(57)【要約】【課題】調整対象物の角度調整の調整方向や調整量を把握し易い角度調整装置を提供すること。【解決手段】角度調整装置１は、固定部１９と、調整対象物保持部２０と、この調整対象物保持部２０を固定部１９に対して遥動可能に支持する球面軸受け部２１と、この記球面軸受け部２１を支点にして、調整対象物保持部２０を固定部１９に対して接離する方向に変位させる調整手段としての調整ねじ２２とを有し、調整ねじ２２、球面軸受け部２１の回転中心を通る直線上において互いに直交する２方向の各方向ごとに、直交点が中点となる２箇所に配置されていることとする。【選択図】図７
2010147369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、
調整対象物保持部と、
上記調整対象物保持部と上記固定部とを連結する球面軸受け部と、
上記球面軸受け部を支点にして、上記調整対象物保持部を上記固定部に対して接離する方向に移動させることが可能である共に、所定の位置で上記調整対象物保持部の移動を規制する調整手段とを有し、
上記調整手段は、上記球面軸受け部の回転中心を通る直線上において互いに直交する２方向の各方向ごとに、上記直交点が中点となる２箇所に配置されている、
ことを特徴とする角度調整装置。
【請求項２】
請求項１に記載の角度調整装置において、前記調整手段による前記調整対象物保持部に対する移動の規制を解除した状態で、前記調整対象物保持部は、前記球面軸受け部に対して遥動自在な状態で支持されることを特徴とする角度調整装置。
【請求項３】
ボール吸着ヘッドに吸着された複数個のボールをワークに搭載するボール搭載装置において、上記ボール吸着ヘッドを請求項１または２に記載の角度調整装置の前記調整対象物保持部に取り付けたことを特徴とするボール搭載装置。
【請求項４】
請求項３に記載のボール搭載装置において、前記角度調整装置の前記調整手段が配置される前記２方向は、前記ボール搭載装置の正面を基準にして、左右方向および前後方向であることを特徴とするボール搭載装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載のボール搭載装置において、前記調整対象物保持部は、前記球面軸受け部を通り、前記２方向のいずれか一方に平行な軸部を介して前記固定部に支持されていることを特徴とするボール搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角度調整装置およびボール搭載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導電性を有する複数個のボールを基板上に搭載する際に用いるボール搭載装置においては、ボール吸着ヘッドのボール吸着面にボールを吸着し、この吸着したボールを基板上の所定位置に搭載することができる。ボール搭載装置では、基板上へのボールの搭載を、例えば、次のようにして行っている。基板のボールの搭載位置（例えば、電極上）に予めフラックスを塗布しておき、ボール吸着面に吸着したボールがフラックスに接触する位置となるように、基板に対してボール吸着ヘッドを移動する。そして、ボールがフラックスに接触している状態でボールの吸着を解除すると共に、ボール吸着ヘッドを上方に移動すると、ボールは基板の側に残り、基板上の所定位置にボールが搭載されることになる。
【０００３】
このようなボール搭載装置においては、ボール吸着面と基板のボール搭載面とが傾斜している状態でボールの搭載を行った場合には、ボールがフラックスに接触している部分と接触していない部分ができる。フラックスにボールが接触していない部分では、ボール吸着ヘッドを上方に移動する際に、ボールを基板の所定位置に残すことができないという問題が発生することがある。そのため、ボール搭載においては、予め、ボール搭載面と基板のボール搭載面とが平行な状態となるように、ボール吸着ヘッドのボール搭載装置への支持角度の調整を行う必要がある。
【０００４】
かかる角度調整は、ボール吸着ヘッドを、例えば、特許文献１に開示される平行調整機構を介してボール搭載装置に支持し、この平行調整機構によりボール吸着面が基板のボール搭載面に平行になるように、ボール吸着ヘッドのボール搭載装置に対する支持角度を調整している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６８５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示される平行調整機構は、調整対象物の角度調整を、３箇所で行っている。
そのため、調整方向や調整量を把握し難いという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、調整対象物の角度調整の調整方向や調整量を把握し易い角度調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明に係る角度調整装置は、固定部と、調整対象物保持部と、調整対象物保持部と固定部とを連結する球面軸受け部と、球面軸受け部を支点にして、調整対象物保持部を固定部に対して接離する方向に移動させることが可能である共に、所定の位置で上記調整対象物保持部の移動を規制する調整手段とを有し、調整手段は、球面軸受け部の回転中心を通る直線上において互いに直交する２方向の各方向ごとに、直交点が中点となる２箇所に配置されていることとする。
【０００９】
