JP2003524896A - 電子部品を処理するための装置および方法 - Google Patents

電子部品を処理するための装置および方法

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ヨハネス ランベルタス ゲラルダス マリア ベンローイ
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、半導体製品などの電子部品を処理するための装置であって、少なくとも２台の処理ステーションと、少なくとも１つの電子部品用供給／排出ポジションと、電子部品を係合して供給／排出ポジションと処理ステーションとの間で電子部品を移動させるための係合手段を有するロボットアームと、ロボットアームと各処理ステーションを作動させるための制御部とを備えた装置に関する。本発明はまた、少なくとも２台のこのような装置のアセンブリと、本発明による装置によって実行可能な電子部品の処理のための方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、半導体製品などの電子部品を処理するための装置であって、少なく
とも２台の処理ステーションと、少なくとも１つの電子部品用供給／排出ポジシ
ョンと、電子部品を係合して供給／排出ポジションと処理ステーション間でその
電子部品を移動するための係合手段を有するロボットアームと、ロボットアーム
と処理ステーションとを作動させるための制御部と、を備えた装置に関する。本
発明はまた、少なくとも２つのこのような装置のアセンブリと、当該装置および
アセンブリが使用できる電子部品の処理方法に関する。
【０００２】 半導体製品などの電子部品の処理、特にこのような部品の封入成型は、複雑で
精度が高くそのため高価な装置を使用して行われるのが一般である。故障や非生
産的な停止を防止することが非常に重要であり、また広範囲に及ぶ処理の自動化
がさらに望まれる。これまで複数の処理ステーションがこの目的のための互いに
堅く連結され、処理用の電子部品が処理ステーションに沿って大体において固定
された経路で搬送される。この先行技術の欠点は、使用経路の選択の自由度が非
常に限られていることである。更に、各処理ステーションの処理能力の相互調整
が困難である。
【０００３】 米国特許第５，３６４，２２５号は、クリーンルーム内でのプリント基板の生
産方法について記載している。この目的のため、処理用のプリント基板は、特別
に開発されたハウジングの中を搬送され、そのハウジングの中をプリント基板が
移送コンテナに入れられた状態で移動する。移送コンテナと別のハウジングに配
置された処理ステーションとの間でプリント基板を移動するのにはロボットアー
ムが利用される。
【０００４】 本発明は、電子部品の封入成型の柔軟性を高め、利用可能な処理ステーション
の能力を先行技術におけるよりもより良く活用する装置と方法を提供することを
その目的とする。もうひとつの目的は、装置のより大きな集合に簡単に統合でき
る装置を提供することである。
【０００５】 本発明は、この目的のために前文に記載されたタイプの電子部品を処理するた
めの装置を提供する。この装置は、処理ステーションが金型の中で封入材料で電
子部品を封入するための少なくとも１つの封入成形ステーションを備えることと
、少なくとも１つの封入材料用の供給ポジションを備えることと、係合手段を有
するロボットアームがまた供給ポジションから封入成型ステーションへ封入成型
材料を移動するよう構成されていることとを特徴とする。このような装置の第一
の利点は、これが本出願人の製品の品揃えの一部を同様に形成するユニバーサル
搬送システムに極めて簡単な方法で連結できることである。このような搬送シス
テムは、供給／排出ポジションに電子部品のフィードとアウトフィードを起こす
のみである。本発明による装置とこの搬送システムとの間の必要な相互作用が非
常に限られたものでいられるよう、つまり制御システムの連結が不要となるよう
、電子部品の更なる移動と処理は本発明による装置によって行われる。第二の非
常に重要な利点は、この装置の中での電子部品の経路選択の自由度が高いことで
ある。本発明による装置を利用すれば、様々な処理シーケンスとプロセスの並列
的な実行が何の問題もなく実現できる。この大きな柔軟性は、各処理ステーショ
ンの能力ができるだけうまく活用されるように処理対象電子部品の組合せが選択
できるという更なる利点を有する。もう一つの利点は、この装置の各処理ステー
ションが、搬送手段をこのために調整することなく必要に応じて修正できること
である。場合によって構成する必要があるのはロボットアームの制御部だけであ
