(57)【要約】【課題】リッドに反りがあっても、吸着ノズルでリッドを安定して吸着し、リッドを容器に確実に載置するリッド搬送用の吸着ノズルを提供する。【解決手段】リッドを真空吸着して容器の開口部に載置するための吸着ノズルであって、このノズル１の中心軸Ｌに沿って形成された中心空洞３と、このノズルの先端部に形成された吸着面２と、前記中心空洞３に連通し前記吸着面２と略平行方向に形成された連結空洞５、６と、連結空洞６に連通し前記吸着面２に開口する複数の吸着孔７とを有し、これら吸着孔７は前記吸着面２の周縁部近傍に開口していることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を容器に収容しリッドで該容器の開口部を塞いで気密封止する際に、リッドを真空吸着して該容器の開口部に載置するための吸着ノズルであって、このノズルの中心軸に沿って形成された中心空洞と、このノズルの先端部に形成された吸着面と、前記中心空洞に連通し前記吸着面と略平行方向に形成された連結空洞と、この連結空洞に連通し前記吸着面に開口する複数の吸着孔とを有し、これら吸着孔は前記吸着面の周縁部近傍に開口していることを特徴とする吸着ノズル。
【請求項２】
前記吸着面は、その周縁部近傍に設けた前記吸着孔の開口と前記中心空洞の吸着面への開口を塞ぐ塞ぎ部とを除き、１平面をなしていることを特徴とする請求項１に記載の吸着ノズル。
【請求項３】
前記連結空洞は前記中心空洞に連通する第１の連結空洞と、この第１の連結空洞に連通する一対の第２の連結空洞からなり、前記吸着孔は一端が第２の連結空洞に連通し、他端が前記吸着面に開口していることを特長とする請求項１又は２のいずれかに記載の吸着ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体や光応用デバイス等の電子部品を気密封止する際、リッド（蓋体）をリッド供給ステージからピックアップして搬送し、封止容器の開口部に載置する等、リッドを真空吸着によりハンドリングするための吸着ノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にシーム溶接機等の封止装置では、図３で示すように電子部品５１を容器５２の内部に収容して封止する際、リッド５３を供給ステージ５４から容器５２の開口部まで吸着ノズル５５で真空吸着しながら搬送する。そして、このとき使用される一般的な吸着システムを図４に基づいて説明する。図４は前記吸着システムの構成を示す模式図である。図４において５６は制御部、５７は真空ポンプ、５８は真空ポンプ５７から吸着ノズル５５まで連通するナイロンホース等の管状部材であり、この管状部材５８には真空ポンプ５７側に電磁弁５９が、吸着ノズル５５側には吸着センサ６０が直列的に介在している。
【０００３】
まず制御部５６は、真空ポンプ５７に指令を発し管状部材５８に負圧を発生させる。通常真空ポンプ５７は、この吸着システムを実装した装置が稼働中であれば、常時負圧を発生させる状態となっている。またこの時点で電磁弁５９は、制御部５６の指令により閉じた状態になっており、吸着ノズル５５には負圧が伝達されていない。したがって、吸着センサ６０は制御部５６に対して概ねゼロの出力値（圧力変動値）を示している。
【０００４】
次に吸着ノズル５５がリッド５３をピックアップするための所定の位置に移動しリッド５３に当接すると、制御部５６の指令により電磁弁５９が開き、真空ポンプ５７によって発生した負圧が吸着ノズル５５まで到達し、リッド５３を吸着する。これにより吸着センサ６０は負圧を感知し、出力値である圧力変動値を例えばゼロから−１５ｋＰａに変化させる。この圧力変動値を取得した制御部５６は、あらかじめ閾値として例えば−１０ｋＰａを記憶している。制御部５６は両者を比較した結果、取得した圧力変動値が閾値よりも上回っていれば（取得した圧力の絶対値が閾値よりも下回っていれば）正常な吸着状態であると判断し、吸着ツール５５を容器５２に向かって移動させる。
【０００５】
また、吸着ノズル５５がリッド５３を吸着して持ち上げるのに十分な圧力変動値が−７ｋＰａであるとしても、真空ポンプ５７の出力変動、あるいは吸着ノズル５５が移動する際にリッド５３に加わる振動・衝撃を考慮しなければならない。したがって、ここではマージンを考慮し、閾値を−１０ｋＰａとしている。そして、吸着ノズル５５は図５のような構造が一般的に採用されている。図５（ａ）は吸着ノズル５５の側面図、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＸ−Ｘ矢視図（吸着面５５Ａの正面図）である。図５において５５Ａは吸着面、５５Ｂは吸着面５５Ａに凹設されたザグリ面、５５Ｃは吸着ノズル５５の中心軸に沿って形成された貫通孔である。ここで、ザグリ面５５Ｂは貫通孔５５Ｃ内の負圧を被吸着物であるリッド５３の、より広い面積に作用させるために凹設されたものである。
