(57)【要約】【課題】基板搭載時に望まない回転または上昇成分を完全にまたは少なくとも部分的には維持するキャリアのための係合型治工具を提供すること。【解決手段】加工対象物に係合する治工具は、弾性材料から一体構造として形成された本体及びバネを有する。少なくとも３つの変形可能腕部は、可動往復移動部を本体に接続し、腕部は、本体に対する往復移動部の移動を抑制できるように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物と係合するための治工具であって、当該治工具が、弾性材料から一体構造として形成された本体及びバネセクションを備え、
前記バネセクションが、
往復移動部と、
それぞれが前記往復移動部を前記本体に接続する少なくとも３つの変形可能腕部と、
を備え、
当該治工具が、使用時に加工対象物と係合するために前記往復移動部によって支えられた係合部材をさらに備え、
前記腕部が、前記本体に対する前記往復移動部の移動を抑制できるように構成されていることを特徴とする治工具。
【請求項２】
前記バネセクションが、４つの前記変形可能腕部を備えることを特徴とする請求項１に記載の治工具。
【請求項３】
前記変形可能腕部が、細長く、前記変形可能腕部の主軸が、平行に配列されており、前記往復移動部の移動を前記腕部軸に直交しかつ前記腕部軸を含む平面に平行な移動軸に沿う平行移動に抑制することを特徴とする請求項１または２に記載の治工具。
【請求項４】
前記変形可能腕部のうちの少なくとも２つが、前記移動軸に沿って間隔をあけており、前記変形可能腕部のうちの少なくとも２つが、前記腕部軸と平行な方向で間隔をあけていることを特徴とする請求項３に記載の治工具。
【請求項５】
前記係合部材が、前記往復移動部に搭載されたピンを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の治工具。
【請求項６】
前記係合部材が、前記加工対象物の側部と係合するための前記往復移動部の表面を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の治工具。
【請求項７】
少なくとも１つの加工対象物を支えるためのキャリアであって、
請求項１から６のいずれか１項に記載の治工具を備えることを特徴とするキャリア。
【請求項８】
前記治工具が、当該キャリアに取り付けられていることを特徴とする請求項７に記載のキャリア。
【請求項９】
当該キャリア、前記本体及び前記バネセクションが、一体構造として形成されていることを特徴とする請求項７に記載のキャリア。
【請求項１０】
加工対象物と各別に係合するために複数の治工具を備えることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載のキャリア。
【請求項１１】
個別の加工対象物を各別に収容するための複数のフレームを備え、
前記フレームそれぞれが、前記治工具によって各別に少なくとも部分的に画成されていることを特徴とする請求項１０に記載のキャリア。
【請求項１２】
前記治工具それぞれが、同じ方向付けで位置合わせされており、
当該キャリアが、前記治工具それぞれの前記往復移動部と協働して係合している作動プレートを備え、それにより、開放方向での前記作動プレートの移動により、前記治工具それぞれの前記往復移動部、ひいては前記係合部材が、前記本体に対して各別に移動させられ、前記フレームを各別に広げることを特徴とする請求項１１に記載のキャリア。
【請求項１３】
前記作動プレートを前記開放方向で移動させるためのアクチュエータを備えることを特徴とする請求項１２に記載のキャリア。
【請求項１４】