上述の発明に加えて、角度調整装置は、さらに、調整手段による調整対象物保持部に対する移動の規制を解除した状態で、調整対象物保持部が、球面軸受け部に対して遥動自在な状態で支持されることとする。
【００１０】
上述の課題を解決するため、本発明は、ボール吸着ヘッドに吸着された複数個のボールをワークに搭載するボール搭載装置において、ボール吸着ヘッドを、上述の角度調整装置の調整対象物保持部に取り付けることとする。
【００１１】
上述の発明に加えて、角度調整装置の調整手段が配置される２方向は、ボール搭載装置の正面を基準にして、左右方向および前後方向であることとする。
【００１２】
上述の発明に加えて、調整対象物保持部は、球面軸受け部を通り、直交する２方向のいずれか一方に平行な軸部を介して前記固定部に支持されていることとする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、調整対象物の角度調整の調整方向や調整量を把握し易い角度調整装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施の形態）
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１５】
（ボール搭載装置の全体構成）
図１から図３は、本発明に係る角度調整装置１を使用したボール搭載装置２を示す図であり、ボール搭載装置２の主要部の概略構成を示す正面図である。図１から図３に示すＸＬ−ＸＲ方向、ＹＵ−ＹＤ方向、ＺＦ−ＺＢ方向を、それぞれボール搭載装置２の左右方向、上下方向、前後方向として以下の説明を行うこととする。左右方向については、紙面に向かって左側を左方、右側を右方とし、前後方向については、紙面の表面方向を前方、裏面方向を後方とする。図４は、図１に示すボール搭載装置２を右方から見た側面図である。
【００１６】
なお、角度調整装置１は、ボール搭載装置２に使用可能な他、リジット基板とフレキシブルプリント基板等の電子部品同士を接合する熱圧着装置や、加圧面とワーク面との平行度を調整する荷重−変移測定機、あるいは超音波接合装置等、調整対象物の調整対象面を所定面に対して所定の角度に配置するために使用することができる。
【００１７】
ボール搭載装置２は、導電性を有する複数の微小なボールＢを基板Ｐ（図３参照）上の所定位置に搭載することができるように構成されているものである。ボール搭載装置２は、図１に示すように、複数のボールＢをボール吸着ヘッド３に吸着して搬送する吸着搬送部４と、複数のボールＢを吸着搬送部４のボール吸着ヘッド３に供給するボール供給部５を備える。また、ボール搭載装置２は、図３に示すように、ボール吸着ヘッド３に吸着されている複数のボールＢがボール吸着ヘッド３から基板Ｐ上に搭載されるボール搭載部６を備えている。さらに、ボール搭載装置２は、図２に示すように、ボール吸着ヘッド３からボールＢを除去するボール除去部７を備えている。このボール除去部７では、ボール供給部５においてボール吸着ヘッド３にボールＢを適切に吸着することができないいわゆる吸着不良が発生したときや、ボール吸着ヘッド３に吸着されたボールＢの全てがボール搭載部６において基板Ｐ上に搭載されず吸着搬送部４にボールＢが残ってしまういわゆる残留ボール現象が発生したときに、ボール吸着ヘッド３からボールＢの除去が行われる。
【００１８】
ボール搭載装置２は、ボール供給部５、ボール除去部７およびボール搭載部６が、前方から後方に向かって、ボール供給部５、ボール除去部７そしてボール搭載部６の順で配置されている。図１は、吸着搬送部４がボール供給部５の上方に位置している状態を示し、図２は、吸着搬送部４がボール除去部７の上方に位置している状態を示している。そして、図３は、吸着搬送部４がボール搭載部６の上方に位置している状態を示している。
【００１９】
ボールＢは、例えば、半田ボールや金ボール、銀ボール、銅ボール、ニッケルボール等の導電性を有する金属製の微小ボールである。ボールＢの直径は、例えば、５０μｍから５００μｍのものが使用される。また、ボールＢは、上述の金属製のものの他に、例えば、プラスチックやガラス、石英等の絶縁部材からなる絶縁ボールの表面に、半田や金、銀、銅等の導電性材料をコーティングしたものであっても良い。
【００２０】
（吸着搬送部４の構成）
吸着搬送部４は、図１から図４に示すように、ボールＢを吸着するボール吸着ヘッド３と、角度調整装置１と、ボール吸着ヘッド３および角度調整装置１等が取り付けられる本体部８とを備えている。ボール吸着ヘッド３は、角度調整装置１に取り付けられ、角度調整装置１は、ブラケット９，９を介して本体部８に対して取り付けられている。
【００２１】
図５に示すように、ボール吸着ヘッド３の底面は、複数のボールＢをそれぞれ吸着する複数の吸着孔１０が形成されているボール吸着面１１として構成されている。図５は、ボール吸着ヘッド３を下方から見た底面図である。ボール吸着面１１は、左右方向に長辺を配置し、前後方向に短辺を配置する矩形を呈している。ボール吸着ヘッド３の内部は、エアチャンバ（空気室）１２として形成されている。このエアチャンバ１２には、図示を省略する所定の配管を介して同じく図示を省略する吸引ポンプが接続されている。ボール吸着ヘッド３は、吸引ポンプによりエアチャンバ１２内の圧力を負圧（大気圧よりも低い圧力）にされることで、吸着孔１０にボールＢを吸着することができるように構成されている。
【００２２】