る。また同様に、オーバーホールや設備切り替えなどのために、当該装置の動作
中に１台以上の処理ステーションを配備しないこともできる。まだ明記されては
いないが非常に重要な本発明による装置の１つの利点は、付加価値を提供しない
電子部品の搬送が、少なくとも各処理ステーションの能力がロボットアームの能
力に対して正しく設定されていない場合に、各処理ステーションの能力を制限し
ないことである。搬送が処理ステーションでの能力損失をもたらすことなく、単
一のロボットアームで最大６台までの処理ステーションに対応することが現実的
にできることが判明している。そのため、供給、検出、余熱、ペレット装填、ゲ
ート除去、排出などの各処理ステーションのうちの１台以上が装置の一部を形成
できる。処理用の電子部品の操作に加えて、添加剤などの他の物も係合手段で移
動することができる。特に封入成型時には、半導体製品などの電子部品は、本発
明による装置を利用すれば比較的有利に実行できるいくつかの取り扱い作業を必
要とする。ここでは、ペレット、フィルム、またはその他の材料などの添加材料
の余熱と供給を同じ装置で行うことなど、関連する各プロセスも実行するのが論
理的である。
【０００６】 本発明のもう一つの大きな利点は、特に係合手段を有するロボットアームが好
適な実施形態に従って制御された間隔で封入成型材料部品をピックアップするよ
う構成されている場合に、比較的複雑な封入成形プロセスが非常に簡単な手段で
自動的に実行できることである。また、封入成型する部品以外に封入成型に必要
なのが、封入成型装置の形状によって定義される相対的な向きになるよう封入成
型装置内に配置しなければならない封入成型材料のペレットである。封入成型プ
ロセスの自動化では、これまで、封入成型材料のいくつかのペレットを必要な向
きに配置するための別の割出し機構が利用されてきた。配置されたペレットは、
次にこの装置から、随意により中間の搬送手段によって、封入成型装置の中へ運
ばれる。本発明は、先行技術の割出し機構を不要にする。つまり、ペレットが１
つまたは複数の位置で提供されると、係合手段を有するロボットアームがこの／
これらの送達点に沿って割出しに従って移動し、封入成型時に必要な向きになる
ようこのペレットを係合手段にすぐに係合する。
【０００７】 好適な実施形態では、各処理ステーションと、供給／排出ポジションと、ロボ
ットアームが、共通のフレームに組み合わされる。処理ステーションの相互位置
と供給／排出ポジションはこのようにして固定できる。フレームにはまた非常に
簡単な方法で、１つ以上のレイオフポジションを提供することができる。更に、
別の処理ステーションには、比較的軽い形を与えることができる。
【０００８】 この装置の更に汎用的な用途では、ロボットアームに連結された係合手段を自
動的に交換するための交換ステーションをこの装置に設けることもできる。また
、処理ステーションの交換部品など、他の製品に関連する交換部品をロボットア
ームで自動的に交換することも可能である。これらの交換部品は、当然、この目
的ではロボットアームもアクセスできるものでなくてはならない。
【０００９】 さらにもう一つの好適な変形例では、制御部が、割出しに従って処理ステーシ
ョンに沿ってロボットアームを移動するよう構成される。ここでは、複数の処理
ステーションを、もっと簡単な、例えば単一の処理ステーションで置き換えるこ
とも可能である。そのため、例えば、このリードフレームを割出しに従って移送
して単一の検査センサーを超えさせることにより、単一の検査センサーだけを設
けた処理ステーションの中でリードフレーム内の穴の複雑なパターンを検査する
ことなども可能である。
【００１０】 制御部の更なる自動化については、処理対象の製品によって、ロボットアーム
には、部品データの検出のためのセンサーを設けることができる。この目的のた
め、バーコード読取装置などを利用することもできる。また、この装置で読み取
れる識別コードを使って電子部品を供給位置に配置することのできる製品キャリ
アを設けることも可能である。
【００１１】 本装置のもうひとつの変形例では、ロボットアームの係合手段に、一定間隔に
配置された複数のグリッパーが設けられている。これらのグリッパーは、標準化
された間隔で配置することができる。特に、片側に各ゲートを備えた電子部品の
単一のストリップが、少なくとも製品設計で考慮される標準中間距離がこの目的
で設定されている場合は、形式にかかわらず係合することができる。
【００１２】 上記の通り、供給／排出ポジションは電子部品用の製品キャリアを受けるよう