前記アクチュエータが、カムネジを備えることを特徴とする請求項１３に記載のキャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、治工具及びキャリアに関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷処理または機械加工処理のような処理のために、例えば半導体基板、ウエハ、回路基板など、加工対象物を固定するために使用される様々な技術がある。例えば、真空クランプは、信頼性があり制御可能であるため、広く使用されている。しかしながら、真空クランプが技術的に適切でないまたはコスト的に適切でない様々な状況がある。強固な固定システムは、バネ付きキャリアを使用しており、このバネ付きキャリアは、加工対象物を支えて治工具を有し、弾性的な機械的クランプをもたらす。このようなキャリアについての好ましい選択肢は、バネ腕部をプラスチック体または他の硬質であるが弾性変形可能な材料体へ機械加工することによって（すなわち、工作機械を用いることによって）治工具を設け、加工対象物の少なくとも一部分を本体に取り付け、加工対象物の別の部分をバネ腕部に取り付けた状態で、本体で加工対象物を支持する。このような取り付けは、例えば、キャリア体及び腕部双方に突出ピンを設けることを必要とし、これらピンは、加工対象物に形成された対応する穴部に係合する。重要なことは、一群の加工対象物において製造バラツキに対応するために、かつ、加工対象物の熱膨張及び収縮を可能とするために、バネ付きシステムを使用すること、である。
【０００３】
一例にかかる公知のバネ付きキャリア１は、図１Ａにおいて上方から、図１Ｂにおいて側方から、図１Ｃにおいて端部から、概略的に示されており、この例において、細長い回路基板２を搭載するためのものである。実際には、キャリア１及び基板２は、図示よりも何倍も長くなり得る。キャリア１は、治工具を有し、この治工具は、バネ脚部３、この例において、キャリア１のプラスチック材料を機械加工することによってキャリアの第１端部に形成された「Ｌ字状」脚部を有する。機械加工処理は、脚部３の周りに間隙４を形成し、この間隙により、脚部は、キャリア１の残りの部分に対して移動することが可能となる。突出ピン５は、基板２の端部において対応する穴部と係合するために、脚部３の遠位端部に位置している。基板２の他端部は、同様に、キャリア１の他の、第２端部においてピン６と係合している。キャリア１のプラスチック材料は、弾性を有しており、そのため、脚部３は、バネとして機能し、基板２の長さに平行な方向Ａにおける意図した移動を可能とする一方で、図示した中立位置に向かう付勢力を供給する。
【０００４】
しかしながら、このようなキャリアは、関連する問題を有する。特に、脚部３は、捻れを受けて、キャリアの平面にある方向Ｂにおいて回転する。これにより、ピン５、ひいては基板２は、方向Ａに垂直な望まない移動成分を有して、主軸から離間させられる。これは、正確な後続の処理を確実にするための追加の測定を必要とし得、これは、処理時間及び設備コストを追加し得る。
【０００５】
また、ピン５を通して脚部３に加えられた力により、脚部は、キャリア１の平面から離れるように曲げさせられ得、そのため、キャリア１の上面は、もはや完全には水平ではない。例えば、基板２が冷却し、従って収縮する場合、収縮により、脚部３の自由端部は、上昇させられる、すなわち、脚部３の主要長さと平行なかつ方向Ａに対して直交する回転軸回りの方向Ｃで回転する。これにより、基板２は、キャリア１から離れるように上昇させられ、後続処理中に著しい問題を引き起こし得る。同様に、基板２の熱膨張により、脚部３の自由端部は、下方に回転させられ得、基板２に応力をかける。さらに、いくつかの状況において可能であることは、脚部３は、方向Ａに平行な軸回りの方向Ｄで回転させられ得る、ことである。
【０００６】
このような問題は、図１Ａから図１Ｃの比較的簡素なキャリア１よりももっと複雑なキャリアで悪化され得る。例えば、キャリアが複数の基板を搭載してアレイ状に位置合わせすることを意図する場合において、異なる基板間の様々な量の回転により、位置合わせ誤差を引き起こし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、これら問題を回避し、基板搭載時に望まない回転または上昇成分を完全にまたは少なくとも部分的には維持するキャリアのための係合型治工具を提供することを探求する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、この目的は、本体ブロックへ機械加工され得る改良型バネセクションによって達成され、このバネセクションは、複数バネ機構を採用することによって、回転を含む望まない移動を防止する。
