽出画像に基づいて、既存の方法によりウエハＵの中心位置を演算する（ステップＳ１０、本発明の「中心位置演算工程」、「中心位置演算手段」に相当する）。そして、求めたウエハＵの中心位置に基づいて、各ウエハカット部品Ｐの位置を演算する（ステップＳ１１、本発明の「部品位置演算工程」、「部品位置演算手段」に相当する）。なお、抽出画像は少なくとも３個取得すればよいが、４個以上取得することによりウエハＵの中心位置の精度を高めることができる。
【００４６】
具体的には、図７に示すように、移動中のスポット光ＳＬの画像Ｇを連続で取得することを３回繰り返し、スポット光ＳＬの一部がウエハＵに隠れて遮光されたときの画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を抽出する。そして、３個の抽出画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３に写っている各スポット光ＳＬの例えば外縁とウエハ外周との交点位置を、ウエハＵの円周上の３点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の位置を示しているものとして、３点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の基板認識用カメラ３９の機械座標系における座標位置Ｑ１（ｘ１，ｙ１），Ｑ２（ｘ２，ｙ２），Ｑ３（ｘ３，ｙ３）を求める。そして、３個の抽出画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３をウエハＵの形状に合成し、点Ｑ１（ｘ１，ｙ１）と点Ｑ２（ｘ２，ｙ２）を結ぶ線分Ｌ１を２等分する点Ｑ４を通り、線分Ｌ１に直角な直線ＬＬ１を求める。さらに、点Ｑ２（ｘ２，ｙ２）とＱ３（ｘ３，ｙ３）を結ぶ線分Ｌ２を２等分する点Ｑ５を通り、線分Ｌ２に直角な直線ＬＬ２を求める。そして、直線ＬＬ１と直線ＬＬ２の交点ＣをウエハＵの中心位置Ｃ（ｘｃ，ｙｃ）として求める。
【００４７】
次に、基板認識用カメラ３９の機械座標系と部品突上げ装置７０の機械座標系とは、予め関連付けられているので、基板認識用カメラ３９の機械座標系におけるウエハＵの中心位置Ｃ（ｘｃ，ｙｃ）を、部品突上げ装置７０の機械座標系におけるウエハＵの中心位置Ｃｏ（ｘｃｏ，ｙｃｏ）に変換する。そして、ウエハＵ内における各ウエハカット部品Ｐの位置は、位置データとして提供されているので、ウエハＵの中心位置Ｃｏ（ｘｃｏ，ｙｃｏ）から各ウエハカット部品Ｐの部品突上げ装置７０の機械座標系における位置を求める。以上により、部品突上げ装置７０の昇降装置９０のピン部材９３を、所定のウエハカット部品Ｐに高精度且つ確実に位置決めすることができる。
【００４８】
以上のように、本実施形態の部品供給装置２０によれば、部品突上げ装置７０のＸＹロボット７１で昇降装置９０のピン部材９３又はスポット照明装置８０を移動しながら、基板認識用カメラ３９でピン部材９３の上端面９３ａ又はスポット照明装置８０のスポット光を含むウエハＵの画像を取得するようにしている。これにより、ピン部材９３の上端面９３ａ又はスポット照明装置８０のスポット光がウエハＵの円周に達したときにピン部材９３の上端面９３ａ又はスポット照明装置８０のスポット光の一部が隠れるので、ウエハＵの円周の位置を簡単且つ確実に検出できる。また、ウエハＵの円周により部分的に隠されたピン部材９３の上端面９３ａ又はスポット照明装置８０のスポット光の形状を認識することにより、ウエハＵの円周位置をより精度良く検出でき、ウエハカット部品Ｐの位置を高精度に認識することができる。よって、従来の光センサは不要となり、部品供給装置２０の低コスト化および小型化を図ることができる。また、既存の部品装着装置３０に備えられている基板認識用カメラ３９をウエハＵの撮像用カメラとして利用し、ＸＹロボット３１をウエハＵの撮像用カメラの移動用装置として利用している。これにより、部品採取ヘッド３８をウエハカット部品Ｐの採取位置に位置決めするときの位置決め精度を向上させることができる。また、新たなウエハＵの撮像用カメラおよび該カメラの移動用装置を設ける必要はなく、さらに、スポット照明装置８０を既存の部品突上げ装置７０のＸＹロボット７１に装着しているので新たなスポット照明装置８０の移動装置を設ける必要はなく、部品供給装置２０の低コスト化を図ることができる。また、スポット光の形状を認識すること、または、スポット光とウエハＵとの重なり具合を認識することで、より精度良くウエハＵの円周位置認識を行うことができる。
【００４９】