構成することができる。電子部品は次にロボットアームによって製品キャリアか
ら取り出されて処理されるが、電子部品を帯した製品キャリアがロボットアーム
によって処理ステーションに供給されることも考えられる。
【００１３】 この装置は更に、処理ステーションが必要に応じて追加または取り外しができ
るように、モジュラー構造を与えるのが好ましい。こうすることで、製造数量が
増大すれば、いくつかの処理ステーションを追加できるようになる。
【００１４】 上記の装置のうち、これらの装置のロボットアームが少なくとも部分的に重な
り合う動作領域を有するものを少なくとも２台組み合わせることができる。また
、ここでは、２台のロボットアームで少なくとも１つの処理ステーションに対応
することができる。各装置のこのようなアセンブリは空間をほとんど必要とせず
、非常にフレキシブルに使用できる。
【００１５】 本発明はまた、供給ポジションにある電子部品をロボットアームで係合し、電
子部品の処理用の少なくとも２台の処理ステーションをロボットアームとともに
通過し、次に処理された電子部品を排出ポジションに移動することによって、半
導体製品などの電子部品を処理する方法を提供する。本方法の好適な実施形態で
は、いろいろな電子部品が様々な経路指定を有するロボットアームにより各処理
ステーションに沿って搬送される。この方法の利点は、本発明による装置に関し
てすでに説明されている。最も重要な利点は、処理ステーションの稼働率の改善
と、処理対象の電子部品の組み合わせの柔軟性と、処理ステーションの簡素化で
ある。
【００１６】 本方法の特に好適な用途においては、電子部品または電子部品用の製品キャリ
アに、各処理ステーションに沿った関連部品の経路を決定する際の基本となる識
別情報が提供される。この方法では、処理対象の製品によって作動される、ロボ
ットアームと少なくとも２台の処理ステーションの自動制御が実現できる。中央
生産計画なしでこのような制御が可能となるため、生産ライン全体のリンク自動
化は不要になる。つまり、ローカルユニットは、電子部品と一緒に送られる情報
に基づいて制御されるのである。
【００１７】 本発明に基づく本方法のさらにもうひとつの好適な用途では、係合手段を有す
るロボットアームが、係合手段により封入成型材料部品を制御された間隔でピッ
クアップするために少なくとも１つの封入成型材料の送出点に沿って制御下で搬
送される。ここで、係合手段によってピックアップされた封入成型材料部品は、
処理に適した構成で封入成型装置内に配置できる。この好適な用途の利点は、本
発明による装置に関してすでに説明した。
【００１８】 この方法のさらにもうひとつの好適な用途では、電子部品が少なくとも２つの
封入成型装置に沿って搬送されて複数の段階で電子部品の封入成型が行われる。
複数の段階での電子部品の封入成型は現時点では知られていないが、これまで製
造が不可能であった製品の製造を可能にするか、あるいはこれまでよりも精度の
高い製品の製造を可能にする。ここで特に予期すべき製品は、ハウジング部分を
プレート状キャリアの２つの側面上で成型しなければならない半導体である。ハ
ウジングの両側面は、本発明による装置と方法により、装置または方法の複雑性
を大きく高めることなく、２回の別々の製造工程で製造が可能である。電子部品
のカプセルを少なくとも２つの別の封入操作で製造することはまた、本用途の独
立部分を形成する。
【００１９】 本発明は、次の図に示す非制限的な実施形態について更に明らかにされる。
【００２０】 図１Ａは、プレス機３が２台据え付けられたフレーム２を有する装置１である
。プレス機３はそれぞれ、互いに対して移動可能でかつその間に封入成型する電
子部品を挟めるようになった２分割された金型４を備えている。またフレーム２
に組み付けられているのは、グリッパーヘッド６をその自由端に設けたロボット
アーム５である。プレス機３は、グリッパーヘッド６を使って電子部品が２分割
された金型４の間に配置できるか、あるいは２分割された金型４から取りはずせ
るように、ロボットアーム５に対して配置される。
【００２１】 図１Ｂは、装置１の平面図であり、これはフレーム２の中に、装置１に電子部
品を供給しまた装置１から電子部品を排出するための十分な空間が利用可能であ
ることを示している。この目的のため、電子部品がポジション７でピックアップ
またはレイオフできるよう、ロボットアーム５の到達範囲内にある供給／排出ポ
ジション７がフレーム２の中に定義される。プレス機３に加え、他の多くの処理
ステーションもフレーム２に組み合わせることができる。また、製品関連のグリ
ッパーを必要とする製品が装置１で処理できるように、グリッパーヘッド６が自