【０００９】
本発明の第１態様によれば、加工対象物と係合するための治工具が提供され、治工具は、弾性材料から一体構造として形成された本体及びバネセクションを備え、バネセクションは、
往復移動部と、
それぞれが往復移動部を本体に接続する少なくとも３つの変形可能腕部と、
を備え、
治工具は、往復移動部によって支えられ、使用時に加工対象物と係合するための係合部材をさらに備え、
腕部は、本体に対する往復移動部の移動を抑制できるように構成されている。
【００１０】
本発明の第２態様によれば、少なくとも１つの加工対象物を支えるためのキャリアが提供され、このキャリアは、第１態様による治工具を備える。
【００１１】
本発明の他の具体的な態様及び特徴は、添付の特許請求の範囲に設定されている。
【００１２】
明確性及び一貫性を目的として、本明細書及び特許請求の範囲にわたって使用されるような以下の用語は、以下のように解釈されるべきである。
「一体的」は、単一の当初の材料の塊から一体化して形成されていることを意味するように使用されている。
「治工具」は、加工対象物を作業位置に支持し、支えかつ／または抑制するように構成された設備または器具を意味するように使用されている。
「加工対象物」は、特に、限定しないが、半導体基板、ウエハ及び回路基板を含むほぼ平坦な基板を意味するように使用されている。
【００１３】
ここで、添付の図面（縮尺通りではない）を参照して本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】公知のバネ付きキャリアを示す（Ａ）は上方からの概略図、（Ｂ）は側方からの概略図、（Ｃ）は端部からの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる治工具を有するキャリアを示す上方からの概略図である。
【図３】変位構成にある、本発明の一実施形態にかかる治工具を示す上方からの概略図である。
【図４】本発明のさらなる実施形態にかかる治工具を有するキャリアを示す上方からの概略図である。
【図５】本発明のさらなる実施形態にかかる単離したパレット状キャリアを示す斜視概略図である。
【図６】図５のキャリアの上面を示す拡大斜視概略図である。
【図７】図５のキャリアの下方を示す斜視概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態にかかる治工具１１を有する細長いキャリア１０を上方から概略的に示す。このタイプのキャリア１０は、図１に示すキャリア１と同様の用途を有しており、すなわち、細長い基板（図示略）をしっかりと支える。キャリア１０は、寸法通り示されておらず、例えば、図示よりもずっと長くなり得る。キャリア１０は、例えば硬質プラスチック材料のような硬質材料から形成されており、十分に一定な厚さ（紙面内への方向）の矩形状スラブの基本形状を有する。この実施形態において、治工具１１は、別個の品目として設けられており、この治工具は、キャリア１０の一端部においてキャリア１０の開口部１２内に位置する。当業者が良好に理解するように、例えばネジ、接着剤、クリップ、クランプなどの様々な固定手段（図示略）は、治工具１１をキャリア１０に固定するために使用され得、開口部１２は、使用する固定手段に応じてキャリア１０の厚さの全体または一部を通って延在する。可能であることは、必要に応じて、逆に、治工具１１が任意でキャリア１０内に嵌合され得ること、である。このタイプの設計は、異なる治工具がモジュール形式で必要に応じてキャリア１０に嵌合され得る点で、柔軟性がある。治工具１１は、（図２では図示のように矩形の角部が取り扱いの容易のために若干丸まっているが）ほぼ一定の厚さのほぼ矩形のスラブの基本形状を有し、この厚さは、開口部１２及び治工具を開口部内に固定するために使用される固定手段の深さに応じて、キャリア１０の厚さと同等またはキャリアの厚さより薄いが、治工具１１の上面がキャリア１０の上面と同一平面となるように構成されており、基板を支える均一な平坦面を形成する。