【０００６】
しかしながら実際のリッドは平面度の高いものばかりではなく、反りのあるものが多く存在する。特に図６で示すような光素子用の窓付きリッド６１ではこの現象が顕著である。図６において、図６（ａ）はリッド６１の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＹ−Ｙ矢視図（板の端面方向から見た図）である。この窓付きリッド６１はコバール等の金属板６１Ａの中央開口部にサファイヤ等の透光板６１Ｂが固設されている。このように膨張係数の異なるものが熱処理を経て固設された場合、常温に戻ったときの反りを避けることは非常に困難である。また、窓付きリッドでない場合でも、板材からの打ち抜き時あるいは温度変化を伴う表面処理時に内部応力が発生し、この影響で反りが発生することがある。
【０００７】
ここで、図５で示した従来の吸着ノズル５５および図４で示した吸着システムを用いて、反りのあるリッド６１を吸着する状態を図７に基づいて説明する。図７（ａ）は供給ステージ６２に載置されたリッド６１に吸着ノズル５５が当接し、電磁弁５９が開いて吸着を開始した状態である。ここで、吸着ノズル５５は前記当接の際に矢印ア方向の押圧力を発生させているので、リッド６１の反り量が減少し、吸着センサ６０の圧力変動の閾値、例えば−１０ｋＰａを上回る（閾値の圧力絶対値を下回る）。
【０００８】
この圧力変動値を取得した制御部５６は、吸着が正常に行われたと判断し、吸着ノズル５５を図７（ｂ）で示すように矢印イの方向に上昇させる。この時点で前記矢印ア方向の押圧力が消滅するのでリッド６１の反りは増大する。これに伴い隙間６３の面積も増大し、エアのリーク量も増大する。その結果負圧力が減少し、吸着センサ６０が示す圧力変動値が例えば−７ｋＰａ前後になることが考えられる。そしてこの状態で吸着ノズル５５の容器５２方向への移動が続行されると、その間に真空ポンプ５７の出力が変動したり吸着ノズル５５の振動が作用して、リッド６１の脱落や位置ずれの危険性が高まる。これらがもし発生すれば封止作業にとって致命的な不具合となる。もちろん制御部５６が吸着センサ６０の出力の変動（負圧力の減少）を感知して吸着ノズル５５の移動を停止してもよいが、これによっても一連の封止作業の中断は避けられない。
【０００９】
そこでこの課題に対処する方法として、図８で示すような方法が特許文献１に開示されている。図８（ａ）は吸着ノズル６４の側面図、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＺ−Ｚ矢視図（吸着面６４Ａの正面図）である。この吸着ノズル６４はザグリ面６４Ｂの外側周囲に溝を設け、この溝にＯリング６５を嵌め込んだものである。そしてこのＯリング６５の一部が僅かに吸着面６４Ａから突出するようにし、さらにその突出量を裏面のセットスクリュー６６で微調整できるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平２００３−２４３４２８号公報（第３頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、ここで使用するＯリングは弾性を有するゴム状の素材であることが必要なため、リッドとの接触による塵埃の発生、経年変化による劣化等が避けられず、またリッドに押圧されたときにはその弾性で変形することから、搭載精度を目標値である５０μｍ程度に維持するのが困難であった。そこで本発明は、弾性部材を使用せずにリッドの反りに対応し、確実にリッドをハンドリングする吸着ノズルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は第１の態様として、電子部品を容器に収容しリッドで該容器の開口部を塞いで気密封止する際に、リッドを真空吸着して該容器の開口部に載置するための吸着ノズルであって、このノズルの中心軸に沿って形成された中心空洞と、このノズルの先端部に形成された吸着面と、前記中心空洞に連通し前記吸着面と略平行方向に形成された連結空洞と、この連結空洞に連通し前記吸着面に開口する複数の吸着孔とを有し、これら吸着孔は前記吸着面の周縁部近傍に開口していることを特徴とする吸着ノズルを提供するものである。
【００１３】
また本発明は第２の態様として、前記吸着面は、その周縁部近傍に設けた前記吸着孔の開口と前記中心空洞の吸着面への開口を塞ぐ塞ぎ部とを除き、１平面をなしていることを特徴とする第１の態様として記載の吸着ノズルを提供するものである。
【００１４】
さらに本発明は第３の態様として、前記連結空洞は前記中心空洞に連通する第１の連結空洞と、この第１の連結空洞に連通する一対の第２の連結空洞からなり、前記吸着孔は一端が第２の連結空洞に連通し、他端が前記吸着面に開口していることを特長とする第１又は２のいずれかの態様として記載の吸着ノズルを提供するものである