基板Ｐ上には、複数のボールＢがそれぞれ搭載され接合される複数の電極Ｅ（図６参照）が形成されている。例えば、基板Ｐ上には、３０００〜５０００個の電極Ｅが、例えば、１００μｍから１０００μｍのピッチで格子状に配列で形成されていて、各電極間のピッチは非常に狭くなっている。吸着孔１０は、基板Ｐ上に形成される電極の配列等に対応するように配列されている。ボールＢが搭載される基板Ｐは多種多様であり、また、基板Ｐ上の電極Ｅの配列も多種多様である。そのため、ボール吸着面１１に形成される吸着孔１０の配列は、図５に示すように格子状の配列には限定されず、基板Ｐ上に形成される電極Ｅの配列等に応じて、種々の配列とされる。なお、基板Ｐ上には、５０００個以上の電極Ｅが形成される場合や、３０００個以下の電極Ｅが形成される場合もある。
【００２３】
ボール搭載装置２は、図示を省略する移動機構により、吸着搬送部４を左右方向、上下方向および前後方向に移動することができるように構成されている。したがって、この移動機構により、吸着搬送部４は、ボール供給部５とボール搭載部６とボール除去部７との間を移動することができる。
【００２４】
（ボール供給部５の構成）
図１に示すように、ボール供給部５は、図示を省略するボール供給装置から供給された複数のボールＢが収容されるボール受入容器１３と、ボール受入容器１３を振動させる振動発生装置１４とを備えている。なお、図１および図４においては、ボール受入容器１３については、上下方向に沿う面で切断した断面図で示されている。
【００２５】
ボール受入容器１３は、ボール吸着ヘッド３のボール吸着面１１と同様に、左右方向、および前後方向に辺部が配置される矩形の底面部１５を有すると共に、上方が開口した直方体を呈する箱状に形成されている。振動発生装置１４は、例えば、マグネット等を有する可動体と電磁コイルを有する固定体とから構成され、ボール受入容器１３の底面部１５に当接するように配設されている。この振動発生装置１４は、ボール受入容器１３を上下方向に振動させるように構成されている。振動発生装置１４により底面部１５が振動させられることで、ボール受入容器１３に収容されている複数のボールＢは、ボール受入容器１３の底面から上方へ向けて、例えば、１０ｍｍから１５ｍｍ程度、跳躍するようになっている。
【００２６】
（ボール搭載部６の構成）
ボール搭載部６は、図３に示すように、基板Ｐが載置される基板載置台１６を備えている。この基板載置台１６は、図示を省略する駆動機構に連結されており、上下方向、左右方向および紙面垂直方向に平行移動することができるように構成されるとともに、回転可能な構成になっている。基板載置台１６の上面は、基板Ｐが載置される載置面１７として構成される。
【００２７】
（ボール除去部７の構成）
ボール除去部７は、ボール吸着ヘッド３から除去されたボールＢが収納されるボール廃棄容器１８を備えている。図２において、ボール廃棄容器１８は、上下方向に沿う面で切断した断面図で示されている。ボール廃棄容器１８は、左右方向と前後方向に辺部が配置される矩形の底面部を有すると共に、図２に示すように、上面が開口した直方体を呈する箱状に形成されている。
【００２８】
（ボールＢの搭載工程）
以上のように構成されたボール搭載装置２におけるボールＢの搭載工程について、図６の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）等を参照しながら説明する。図６の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、ボール吸着ヘッド３から基板Ｐ上にボールＢが搭載される工程の一部を模式的に示す図である。
【００２９】
ボール搭載装置２において、基板Ｐ上へボールＢを搭載する際には、図１に示すように、先ず、吸着搬送部４をボール供給部５の上方に位置する。そして、ボール受入容器１３の底面から例えば、約１０ｍｍ上方にボール吸着ヘッド３の下面（すなわち、ボール吸着面１１）が位置するように、ボール吸着ヘッド３を位置する。この状態で、振動発生装置１４を起動し、ボールＢを跳躍させる。そして、ボールＢを跳躍させている状態で、エアチャンバのエアの吸引を開始し、ボール吸着ヘッド３の吸着孔１０のそれぞれについてボールＢの吸着を行う。
【００３０】
ボール吸着ヘッド３の吸着孔１０にボールＢの吸着を行った後、ボール吸着ヘッド３を上昇させ、そして、ボール供給部５とボール除去部７との間に配設された図示を省略する吸着検査装置で、ボール吸着ヘッド３によるボールＢの吸着状態を検査する。この検査において、吸着不良が発生しているか否かを判断する。
【００３１】
吸着不良が発生していない場合には、図３に示すように、吸着搬送部４をボール搭載部６に移動する。そして、ボール吸着ヘッド３を基板Ｐに接近させ、図６の（Ａ）から（Ｃ）に示すようにして、基板Ｐ上にボールＢを搭載する。つまり、図６（Ａ）に示すように基板Ｐの上方にボール吸着ヘッド３のボール吸着面１１が位置した後、ボール吸着ヘッド３を下方に移動し、図６（Ｂ）に示すように、ボール吸着面１１に吸着された状態のボールＢを、電極Ｅの上に塗布されたフラックスＦに接触させる。なお、基板載置面１７に載置されている基板Ｐの電極Ｅには、所定の工程を経て、予めフラックスＦが塗布されている。次ぎに、ボール吸着面１１に吸着された状態のボールＢを、フラックスＦに接触させている状態で、エアチャンバ１２内のエアの吸引を停止する。そして、図６（Ｃ）に示すようにボール吸着ヘッド３を上方に移動すると、ボールＢはフラックスＦ上に残留し、基板Ｐの電極Ｅ上にボールＢが搭載されることになる。ボールＢが搭載された基板Ｐは、リフロー炉に搬送される。リフロー炉において基板Ｐ上に搭載されたボールＢは、電極Ｅに接合される。