【００１６】
治工具１１は、本体１３及びバネセクションを有し、このバネセクションは、往復移動部１４と少なくとも３つの細長くかつ比較的薄い変形可能腕部とを有し、これら腕部は、往復移動部１４を本体１３に接続する。図示のように、以下で詳述する４つのこのような変形可能腕部１５Ａ〜１５Ｄがある。本体１３及びバネセクションは、プラスチック材料のような硬質であるが弾性を有する材料から一体構造として形成されている。有利には、同じ材料をキャリア１０と治工具の本体及びバネセクションとの双方に使用し得、留意することは、例えば腕部１５Ａ〜１５Ｄそれぞれの厚さにおいてその厚さ以下であると、このような材料が硬質であり変形に対して抵抗を有し得ること、である。バネセクションは、好ましくは、弾性材料の中実なブロックへ機械加工することによって、形成されており、腕部１５Ａ〜１５Ｄ及び往復移動部１４の周囲に移動間隙１６を形成する。図２において、往復移動部１４は、中立状態で示されており、そのため、往復移動部は、付勢力を生成せず、移動間隙１６の幅は、全ての場所においてほぼ一定である。
【００１７】
本明細書では突出ピン１７の形態にある係合部材は、往復移動部の上面に搭載されており、そのため、係合部材は、往復移動部の上面から突出する。同様のピン１８は、キャリア１０の主軸に沿ってピン１７と位置合わせされて、キャリアの遠位端部においてキャリア１０の上面から突出して設けられている。したがって、使用時において、基板の端部それぞれにおいて相補的に寸法付けされた穴部が設けられた基板には、キャリアに位置し、これらピン１７、１８を介して固定され得る。
【００１８】
変形可能腕部１５Ａ〜１５Ｄそれぞれは、細長く、これら主腕部軸（すなわち、腕部それぞれに沿って延びる軸）は、平行に配列されており、腕部軸に直交しかつ腕部軸を含む平面に平行な移動軸に沿う平行移動へ往復移動部１４の移動を制限し、図２では、この移動を「Ｍ」として示す。変形可能腕部のうちの少なくとも２つは、移動軸に沿って間隔をあけており、例えば、腕部１５Ａ及び１５Ｃそれぞれは、図示のように、腕部１５Ｂ及び１５Ｄそれぞれから間隔をあけている。この配置により、腕部軸に平行な軸回りで往復移動部１４が回転することを防止する。さらに、変形可能腕部のうちの少なくとも２つは、腕部軸に平行な方向で間隔をあけており、例えば、腕部１５Ａ及び１５Ｂそれぞれは、図示のように、腕部１５Ｃ及び１５Ｄそれぞれから間隔をあけている。この配置により、治工具１１の平面内での往復移動部１４の望まない移動を防止し、方向Ｍに平行な往復移動部の移動を制限する。
【００１９】
図３は、変位構成にある本発明の一実施形態にかかる治工具１１を上方から概略的に示す。図３に示す治工具１１は、本体１３が矩形状である点を除いて図２の治工具と同じであり、そのため、同様の参照符号を維持する。本明細書において図３に示すように、往復移動部１４は、移動／変位方向Ｍにおいて、この例において図示のように右から左へ、本体１３に対して変位する。わかることは、最大可能変位は、間隙１６の幅によって制限されており、そのため、往復移動部１４が本体１３に当接すると、方向Ｍにおけるさらなる変位は、可能ではない。治工具１１の材料は、弾性変形可能であり、そのため、方向Ｍにおける往復移動部１４の変位は、反対方向の付勢力Ｆを生じ、往復移動部１４を図２に示す中立位置へ戻るように推進させる。もちろん、往復移動部が反対方向へ変位する場合には、結果として生じる付勢力は、同様に、逆方向である。
【００２０】