動的に交換できる保管コンテナもフレーム２の中に収容できる。
【００２２】 図２は、グリッパーヘッド１１を有するロボットアーム１０の動作範囲が破線
９で示された代替実施形態による装置８の平面図である。図で示された位置では
、グリッパーアーム１１を有するロボットアーム１０は、この図で概略だけを示
したプレス機３のうちの１台の中にある。プレス機３の間の中間位置には、単一
装填位置１３を有するペレット供給装置１２が配置される。グリッパーヘッド１
１に複数の隣接して配置されたペレットの装填では、グリッパーヘッド１１が、
破線で示したグリッパーヘッド１１’によって示されるように、割出しに従って
装填位置１３より下に、停止／スタートの動きで移動する必要がある。プレス機
３にはこのようにして、ロボットアーム１０でペレットを装填することができる
。
【００２３】 ロボットアーム１０が対応する他の処理ステーションは、プレス機１３で処理
する電子部品を所望の温度にする余熱ステーション１４と、封入成型した電子部
品を関連ゲートから放出するいわゆる「ディゲータ」１４とである。ディゲータ
１５を動作させるときのグリッパーヘッド１１の状態は、破線で示されたグリッ
パーヘッド１１”によって示されている。
【００２４】 処理対象の電子部品の供給については、破線で示されたグリッパーヘッド１１
”によって図示されているようにグリッパーヘッド１１にアクセスしやすい供給
ステーション１６が提供される。供給ステーション１６同様に、破線で示された
グリッパーヘッド１１””によって示された、グリッパーヘッド１１にアクセス
しやすい排出ステーション１７も提供される。供給ステーション１６と排出ステ
ーション１７も単一の位置で組み合わせることができること、および／または電
子部品の供給が本出願人によって開発された汎用搬送システムによって行われる
ことが強調される。
【００２５】 本発明はいくつかの実施形態に関してのみ説明されているが、本発明が説明お
よび図示された実施形態に決して限定されるものではないことは万人に明らかで
あろう。それどころか、当業者にとっては本発明の範囲内でさらに多くの変形例
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 本発明による実施形態の概略透視図である。
【図１Ｂ】 図１Ａに示す装置の平面図である。
【図２】 本発明による装置の代替実施形態の平面図である。

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 −少なくとも２台の処理ステーション（３、１２、１４、１
    ５）と、 −電子部品用の少なくとも１つの供給／排出ポジション（７、１６、１７）と
    、 −前記電子部品を係合して前記供給／排出ポジション（７、１６、１７）と前
    記処理ステーション（３）との間で電子部品を移動するための係合手段（６、１
    １）を有するロボットアーム（５、１０）と、 −前記ロボットアーム（５、１０）と前記処理ステーション（３、１２、１４
    、１５）とを作動させるための制御部と、 を備える、半導体製品などの電子部品を処理するための装置（１、８）であって
    、 前記処理ステーション（３、１２、１４、１５）が金型内の封入成型材料で電
    子部品を封入する少なくとも１つの封入成型ステーション（３）を備え、前記装
    置（１、８）が封入成型材料用の少なくとも１つの供給ポジション（１３）を備
    え、係合手段（６、１１）を有するロボットアーム（５、１０）が、さらに前記
    供給ポジション（１３）から前記封入成型ステーション（３）へ封入成型材料を
    移動させるように構成されていることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 係合手段（６、１１）を有する前記ロボットアーム（５、１
    ０）が制御された間隔で封入成型材料部品をピックアップするように構成されて
    いる、請求項１に記載の装置（１、８）。
  3. 【請求項３】 前記処理ステーション（３、１２、１４、１５）と、電子部
    品用の前記供給／排出ポジション（７、１６、１７）と、前記ロボットアーム（
    ５、１０）とが共通フレーム（２）に組み合わせられる、請求項１または２に記
    載の装置（１、８）。
  4. 【請求項４】 前記処理ステーション（３、１２、１４、１５）のうちの少
    なくとも１つが、供給、検出、余熱、ペレット装填、ゲート除去または排出の各
    ステーションである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置（１、８）。