【００３２】
上述の検査において吸着不良が発生している場合には、図２に示すように、吸着搬送部４をボール除去部７に移動し、ボール除去部７においてボール吸着ヘッド３からボール２を除去する。そして、ボールＢの除去を行った後、ボール供給部５に戻って再びボールＢの吸着工程を行う。なお、吸着不良としては、上述の不正吸着の他、ボールＢが吸着されていない吸着孔１０が存在するボールの欠落現象が挙げられる。
【００３３】
基板Ｐ上へのボールＢの搭載が終了すると、図示を省略する残留ボール検査装置で、基板Ｐ上に搭載されずにボール吸着ヘッド３に吸着されたままの状態となった残留ボールがあるか否かを判断する。残留ボールがある場合には、ボール除去部７においてボール吸着ヘッド８からボール２を除去する。そして、ボール供給部５に移動しボールＢの吸着を行い、新たな基板Ｐに対して上述の搭載行程を行う。なお、基板Ｐ上にボールＢが搭載されなかった基板Ｐについては、搭載不良として所定の措置が行われる。
【００３４】
（角度調整装置の構成）
ところで、ボール搭載部６においてボールＢを基板Ｐに搭載する際に、ボール吸着面１１と基板Ｐのボール搭載面（基板Ｐの上面）とは、平行に配置されている必要がある。ボール吸着面１１と基板Ｐの上面（ボール搭載面）とが平行に配置されていない場合には、例えば、ボール吸着面１１に吸着されているボールＢをフラックスＦに接触させる際に、基板Ｐとの間隔（距離）が狭い側のボール吸着面１１に吸着されているボールＢをフラックスＦに接触させる状態としても、他方の側（基板Ｐとの間隔が広い側）に吸着されているボールＢはフラックスＦに接触していない状態となることがある。このような状態で、エアチャンバ１２内のエアの吸引を停止すると、フラックスＦに接触していないボールＢは、基板Ｐに向かって落下することになり、基板Ｐに衝突したときの勢いで電極Ｅの位置から転がり出たり、跳ね上がる等して、電極Ｅ上に止まらないことがある。また、逆に、基板Ｐとの間隔が広い側のボール吸着面１１に吸着されているボールＢがフラックスＦに接触するようにすると、基板Ｐとの間隔が狭い側のボール吸着面１１に吸着されているボールＢが基板Ｐに押し付けられ、基板Ｐや基板Ｐ上の電極Ｅを破損してしまうことがある。そのため、ボール搭載装置２は、角度調整装置１により、ボール吸着ヘッド３のボール吸着面１１が基板Ｐの上面に対する角度を調整することができるように構成されている。
【００３５】
図７から図１０等を参照しながら、角度調整装置１の構成について説明する。図７は、角度調整装置１の斜視図であり、図８から図１０は、それぞれ角度調整装置１の平面図、正面図そして右側面図である。
【００３６】
角度調整装置１は、図７に示すように、固定部１９と、調整対象物保持部２０と、調整対象物保持部２０を固定部１９に対して遥動自在に支持する球面軸受け部２１と、この球面軸受け部２１を支点にして、調整対象物保持部２０を固定部１９に対して接離する方向に移動させる調整手段としての４つの調整ねじ２２，２２，２２，２２とを備えている。
【００３７】
固定部１９には、ねじ２３によりブラケット９，９が取り付けられている。また、ブラケット９，９は、本体部８に対してねじ２４により取り付けられている。つまり、角度調整装置１は、ブラケット９，９を介して本体部８に固定状態で取り付けられている。固定部１９は、図８から図１０に示すように、板状態であり、上方から見た平面視において左右方向と前後方向に突出部２５を有する略十字状を呈している。また、固定部１９は左右方向と前後方向のそれぞれについて対称な形状を呈している。
【００３８】
固定部１９の各突出部２５には、上下方向に貫通し、各調整ねじ２２の軸部２６が通される貫通孔２７，２７，２７，２７（図９，１０参照）が形成されている。各貫通孔２７の直径は、各調整ねじ２２の軸部２６の直径よりやや大きく形成され、各調整ねじ２２は各貫通孔２７に対しては上下方向に移動可能に構成されている。各調整ねじ２２は、手指で摘むことができる摘み部２８と軸部２６を有し、軸部２６の周面にはねじ部が形成されている。固定部１９の下面には、各貫通孔２７毎に、調整ねじ２２のねじ部に対してねじ結合可能なナット部２９が備えられている。ナット部２９は、ねじ孔を貫通孔２７に一致させた状態で固定部１９に取り付けられている。
【００３９】
したがって、各調整ねじ２２は、軸部２６を上方から各貫通孔２７に挿入し、ナット部２９に軸部２６のねじ部をねじ結合させることができる。つまり、各調整ねじ２２は、ナット部２９とのねじ結合部のリードにしたがって、調整ねじ２２の回転方向と回転量に応じて上下方向に移動することができる。したがって、調整ねじ２２を回転し、ナット部２９に対するねじ結合の位置を変えることにより、各調整ねじ２２それぞれについて、ナット部２９から下方に突出する軸部２６の長さを変えることができる。
【００４０】
各調整ねじ２２は、左右の２箇所と前後の２箇所に配置されている。左右方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｌ）と調整ねじ２２（２２Ｒ）とを結ぶ線分Ｌ１と、前後方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｆ）と調整ねじ２２（２２Ｂ）とを結ぶ線分Ｌ２とが、互いに中点ＣＰにおいて直交するように、各調整ねじ２２は配置されている。言い換えれば、各調整ねじ２２は、ひし形の頂点位置に配置されている。特に、本実施の形態においては、左右方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｌ），２２（２２Ｒ）の距離と前後方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｆ），２２（２２Ｂ）の距離とは同一に設定され、各調整ねじ２２は、正方形の頂点位置に配置されている。