図４は、本発明のさらなる実施形態にかかる治工具を有するキャリア２０を上方から概略的に示す。この実施形態は、図２の治工具と多くの類似点を有しており、そのため、詳細には説明しない。この実施形態において、キャリア２０は、治工具の本体２３及びバネセクションと共に一体構造として形成されている。この配置は、図２に示す配置のようには柔軟性を有してはいないが、この配置は、製造がより容易であり、ピン２７及び２８の相対配置がより正確である可能性を有する。この実施形態において、バネセクションは、本体２３を往復移動部２４に接続する３つの変形可能腕部２５Ａ〜２５Ｃを有するのみである。腕部２５Ａ及び２５Ｂは、移動軸に沿って間隔をあけており、腕部軸に平行な軸回りに往復移動部２４が回転することを防止する。さらに、腕部２５Ａ及び２５Ｂそれぞれは、腕部軸に平行な方向で腕部２５Ｃから間隔をあけており、治工具の平面内で往復移動部２４の望まない移動を防止する。
【００２１】
単離したパレット状キャリアに関する本発明のさらなる実施形態を図５から図７を参照して説明し、この図５は、単離したパレット状キャリア３０を斜視図で概略的に示しており、図６は、方向Ｐにおけるキャリア３０の上面を拡大斜視図で概略的に示しており、図７は、キャリア３０の下面を斜視図で概略的に示している。
【００２２】
図５から図７に示すような単離したパレット状キャリア３０は、主として、例えば印刷回路基板（ＰＣＢ）を生成するために導電性ペーストもしくはインクで印刷または金属化するような後続の処理のために複数の加工対象物を支持して固定するために使用される。このような処理を用いて、ほぼ必須であることは、単離した加工対象物を同じ相対方向で固定すること、である。図示したキャリア３０は、加工対象物３１を固定することができ、これら加工対象物をキャリア３０に対して基準付け(referencing)して位置合わせを確実にする。大部分のキャリア３０は、例えばプラスチック材料のような硬質であるが弾性変形可能な材料で形成されている。
【００２３】
キャリア３０は、キャリアの上面において、個別の加工対象物３１を画別に収容するためのアレイ状の、本明細書において５×３のアレイ状のフレーム３２を有しており、一の加工対象物３１は、図５において所定位置にあるように示されている。留意することは、キャリア３０が特有の寸法の加工対象物３１または狭い寸法範囲内にある加工対象物のために設計されていること、である。図示のように、フレーム３２は、キャリアの本体にある矩形状凹所を備えており、これら凹所は、特有の矩形状加工対象物が、２つの隣接する辺が凹所のうち少なくとも２つの隣り合う辺に当接する状態で、凹所内に置かれ得るように、寸法付けされている。これは、特に簡素な構成であり、フレームをキャリアと一体に形成することをできるようにする。しかしながら、例えばフレームが上方に突出する壁部または障壁部を備える別の構成は、等しく可能である。フレーム３２それぞれは、加工対象物と各別に係合するために、治工具３３それぞれによって少なくとも部分的に画成されている。図示のように、治工具３３それぞれは、機械加工によってキャリア３０と一体に形成されており、そのため、キャリア３０は、治工具３３それぞれの本体を効率的に構成するが、別の実施形態において、別個に形成されてその後にキャリア３０に固定され得る。治工具３３それぞれは、同じ方向付けで位置合わせされている。特に図６を参照して、治工具３３を以下で詳述する。アクセス開口部３４は、フレーム３２それぞれの角部においてキャリア３０内に形成されており、これら開口部は、キャリア３０内へ十分に深く延在しており、加工対象物３１の内側かつ下方へ工具を挿入でき、必要に応じて上方へこじ開けてしたがって加工対象物をキャリア３０から容易に取り外す。図５では、カムネジ３５がキャリア３０内に収容されていることが同様に視認可能であり、特に図７を参照して、このカムネジの機能を以下で詳細に説明する。
【００２４】