  5. 【請求項５】 前記装置（１、８）が、ロボットアーム（５、１０）に連結
    された前記係合手段（６、１１）を自動的に交換するための交換ステーションを
    備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置（１、８）。
  6. 【請求項６】 前記制御部が処理ステーション（３、１２、１４、１５）に
    沿って割出しに従ってロボットアーム（５、１０）を移動するように構成されて
    いる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置（１、８）。
  7. 【請求項７】 前記ロボットアーム（５、１０）に部品データを検出するた
    めのセンサーが設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置（１
    、８）。
  8. 【請求項８】 前記ロボットアーム（５、１０）の前記係合手段（６、１１
    ）に一定間隔で複数のグリッパーが設けられている、請求項１〜７のいずれか１
    項に記載の装置（１、８）。
  9. 【請求項９】 前記グリッパーが標準化された間隔を空けて配置されている
    、請求項８に記載の装置（１、８）。
  10. 【請求項１０】 電子部品用の前記供給／排出ポジション（７、１６、１７
    ）が、電子部品の製品キャリアを受けるように構成されている、請求項１〜９の
    いずれか１項に記載の装置（１、８）。
  11. 【請求項１１】 処理ステーション（３、１２、１４、１５）が必要に応じ
    て追加または除去できるように前記装置（１、８）にモジュラー構造が与えられ
    ている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置（１、８）。
  12. 【請求項１２】 前記装置（１、８）の前記ロボットアーム（５、１０）が
    少なくとも部分的に重複する動作領域を有する、請求項１〜１１のいずれかに記
    載の少なくとも２台の装置（１、８）のアセンブリ。
  13. 【請求項１３】 少なくとも１つの処理ステーション（３、１２、１４、１
    ５）が２台のロボットアーム（５、１０）で対応できる、請求項１２に記載のア
    センブリ。
  14. 【請求項１４】 ロボットアーム（５、１０）によって電子部品用の供給ポ
    ジション（７、１６、１７）で電子部品を係合し、該電子部品を処理するために
    前記ロボットアーム（５、１０）とともに少なくとも２つの処理ステーション（
    ３、１２、１４、１５）に沿って通過し、続いて前記電子部品を電子部品用の排
    出ポジション（７、１６、１７）に移動することによって、半導体製品などの電
    子部品を処理するための方法。
  15. 【請求項１５】 異なる電子部品が、前記ロボットアーム（５、１０）によ
    って処理ステーション（３、１２、１４、１５）に沿って様々な経路で搬送され
    る、請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記電子部品または前記電子部品の製品キャリアに、前記
    処理ステーション（３、１２、１４、１５）に沿って関連部品の経路を決定する
    際の基本となる識別情報が提供される、請求項１４または１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 係合手段（６、１１）を有するロボットアーム（５、１０
    ）が封入成型材料の少なくとも１つの送出点に沿って制御下で搬送されて、前記
    係合手段（６、１１）によって制御された間隔で封入成型材料部品をピックアッ
    プする、請求項１４〜１６のいずれかに記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記係合手段（６、１１）でピックアップされた前記封入
    成型材料部品が処理に適した形状で封入成型装置（３）に配置される、請求項１
    ７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記電子部品が前記電子部品を複数の段階で封入成型する
    ための少なくとも２台の封入成型装置（３）に沿って搬送される、請求項１４〜
    １８のいずれかに記載の方法。
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