【００４１】
固定部１９の下側には調整対象物保持部２０が配置されている。調整対象物保持部２０は、板状態であり、平面視において略矩形状を呈している。調整対象物保持部２０の下側には、調整対象物としてのボール吸着ヘッド３が配置され、このボール吸着ヘッド３は、ねじ３０により調整対象物保持部２０に対して固定状態で取り付けられている。そして、ボール吸着ヘッド３は、矩形状を呈するボール吸着面１１の左右方向に沿う辺部が線分Ｌ１に、ボール吸着面１１の前後方向に沿う辺部が線分Ｌ２に、それぞれ平行になるように配置されている。
【００４２】
また、ボール吸着ヘッド３は、ボール吸着面１１の各辺部の２等分線がそれぞれ、線分Ｌ１と、線分Ｌ２とに沿うように配置されている。つまり、ボール吸着面１１の中心（ボール吸着面１１の各辺部の２等分線の交点）が、中点ＣＰ（線分Ｌ１とＬ２との交点）と上下方向において一致するように配置されている。
【００４３】
固定部１９と調整対象物保持部２０とは、球面軸受け部２１により連結されている。球面軸受け部２１の構成を、図１１，１２，１３を参照しながら説明する。球面軸受け部２１は、球面リング３１と、球面リング３１を保持するハウジング３２と、球面リング３１に通されるシャフト３３とを備えている。図１１は、図８に示す切断線Ａ−Ａにおける断面図を示し、また、図１２は、同じく図８に示す切断線Ｂ−Ｂにおける断面図を示している。そして、図１３は、球面軸受け部２１の分解斜視図を示している。
【００４４】
球面リング３１は、リング体の外周面３４が全周に亘って球面の一部として形成されている。また、球面リング３１のリング体の内周部３５は円筒状に貫通する貫通孔として形成され、シャフト３３を通すことができるように構成されている。ハウジング３２は、球面リング保持部３６と、シャフト挿通部３７とを有する。球面リング保持部３６は、球面リング３１の外周面３４の球面と同一の曲率であり、かつ、同一の曲率中心Ｋである球面として形成される内周面３８を有している。また、シャフト挿通部３７は、シャフト３３よりも太い直径の円筒状を呈している。したがって、シャフト３３を通された球面リング３１は、外周面３４を球面リング保持部３６の内周面３８にガイドされながら曲率中心Ｋを回転中心として、シャフト３３がシャフト挿通部３７に当接しない範囲内で、球面リング保持部３６に対して回転自在に保持されている。
【００４５】
ハウジング３２は、図１３に示すように、上側部材３２Ａと下側部材３２Ｂとを有している。球面軸受け部２１は、シャフト３３が挿通された球面リング３１を、上側部材３２Ａの球面リング保持部３６と下側部材３２Ｂの球面リング保持部３６との間に挟み込んだ状態で上側部材３２Ａと下側部材３２Ｂとをねじ３９により固定することにより構成される。上側部材３２Ａの球面リング保持部３６と下側部材３２Ｂの球面リング保持部３６とは、それぞれ半円を呈し、上側部材３２Ａと下側部材３２Ｂを合わせた状態で、球面リング保持部３６は球面の一部として形成されることになる。球面軸受け部２１は、固定部１９を上下に貫通するねじ４０（図７等参照）により固定部１９の下面に固定状態で取り付けられる。なお、球面軸受け部２１の球面リング３１の外周面３４（球面リング保持部３６の内周面３８）の曲率中心Ｋと、調整ねじ２２，２２，２２，２２の配置に係る中点ＣＰとは上下方向において一致するように、球面軸受け部２１と調整ねじ２２，２２，２２，２２とが配置されている。また、球面軸受け部２１は、シャフト３３が左右方向に沿って配置されるように固定部１９に対して取り付けられている。
【００４６】
調整対象物保持部２０の上面には、左右方向の２箇所に、シャフト３３を支持するシャフト支持部４１，４１が設けられている。シャフト支持部４１，４１が、シャフト３３の両端を支持することで、調整対象物保持部２０は、固定部１９に対して連結される。前述したように、球面リング３１は、外周面３４（球面リング保持部３６の内周面３８）の曲率中心Ｋを回転中心として、シャフト３３がシャフト挿通部３７に当接しない範囲内で、球面リング保持部３６に対して回転自在に保持されている。つまり、調整対象物保持部２０は、球面軸受け部２１に対して、シャフト３３がシャフト挿通部３７に当接しない範囲内で、曲率中心Ｋを回転中心に回転自在とされている。そのため、調整対象物保持部２０は、固定部１９に対して、球面軸受け部２１により遥動自在に支持されることになる。調整対象物保持部２０の遥動の中心は、外周面３４（球面リング保持部３６の内周面３８）の曲率中心Ｋである。なお、球面リング３１と球面リング保持部３６との間には、グリース等の潤滑剤が塗布され、球面リング３１は球面リング保持部３６に対して滑らかに滑動することができる。
【００４７】
調整対象物保持部２０の上面には、各貫通孔２７に対向する位置に、受け座４２，４２，４２，４２が備えられている。各ナット部２９から突出した各調整ねじ２２の軸部２６の先端部は、各受け座４２に当接する。したがって、各調整ねじ２２の軸部２６のナット部２９から突出する長さを変えることにより、球面軸受け部２１を支点として、調整対象物保持部２０を固定部１９に対して接離することができる。すなわち、外周面３４（球面リング保持部３６の内周面３８）の曲率中心Ｋを支点として、調整対象物保持部２０を固定部１９に対して接離することができる。つまり、曲率中心Ｋを支点として、調整対象物保持部２０の水平面に対する角度を変化させることできる。