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の態様によれば、リッドの反りによって大きく隙間ができるリッドの中心部近傍には吸着孔の開口部を設けず、隙間が比較的小さいリッドの周縁部近傍に複数の吸着孔を設けたので、リークして吸着孔に進入する空気の量が少ない。したがって、吸着力の安定が得られることに加え、吸着センサの出力から判断される吸着、非吸着の判定も安定する。
【００１６】
本発明の第２の態様によれば、吸着面にリッドの面積に近い大きな凹所を設けないので、開口部へ空気が進入する隙間は吸着面の周縁部近傍に設けられた複数の開口部の周縁だけとなり、安定した吸着力が得られる。
【００１７】
本発明の第３の態様によれば、第１および第２の連結空洞を配置して中心空洞から吸着孔へと空洞を連通させることができるので、吸着面の周縁部近傍のみに容易に吸着孔を開口させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態を示す吸着ノズルの側面図および底面図
【図２】本発明の実施形態を示す吸着ノズルの斜視図
【図３】従来のリッドの吸着動作を示す斜視図
【図４】従来のリッドの吸着システムを示す模式図
【図５】従来の吸着ノズルを示す側面図および底面図
【図６】従来のリッドの一例を示す平面図および側面図
【図７】リッドの吸着動作を示す側面図
【図８】他の従来の吸着ノズルを示す側面図および底面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、添付図面を参照して本発明に係る吸着ノズルの実施形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る吸着ノズルを示しており、図１（ａ）は吸着ノズル１の側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＮ−Ｎ矢視図（吸着面２の正面図）である。ここで符号１は吸着ノズル、２は吸着面であり、このノズルの中心軸Ｌに沿って中心空洞３が形成されている。そしてこの中心空洞３の下端３Ａはセットスクリュー４によってその開口部を塞がれ、空気の流通が阻止されている。また、図１（ａ）（ｂ）で符号５が付された部分は吸着面２に対して平行に設けられた第１の連結空洞である。この第１の連結空洞５はその中央部が中心空洞３と連通しており、その両端の開口部５Ａ、５Ｂはセットスクリュー４によって塞がれ、空気の流通が阻止されている。
【００２０】
さらに図１（ｂ）で符号６が付された部分は第２の連結空洞であり、吸着面２に対して平行に、且つ中心空洞３を挟んで互いに平行に一対設けられた空洞である。また。夫々の第２の連結空洞６は、その中央部が第１の連結空洞５と連通しており、その両端の開口部６Ａ、６Ｂはセットスクリュー４によって塞がれ、空気の流通が阻止されている。そして図１（ａ）で符号７が付された部分は吸着孔であり、一端は第２の連結空洞の両端近傍に連通し、他端は図１（ｂ）に示すように吸着面２に開口した４箇所の開口部７Ａとなっている。
【００２１】
図１で示すように吸着面２は４隅の開口部７Ａと中心空洞の塞ぎ部である３Ａ（セットスクリュー４の表面が吸着面２よりも僅かに凹所となっている）の部分を除き１平面をなしている。したがって、本発明の実施形態である吸着ノズルを斜視図で描いた図２で示すように、リッド６１の反りによって吸着面２に対して最も隙間が大きくなる部分Ｍの間隔が例えば１００μｍであった場合、実施例の開口部７Ａの開口端での隙間は最大部が５１μｍとなる。そしてこの場合最大間隔Ｍの部分の隙間面積は反対側と２箇所合わせて３．７５平方ｍｍ、開口部７Ａ周囲の隙間面積は４箇所合わせて１．２０平方ｍｍとなる。
【００２２】
このような隙間面積の差から、従来では吸着ノズルがリッドを吸着しているとき、吸着センサが示す値は−１５ｋＰａ程度であったのに対し、実施例の吸着ノズルが同様な条件でリッドを吸着しているときの吸着センサが示す値は−３０ｋＰａにまでなった。これにより閾値の−１０ｋＰａとあまり差がなく、吸着しているか否かの判定が不安定であった従来に比して、安定して判定が行なわれると共に吸着力自体も安定するので、リッドを容器に載置する工程の安定性が向上し、歩留りも向上する。
【符号の説明】
【００２３】
１  吸着ノズル
２  吸着面
３  中心空洞
４  セットスクリュー
５  第１の連結空洞
６  第２の連結空洞
７  吸着孔
７Ａ  開口部
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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