上述した実施形態では、スポット照明装置８０のスポット光を撮像してウエハＵの中心位置を演算する構成としたが、昇降装置９０のピン部材９３の上端面９３ａもしくは上端面９３ａに形成されたマーク等を撮像してウエハＵの中心位置を演算する構成としてもよい。これにより、既存のピン部材９３を識別部材として利用することができるので、新たな識別部材やスポット照明装置８０を設ける必要はなく、部品供給装置２０の低コスト化を図ることができる。特に、ピン部材９３とスポット照明装置８０との交換が不要となり、ウエハカット部品Ｐの位置を認識した後に直にピン部材９３によりウエハカット部品Ｐを突上げて供給することができる。よって、部品実装時間を短縮させることができる。また、スポット照明装置８０は、昇降装置９０とＸＹロボット７１に交換配置する構成に限定されるものではなく、ＸＹロボット７１に固定配置する構成としてもよい。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施の形態の部品供給装置を図面に基づいて説明する。この部品供給装置１２０は、ウエハ搬送装置６０に代えてウエハ移動装置１６０を備えている点で第１の実施の形態の部品供給装置２０と異なる構成となっている。すなわち、図８に示すように、基板搬送装置１００側となるハウジング５１前部には、ウエハＵを保持したエキスパンド台５４をＹ軸方向およびＸ軸方向に移動するウエハ移動装置１６０が設けられている。
【００５１】
ウエハ移動装置１６０には、ウエハＵを保持したエキスパンド台５４を固定する第１ウエハテーブル１６１１および第１ウエハテーブル１６１１が移動可能に載置される第２ウエハテーブル１６１２が備えられている。第１ウエハテーブル１６１１は、第２ウエハテーブル１６１２上に設けられたＸ軸方向に延びる一対のガイドレール１６２１に沿って、サーボモータ１６３１の出力軸に連結されたボールねじ１６４１を有するボールねじ機構によって移動可能に支持されている。第１ウエハテーブル１６１１には、ウエハストッカ５２に対しエキスパンド台５４を引出しおよび差入れ可能な図略のフックを有するエキスパンド台移動装置が設けられている。
【００５２】
第２ウエハテーブル１６１２は、基台１１上に設けられたＹ軸方向に延びる一対のガイドレール１６２２に沿って、サーボモータ１６３２の出力軸に連結されたボールねじ１６４２を有するボールねじ機構によって移動可能に支持されている。また、第１、第２ウエハテーブル１６１１，１６１２には、エキスパンド台５４の外径よりも若干小径の貫通穴１６１１ａ，１６１２ａが穿設されている。また、基台１１の上面における部品供給位置Ａには、第１、第２ウエハテーブル１６１１，１６１２の貫通穴１６１１ａ，１６１２ａと連通可能な開口部１１ａが設けられている。第１、第２ウエハテーブル１６１１，１６１２の貫通穴１６１１ａ，１６１２ａおよび基台１１の開口部１１ａは、ウエハカット部品Ｐに対する昇降装置９０のピン部材９３による下方からの突上げおよびスポット照明装置８０による下方からのスポット光の照射を行うために設けられている。
【００５３】
次に、部品供給装置１２０のスポット照明装置８０およびウエハ撮像装置３１，３９による複数のウエハカット部品Ｐの位置の認識動作について図９のフローチャートを参照して説明する。なお、第１ウエハテーブル１６１１には、実装されるウエハカット部品Ｐを保持したエキスパンド台５４が載置されたパレット５３が固定されているものとする。
【００５４】
部品実装装置１０を動作制御する制御装置は、スポット照明装置８０を移動して例えば基台１１の中央の光照射位置に位置決め固定し（ステップＳ１１，１２）、スポット照明装置８０を点灯する（ステップＳ１３）。そして、基板認識用カメラ３９を移動してスポット照明装置８０のスポット光を撮像することが可能な撮像位置に位置決め固定する（ステップＳ１４，１５）。
【００５５】
制御装置は、第１ウエハテーブル１６１１および第２ウエハテーブル１６１２を動作制御してウエハＵをスポット照明装置８０のスポット光の光軸に向けて移動させつつ（ステップＳ１６）、基板認識用カメラ３９でスポット照明装置８０のスポット光を含む画像を連続で撮像する（ステップＳ１７、本発明の「画像取得工程」、「画像取得手段」に相当する）。そして、スポット光の一部がウエハＵに隠れて遮光されたときの画像を抽出する（ステップＳ１８）。そして、抽出画像を３個取得したか否かを判断し（ステップＳ１９）、抽出画像を３個取得していないときはステップＳ１６に戻って上述の処理を実行する。
【００５６】
一方、抽出画像を３個取得したときは、３個の抽出画像に基づいて、既存の方法によりウエハＵの中心位置を演算する（ステップＳ２０、本発明の「中心位置演算工程」、「中心位置演算手段」に相当する）。そして、求めたウエハＵの中心位置に基づいて、各ウエハカット部品Ｐの位置を演算する（ステップＳ２１、本発明の「部品位置演算工程」、「部品位置演算手段」に相当する）。具体的には、図７を参照して説明した方法と同一である。以上により、部品突上げ装置７０の昇降装置９０のピン部材９３を、所定のウエハカット部品Ｐに高精度且つ確実に位置決めすることができる。
【００５７】
以上のように、本実施形態の部品供給装置１２０によれば、基板認識用カメラ３９およびスポット照明装置８０の移動を同期制御する必要はなく、ウエハ移動装置１６０のみの移動制御となり、プログラミング等の作成が簡易となる。