【００４８】
例えば、図１４に示すように、左側に配置される調整ねじ２２（２２Ｌ）の軸部２６がナット部２９から突出する長さを、右側に配置される調整ねじ２２（２２Ｒ）の軸部２６がナット部２９から突出する長さより長くすることで、調整対象物保持部２０を水平面に対しての左側が下側になるように傾斜させることができる。また、例えば、図１５に示すように、前側に配置される調整ねじ２２（２２Ｆ）の軸部２６がナット部２９から突出する長さを、後側に配置される調整ねじ２２（２２Ｂ）の軸部２６がナット部２９から突出する長さより長くすることで、調整対象物保持部２０を水平面に対しての前側が下側になるように傾斜させることができる。
【００４９】
このように、各調整ねじ２２の軸部２６がナット部２９から突出する長さを調整することで、曲率中心Ｋを支点にして、調整対象物保持部２０の水平面に対する角度を変化させることができる。つまり、本実施の形態に係るボール搭載装置２においては、上述の角度調整装置１によりボール吸着ヘッド３のボール吸着面１１の水平面に対する角度を調整することができる。すなわち、ボール吸着ヘッド３のボール吸着面１１が基板Ｐの上面に対して平行となるように角度調整することができる。
【００５０】
ボール搭載装置２では、前述のボール搭載の工程を開始するのに先立ち、以下のようにしてボール吸着ヘッド３のボール吸着面１１が基板Ｐの上面と平行になるように、ボール吸着ヘッド３のボール吸着面１１の水平面に対する角度を調整する。
【００５１】
先ず、各調整ねじ２２を、各軸部２６の先端が各受け座４２から離れるまで上方に移動する。各軸部２６の先端が各受け座４２に当接している状態では、調整対象物保持部２０（ボール吸着ヘッド３）は、各軸部２６により上方への移動が規制される。つまり、調整対象物保持部２０（ボール吸着ヘッド３）を固定部１９に対して接離する方向に移動することができない。各軸部２６の先端が全ての受け座４２から離れるようにすることで、すなわち、各調整ねじ２２による調整対象物保持部２０に対する移動の規制を解除することで、調整対象物保持部２０（ボール吸着ヘッド３）は、固定部に対して、球面軸受け部２１の曲率中心Ｋを中心にフリーな状態で遥動自在に支持される。この状態で、ボール吸着面１１を所定の水平基準面に当接させる。ボール吸着面１１を所定の水平基準面に当接させた状態で、各調整ねじ２２を下方に移動し、各調整ねじ２２の軸部２６の先端が各受け座４２に当接するようにする。これにより、ボール吸着面１１は概ね水平面に沿うように仮調整される。各調整ねじ２２の軸部２６の先端がそれぞれ各受け座４２に当接する状態にすると、調整対象物保持部２０（ボール吸着ヘッド３）の上下方向への回転（移動）が規制され、固定部１９に対して固定状態となる。
【００５２】
なお、所定の水平基準面は、本体部８の近傍に概ね水平に設定された上面を有する仮調整用のテーブルを備えたり、あるいは、ボール搭載部６の基板載置台１６の基板載置面１７に基板Ｐに換えて平板を載置し、この平板にボール吸着面１１を当接させるようにしてもよい。仮調整は、上述のようにボール吸着面１１を水平基準面に当接させるほか、調整対象物保持部２０が球面軸受け部２１に対して遥動自在なフリーな状態となったときに、ボール吸着面１１が概ね水平となるように、角度調整装置１の重量バランスを設定しておくようにしてもよい。
【００５３】
ボール吸着面１１を水平面に沿うように仮調整した後、ボール供給部５においてボール吸着面１１にボールＢを吸着する（図１参照）。そして、ボール吸着面１１にボールＢが吸着された状態で、水平基準面上、あるいは基板載置台１６の基板載置面１７に載置された感圧紙等のいわゆるプレスケールに対してボールＢを当接させる。このとき、ボール吸着面１１が水平であれば、プレスケールの発色部は、ボール吸着面１１の位置に依らず均一に発色する。一方、平行でない場合には、発色部の発色の程度に斑が生ずる。プレスケールの発色に斑が生じる場合には、各調整ねじ２２を調整操作して、発色に斑が生じないよういにボール吸着面１１の角度を設定する。
【００５４】
なお、プレスケールによりボール吸着面１１が基板Ｐの上面に対して所定の角度になっているかどうかを検査するのに先立ち、上述したように、調整対象物保持部２０を球面軸受け部２１に対して遥動自在なフリーな状態で、所定の水平基準面によりボール吸着面１１が概ね水平となるように仮調整することで、プレスケールを用いて行う調整作業の効率を上げることができる。
【００５５】
ところで、左右方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｌ），２２（２２Ｒ）と前後方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｆ），２２（２２Ｂ）とは、互いに直交する左右方向と前後方向に配置されている。また、左右方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｌ），２２（２２Ｒ）と前後方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｆ），２２（２２Ｂ）とは、前述したように、矩形状を呈するボール吸着面１１の各辺部の２等分線に沿って配置されている。さらに、各調整ねじ２２は、線分Ｌ１および線分Ｌ２が、中点ＣＰにおいて、球面軸受け部２１の回転中心である曲率中心Ｋを通る直線に対して直交するように配置されている。