図６は、治工具３３を詳細に示す。治工具３３は、例えば、移動可能な往復移動部３６を４つの変形可能な腕部３７を介してキャリア３０に搭載するなど、図２に示す治工具と多くの類似点を有する。往復移動部３６は、往復移動部の一端部において、係合頭部３８を備え、この係合頭部は、内部直角角部３９を形成する隆起輪郭を有する。図示した中立位置において、直角角部３９は、フレーム３２の境界の若干内側に位置しており、このようにして、フレーム３２を部分的に画成する。このため、係合頭部３８は、使用時に加工対象物３１の辺と係合するために往復移動部３６の表面を備える。図２の治工具と同様に、４つの変形可能な腕部３７は、方向Ｍに沿う往復移動部３６の移動を抑制するように機能する。正確に寸法付けた加工対象物３１をフレーム３２内に挿入すると、加工対象物の角部は、治工具３３の直角角部３９と係合し、往復移動部をそのフレームに対して外方へ押す。往復移動部は、中立位置に向けて戻るように付勢されており、そのため、加工対象物３１は、係合頭部３８とフレーム３２の両面との間で効率的にクランプされる。キャリア３０の治工具３３すべてが同じ方向付けを有しており、フレーム３２がキャリア３０内で位置合わせされているので、加工対象物は、キャリア３０に対して精度よく基準付けされる。
【００２５】
図７は、キャリア３０の下面を示しており、図５と同じ視点から取っているが、キャリア３０は、左右に延在する軸回りにひっくり返されている。作動プレート４０は、固定具４１によってキャリア３０の下面に搭載されている。都合のよいことに、プレート４０は、図示のようにキャリア３０の基部に形成された凹所内に位置し得る、または、キャリア３０の基部の下に位置し得る。作動プレート４０は、固定具４１によってキャリア３０に移動可能に搭載されており、そのため、作動プレートは、作動方向軸Ａに沿ってキャリア３０に対して往復移動し得る。移動ガイド４２は、この軸に沿う作動プレート４０の動きを抑制する。アクチュエータ、本明細書ではカムネジ３５は、作動プレート４０をこの軸に沿って移動するように動作可能である。作動プレート４０は、作動部材４３を各別に介して治工具３３それぞれと協働可能に係合している。このようにして、カムネジ３５の適切な回転によって作動プレート４０を第１の、開放方向で移動させると、往復移動部３６それぞれ、ひいては係合頭部３８それぞれは、キャリア３０に対して移動させられ、フレーム３２それぞれを広げ、そのため、加工対象物３１は、迅速にフレーム３２それぞれ内に配置され得る。そして、カムネジ３５が反対方向で解放されるまたは回転される場合、往復移動部３６は、付勢を受けて反対側の閉塞方向で移動し、したがって、加工対象物を基準付けしてクランプする。
【００２６】
上述した実施形態は、例示的のみであり、本発明の範囲内にある他の可能性及び代替例は、当業者に明らかである。例えば、図２のキャリアを用いて、治工具は、キャリアに対して位置し得る、すなわち、それにより、治工具は、図示の方向付けに対して１８０°回転される。
【００２７】
作動プレートは、図７に示すような単離したパレット状キャリアについて本質的ではない。加工対象物は、例えば、個別に配置され得る、または、他の技術を使用してバネを開放しフレームを広げ得る。
【符号の説明】
【００２８】
１  キャリア
２  基板
３  脚部
４  間隙
５  脚部ピン
６  キャリアピン
１０，２０  キャリア
１１  治工具
１２  開口部
１３，２３  本体
１４，２４  往復移動部
１５Ａ〜１５Ｄ  腕部
１６  移動間隙
１７，２７  往復移動部ピン
１８，２８  キャリアピン
２５Ａ〜２５Ｃ  腕部
３０  単離したパレット状キャリア
３１  加工対象物
３２  フレーム
３３  治工具
３４  アクセス孔部
３５  カムネジ
３６  往復移動部
３７  腕部
３８  係合頭部
３９  直角角部
４０  作動プレート
４１  固定具
４２  移動ガイド
４３  作動部材
Ｍ  移動／変位方向
Ｆ  付勢力
Ｐ  視認方向
Ａ  作動方向軸
Ｂ〜Ｄ  回転方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020202376.tif 000007
【図６】
2020202376.tif 000008
【図７】
2020202376.tif 000009
【外国語明細書】
2020202376000001.pdf