【００５８】
上述した第２の実施形態では、スポット照明装置８０のスポット光を撮像してウエハＵの中心位置を演算する構成としたが、昇降装置９０のピン部材９３の上端面９３ａを撮像してウエハＵの中心位置を演算する構成としてもよい。これにより、基板認識用カメラ３９および昇降装置９０の移動を同期制御する必要はなく、ウエハ移動装置１６０のみの移動制御となり、プログラミング等の作成が簡易となる。また、スポット照明装置８０および昇降装置９０は、ＸＹロボット７１により移動可能な構成として所定の部品突上げ位置および光照射位置に固定するようにしたが、ＸＹロボット７１を備えずに所定の部品突上げ位置および光照射位置に固定する構成としてもよい。
【００５９】
なお、上述の各実施形態では、基板認識用カメラ３９は、スポット光もしくはピン部材９３の上端面９３ａを連続で撮像可能なカメラとしたが、動画を撮像可能なカメラであってもよい。また、ウエハ撮像装置として、部品装着装置３０のＸＹロボット３１および基板認識用カメラ３９を兼用する構成としたが、部品装着装置３０とは別に新たなウエハ撮像装置を設ける構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０・・・部品実装装置、２０・・・部品供給装置、３０・・・部品装着装置、３１・・・ＸＹロボット、３９・・・基板認識用カメラ、５０・・・ウエハマガジン、６０・・・ウエハ搬送装置、７０・・・部品突上げ装置、７１・・・ＸＹロボット、８０・・・スポット照明装置、９０・・・昇降装置、９３・・・ピン部材、９３ａ・・・ピン部材の上端面、１００・・・基板搬送装置、１１０・・・ステーション、１６０・・・ウエハ移動装置、Ｕ・・・ウエハ、Ｐ・・・ウエハカット部品、Ｂ・・・基板、Ｓ・・・粘着シート、ＳＬ・・・スポット光。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のウエハカット部品にカットされたウエハ形状を保持した状態のウエハに対し上方から所定領域を撮像するカメラと、該カメラにより撮像可能に前記ウエハに対し下方に配置され、上端に識別部が設けられた識別部材又は上方向にスポット光を照射するスポット照明装置が設けられ、前記ウエハの面に対し平行に前記識別部材又は前記スポット照明装置および前記ウエハを相対移動可能な移動装置とを備え、
前記移動装置で前記識別部材又は前記スポット照明装置および前記ウエハを相対移動しながら、前記カメラで前記識別部又は前記スポット光を含む前記ウエハの画像を取得する画像取得工程と、
取得した前記識別部又は前記スポット光を含む前記ウエハの画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算する中心位置演算工程と、
求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品位置演算工程と、を備える部品位置認識方法。
【請求項２】
複数のウエハカット部品にカットされたウエハをウエハ形状を保持した状態でウエハ収納位置から部品供給位置に搬送するウエハ搬送装置と、部品装着位置に搬送された基板に対し上方にて該基板の面に対し平行移動可能、且つ前記部品供給位置に搬送された前記ウエハに対し上方にて該ウエハの面に対し平行移動可能な第１移動装置と、該第１移動装置に取付けられ、前記部品装着位置に搬送された前記基板を上方から所定領域を撮像可能なカメラと、前記第１移動装置に取付けられ、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハの前記ウエハカット部品を吸着ノズルで吸着し、前記部品装着位置で前記基板上に装着する部品採取ヘッドと、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハに対し下方にて該ウエハの面に対し平行移動可能な第２移動装置に装着され、上端面を有するピン部材を昇降装置で昇降させて、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハの前記ウエハカット部品を前記吸着ノズルが吸着するときに前記ピン部材の上端部で下方から突上げる部品突上げ装置と、を備えた部品実装装置に装備される前記部品供給装置であって、
前記第１移動装置および前記第２移動装置を移動しながら、前記カメラで前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得する画像取得手段と、
取得した前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算する中心位置演算手段と、
求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品位置演算手段と、を備える部品供給装置。
【請求項３】
請求項２に記載の部品供給装置であって、
前記第２移動装置に装着され、上方向にスポット光を照射するスポット照明装置を備え、