【００５６】
したがって、直交する方向の一方の方向に配置される調整ねじ２２，２２を調整操作すると、他方の方向に配置される調整ねじ２２，２２が配置される方向に沿った軸を中心にして、ボール吸着面１１を回転させることができる。
【００５７】
例えば、左右方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｌ）を上方に移動し，調整ねじ２２（２２Ｒ）を下方に調整ねじ２２（２２Ｌ）と同一の移動量で調整したときには、前後方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｆ），２２（２２Ｂ）が配置される方向に沿う軸を中心にして、ボール吸着面１１は左側が上方に、右側が下方に変位する。このとき、ボール吸着面１１の左右方向に位置する辺部の水平面に対する角度は変化しない。また、前後方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｆ）を上方に移動し，調整ねじ２２（２２Ｂ）を下方に調整ねじ２２（２２Ｆ）と同一の移動量で調整したときには、左右方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｌ），２２（２２Ｒ）が配置される方向に沿う軸を中心にして、ボール吸着面１１は前側が上方に、後側が下方に変位する。このとき、ボール吸着面１１の前後方向に位置する辺部の水平面に対する角度は変化しない。調整ねじ２２の調整操作に対して、上述のようにボール吸着面１１が変位するため、調整者は、各調整ねじ２２の調整操作によるボール吸着面１１の調整方向と調整量を把握し易い。
【００５８】
本実施の形態のボール搭載装置２においては、各調整ねじ２２の調整操作を行う調整者のボール搭載装置２に対する立ち位置は、ボール搭載装置２の正面側となっている。そのため、上述したように、左右方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｌ），２２（２２Ｒ）と前後方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｆ），２２（２２Ｂ）とを、球面軸受け部２１を交点として互いに直交する方向に配置し、かつ、矩形状を呈するボール吸着面１１の各辺部の２等分線に沿って配置することで、調整者は、各調整ねじ２２の調整操作によるボール吸着面１１の調整方向と調整量を把握し易いものとなっている。
【００５９】
本実施の形態においては、左右方向に配置される調整ねじ２２（２２Ｌ），２２（２２Ｒ）の距離と前後方向に配置される調整ねじ２２（Ｆ），２２（２２Ｂ）の距離は同一に設定されている。すなわち、各調整ねじ２２は、正方形の頂点位置に配置されている。したがって、異なる方向に配置される２つ調整ねじ２２，２２を１対として、２対の調整ねじ２２，２２と調整ねじ２２，２２とを互いに反対方向に同一の移動量で移動させるという簡単な調整操作で、各調整ねじ２２が配置される左右方向または前後方向に対して４５度の方向について、ボール吸着面１１を変位させることができる。
【００６０】
つまり、右側に配置される調整ねじ２２Ｒと前側に配置される調整ねじ２２Ｆを１対とし、また、左側に配置される調整ねじ２２Ｌと後側に配置される調整ねじ２２Ｂを１対とし、調整ねじ２２Ｒと調整ねじ２２Ｆを上方に移動するのに対し、調整ねじ２２Ｌと調整ねじ２２Ｂを下方に調整ねじ２２Ｒと調整ねじ２２Ｆの移動量と同一だけ移動させると、ボール吸着面１１は、左後方４５度の方向が下方に変位することになる。
【００６１】
なお、各調整ねじ２２のリード角と、球面軸受け部２１の曲率中心Ｋに対して各調整ねじ２２を配置する距離とは、調整ねじ２２を１回転させたときに、ボール吸着面１１の球面軸受け部２１の曲率中心Ｋから最も離れたボール吸着位置において、ボールＢの直径分だけボール吸着面１１が変位するようにすることが好ましい。このように、各調整ねじ２２のリード角と、球面軸受け部２１の曲率中心Ｋに対して各調整ねじ２２を配置する距離とを設定することで、調整ねじ２２の回転に対する角度変化を過敏にならないように調整を容易としながら、角度調整の精度を確保することができる。
【００６２】
ところで、ボール搭載装置においては、ボール吸着ヘッドは、１キログラム前後の重量となることがある。本実施の形態に係るボール搭載装置２においては、ボール吸着ヘッド３が取り付けられる調整対象物保持部２０は、シャフト３３の両端の２箇所に取り付けられている。したがって、ボール吸着ヘッド３の重量が懸かる調整対象物保持部２０の固定部１９に対する支持を確実なもととなっている。これにより、ボール吸着面１１の角度設定の精度を向上することができ、また設定された後の狂いを少なくすることができる。
【００６３】
以上のように本発明の実施の形態に係る角度調整装置１は、固定部１９と、調整対象物保持部２０と、この調整対象物保持部２０と固定部１９とを連結する球面軸受け部２１と、この球面軸受け部２１を支点にして、調整対象物保持部２０を固定部１９に対して接離する方向に移動させることが可能である共に、所定の位置で調整対象物保持部２０の移動を規制する調整手段としての調整ねじ２２とを有し、調整ねじ２２は、球面軸受け部２１の回転中心を通る直線上において互いに直交する２方向の各方向ごとに、直交点が中点となる２箇所に配置されていることとする。
【００６４】