前記画像取得手段は、前記第１移動装置および前記第２移動装置を移動しながら、前記カメラで前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得し、
中心位置演算手段は、取得した前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算し、
前記部品位置演算手段は、求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品供給装置。
【請求項４】
複数のウエハカット部品にカットされたウエハをウエハ形状を保持した状態で該ウエハの面に対し平行移動可能なウエハ移動装置と、部品装着位置に搬送された基板に対し上方にて該基板の面に対し平行移動可能、且つ前記部品供給位置に搬送された前記ウエハに対し上方にて該ウエハの面に対し平行移動可能な第１移動装置と、該第１移動装置に取付けられ、前記部品装着位置に搬送された前記基板を上方から所定領域を撮像可能なカメラと、前記第１移動装置に取付けられ、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハの前記ウエハカット部品を吸着ノズルで吸着し、前記部品装着位置で前記基板上に装着する部品採取ヘッドと、上端面を有するピン部材を昇降装置で昇降させて、前記ウエハの前記ウエハカット部品を前記吸着ノズルが吸着するときに前記ピン部材の上端部で下方から突上げる部品突上げ装置と、を備えた部品実装装置に装備される前記部品供給装置であって、
前記ピン部材を所定の部品突上げ位置に固定すると共に、前記カメラを前記ピン部材の撮像が可能な撮像位置に固定し、前記ウエハ移動装置を移動しながら、前記カメラで前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得する画像取得手段と、
取得した前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算する中心位置演算手段と、
求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品位置演算手段と、を備える部品供給装置。
【請求項５】
請求項４に記載の部品供給装置であって、
前記ウエハに対し下方から上方向にスポット光を照射するスポット照明装置を備え、
前記画像取得手段は、前記スポット照明装置を所定の光照射位置に固定すると共に、前記カメラを前記スポット照明装置の撮像が可能な撮像位置に固定し、前記ウエハ移動装置を移動しながら、前記カメラで前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得し、
前記中心位置演算手段は、取得した前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算し、
前記部品位置演算手段は、求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品供給装置。
【請求項１】
複数のウエハカット部品にカットされたウエハ形状を保持した状態のウエハに対し上方から所定領域を撮像するカメラと、該カメラにより撮像可能に前記ウエハに対し下方に配置され、上端に識別部が設けられた識別部材又は上方向にスポット光を照射するスポット照明装置が設けられ、前記ウエハの面に対し平行に前記識別部材又は前記スポット照明装置および前記ウエハを相対移動可能な移動装置とを備え、
前記移動装置で前記識別部材又は前記スポット照明装置および前記ウエハを相対移動しながら、前記カメラで前記識別部又は前記スポット光を含む前記ウエハの画像を取得する画像取得工程と、
取得した前記識別部又は前記スポット光を含む前記ウエハの画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算する中心位置演算工程と、
求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品位置演算工程と、を備える部品位置認識方法。
【請求項２】
複数のウエハカット部品にカットされたウエハをウエハ形状を保持した状態でウエハ収納位置から部品供給位置に搬送するウエハ搬送装置と、部品装着位置に搬送された基板に対し上方にて該基板の面に対し平行移動可能、且つ前記部品供給位置に搬送された前記ウエハに対し上方にて該ウエハの面に対し平行移動可能な第１移動装置と、該第１移動装置に取付けられ、前記部品装着位置に搬送された前記基板を上方から所定領域を撮像可能なカメラと、前記第１移動装置に取付けられ、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハの前記ウエハカット部品を吸着ノズルで吸着し、前記部品装着位置で前記基板上に装着する部品採取ヘッドと、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハに対し下方にて該ウエハの面に対し平行移動可能な第２移動装置に装着され、上端面を有するピン部材を昇降装置で昇降させて、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハの前記ウエハカット部品を前記吸着ノズルが吸着するときに前記ピン部材の上端部で下方から突上げる部品突上げ装置と、を備えた部品実装装置に装備される前記部品供給装置であって、