角度調整装置１をこのように構成することで、２方向に２つずつ備えられる４つの調整ねじ２２，２２，２２，２２は、ひし形の頂点位置に配置されていることになる。そのため、互いに直交する２方向に配置される各調整ねじ２２の内、一方の方向に配置される調整ねじ２２，２２を調整操作すると、他方の方向に配置される調整ねじ２２，２２が配置される方向と平行な軸を中心として調整対象物保持部２０を回転させることができる。このため、調整対象物保持部２０の角度調整を行う際の変位方向と変位量を把握し易くなり、角度の調整を容易に行うことができる。
【００６５】
また、角度調整装置１は、調整ねじ２２による調整対象物保持部２０に対する移動の規制を解除した状態で、調整対象物保持部２０は、球面軸受け部２１に対して遥動自在な状態で支持されることとするのが好ましい。
【００６６】
角度調整装置１をこのように構成することで、調整対象物保持部２０を所定の基準面により所定の角度とした状態で、各調整ねじ２２により調整位置を設定することができるため、角度の調整作業が容易となる。
【００６７】
また、ボール吸着ヘッド３に吸着された複数個のボールＢをワークとしての基板Ｐに搭載するボール搭載装置３において、ボール吸着ヘッド３を上述の角度調整装置１の調整対象物保持部２０に取り付けることとする。
【００６８】
ボール搭載装置２をこのように構成することで、ボール吸着ヘッド３と基板Ｐとの間の角度調整を行い易いものとすることができる。
【００６９】
また、ボール搭載装置２において、角度調整装置１の各調整ねじ２２が配置される２方向は、ボール搭載装置２の正面を基準にして、左右方向および前後方向であることとするのが好ましい。
【００７０】
ボール搭載装置２をこのように構成することで、調整方向の基準としてとらえ易いボール搭載装置２の正面を基準にして、左右方向および前後方向に各調整ねじ２２が配置されるため、調整対象物３の変位方向をとらえ易いものとなる。
【００７１】
また、ボール搭載装置２において、調整対象物保持部２０は、球面軸受け部２１を通り、上述の直交する２方向のいずれか一方に平行な軸部であるシャフト３３を介して固定部１９に支持することが好ましい。
【００７２】
ボール搭載装置２をこのように構成することで、調整対象物保持部２０の固定部１９に対する支持を確実なものとすることができる。
【００７３】
なお、上述の実施のボール搭載装置２においては、調整ねじ２２，２２，２２，２２は正方形の頂点位置に配置したが、図１６に概略的に示すように、対角線の長さが異なるひし形の頂点位置に配置するようにしてもよい。調整ねじ２２，２２，２２，２２をこのように配置する場合には、各調整ねじ２２が配置されるひし形の長手方向（対角線の長い側）をボール吸着面１１の長手方向に沿わせることが好ましい。
【００７４】
球面軸受け部２１の回転中心（曲率中心Ｋ）から遠くなるほど、調整ねじ２２の変位量に対するボール吸着面１１の変位量は多くなる。そのため、ボール吸着面１１の長手方向については、球面軸受け部２１の回転中心（曲率中心Ｋ）からできだけ離れた位置で調整ねじ２２を変位させることで、ボール吸着面１１を変位させるときの精度を高いものとすることができる。
【００７５】
なお、角度調整装置１は、ボール吸着面１１を、水平面に沿って配置される基板Ｐの上面に平行に配置することについて説明したが、例えば、調整体を鉛直面あるいは任意の傾斜面等、水平面に限らず任意の角度に調整することにも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るボール搭載装置の正面図であり、吸着搬送部がボール供給部に位置している状態を示してる。
【図２】図１のボール搭載装置の吸着搬送部がボール除去部に位置している状態を示してる。
【図３】図１のボール搭載装置の吸着搬送部がボール搭載部に位置している状態を示してる。
【図４】図１のボール搭載装置の側面を示す側面図である。
【図５】図１のボール搭載装置のボール吸着ヘッドの底面を示す底面図である。
【図６】ボール吸着ヘッドから基板上にボールが搭載される工程の一部を示す工程図である。
【図７】角度調整装置を斜め上方から見た斜視図である。
【図８】角度調整装置を上方から見た平面図である。
【図９】角度調整装置を前方から見た正面図である。
【図１０】角度調整装置を右側みた側面図である。
【図１１】図８に示す切断線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図１２】図８に示す切断線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図１３】球面軸受け部の分解斜視図である。
【図１４】角度調整装置の調整操作を示す図である。
【図１５】角度調整装置の調整操作を示す図である。
【図１６】角度調整装置の調整ねじの配置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  ・・・  角度調整装置
２  ・・・  ボール搭載装置
３  ・・・  ボール吸着ヘッド
１９  ・・・  固定部  
２０  ・・・  調整対象物保持部  
２１  ・・・  球面軸受け部
２２  ・・・  調整ねじ（調整手段）
３３  ・・・  シャフト（軸部）
Ｂ  ・・・  ボール
Ｐ  ・・・  基板（ワーク）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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