前記第１移動装置および前記第２移動装置を移動しながら、前記カメラで前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得する画像取得手段と、
取得した前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算する中心位置演算手段と、
求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品位置演算手段と、を備える部品供給装置。
【請求項３】
請求項２に記載の部品供給装置であって、
前記第２移動装置に装着され、上方向にスポット光を照射するスポット照明装置を備え、
前記画像取得手段は、前記第１移動装置および前記第２移動装置を移動しながら、前記カメラで前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得し、
中心位置演算手段は、取得した前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算し、
前記部品位置演算手段は、求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品供給装置。
【請求項４】
複数のウエハカット部品にカットされたウエハをウエハ形状を保持した状態で該ウエハの面に対し平行移動可能なウエハ移動装置と、部品装着位置に搬送された基板に対し上方にて該基板の面に対し平行移動可能、且つ前記部品供給位置に搬送された前記ウエハに対し上方にて該ウエハの面に対し平行移動可能な第１移動装置と、該第１移動装置に取付けられ、前記部品装着位置に搬送された前記基板を上方から所定領域を撮像可能なカメラと、前記第１移動装置に取付けられ、前記部品供給位置に搬送された前記ウエハの前記ウエハカット部品を吸着ノズルで吸着し、前記部品装着位置で前記基板上に装着する部品採取ヘッドと、上端面を有するピン部材を昇降装置で昇降させて、前記ウエハの前記ウエハカット部品を前記吸着ノズルが吸着するときに前記ピン部材の上端部で下方から突上げる部品突上げ装置と、を備えた部品実装装置に装備される前記部品供給装置であって、
前記ピン部材を所定の部品突上げ位置に固定すると共に、前記カメラを前記ピン部材の撮像が可能な撮像位置に固定し、前記ウエハ移動装置を移動しながら、前記カメラで前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得する画像取得手段と、
取得した前記ピン部材の上端部を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算する中心位置演算手段と、
求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品位置演算手段と、を備える部品供給装置。
【請求項５】
請求項４に記載の部品供給装置であって、
前記ウエハに対し下方から上方向にスポット光を照射するスポット照明装置を備え、
前記画像取得手段は、前記スポット照明装置を所定の光照射位置に固定すると共に、前記カメラを前記スポット照明装置の撮像が可能な撮像位置に固定し、前記ウエハ移動装置を移動しながら、前記カメラで前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像を取得し、
前記中心位置演算手段は、取得した前記スポット光を含む前記ウエハの少なくとも３個の画像に基づいて、前記ウエハの中心位置を演算し、
前記部品位置演算手段は、求めた前記ウエハの中心位置に基づいて、前記複数のウエハカット部品の各位置を演算する部品供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１１５２３９（Ｐ２０１３−１１５２３９Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０１４４（Ｐ２０１１−２６０１４４）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００２３７２７１）富士機械製造株式会社 (775)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００２３７２７１）富士機械製造株式会社 (775)
【Ｆターム（参考）】
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