(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形の外形のパッケージとリッドとをシーム接合するシーム接合装置であって、間欠回転運動をするターンテーブルの同一円周上に等しい角度間隔に複数の治具からなる第１の治具列を設け、この第１の治具列の停止位置にそれぞれ対応して、パッケージを供給排出する供給排出ステーションと、パッケージの在否を検出するパッケージ検出ステーションと、リッドを載置するリッド載置ステーションと、リッドを位置決めするリッド位置決めステーションと、パッケージとリッドとを仮付し、続けてＸ方向接合を行う、仮付およびＸ方向接合ステーションと、空の予備ステーションと、Ｙ方向を接合するＹ方向接合ステーションと、不良品を除去する不良除去ステーションとからなるシーム接合装置において、
前記第１の治具列の同一円周上の隣り合う治具間に、互いに第１の冶具列の同一円周上の隣り合う冶具間に、互いに２２．５°の等間隔で１個ずつ冶具を配列してなる第２の冶具列を配設し、前記第１の治具列の治具には第１群のワークを載せてシーム接合を行い、別の第２群のワークを接合する場合には、前記第２の治具列に第２群のワークを載せておき、シーム接合することを特徴とするシーム接合装置。
【請求項２】
前記第２群のワークをシーム接合する場合には、前記第２の治具列を前記各ステーションの位置に間欠停止するように前記ターンテーブルを回転制御させることを特徴とする請求項１に記載のシーム接合装置。
【請求項３】
矩形の外形のパッケージとリッドとをシーム接合するシーム接合装置であって、間欠回転運動をするターンテーブルの同一円周上に等しい角度間隔に複数の治具からなる第１の治具列を設け、この第１の治具列の停止位置にそれぞれ対応して、パッケージを供給排出する供給排出ステーションと、パッケージの在否を検出するパッケージ検出ステーションと、リッドを載置するリッド載置ステーションと、リッドを位置決めするリッド位置決めステーションと、パッケージとリッドとを仮付し、続けてＸ方向接合を行う、仮付およびＸ方向接合ステーションと、空の予備ステーションと、Ｙ方向を接合するＹ方向接合ステーションと、不良品を除去する不良除去ステーションとからなるシーム接合装置において、
前記パッケージを供給する供給アームと、シーム済みのワークを排出する排出アームとをそれぞれ交互に２個ずつ備えて間欠回転運動する十字アームであって、前記ターンテーブルの各ステーションの運動軌跡に外接して間欠回転運動する十字アームを備え、この十字アームの停止位置に対応して順次、始終点ステーションと、パッケージ位置決めステーションと、前記供給排出ステーションと、完了ワーク位置決めステーションとを備え、
前記第１の治具列の同一円周上の隣り合う治具間に、互いに第１の冶具列の同一円周上の隣り合う冶具間に、互いに２２．５°の等間隔で１個ずつ冶具を配列してなる第２の治具列を配設し、前記第１の治具列の治具には第１群のワークを載せてシーム接合を行い、別の第２群のワークを接合する場合には、前記第２の治具列に第２群のワークを載せておき、シーム接合することを特徴とするシーム接合装置。
【請求項４】
前記第２群のワークをシーム接合する場合には、前記第２の治具列を前記各ステーションの位置に間欠停止するように前記ターンテーブルを回転制御させることを特徴とする請求項３に記載のシーム接合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、各種の電子部品素子を搭載してなる矩形の縁を有するパッケージの上に載置したリッドのエッジ部分に対してシーム接合するのに適したシーム接合装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
シーム接合装置に関しては、本件出願人はすでに他の特許出願をしており、例えば特開平１０−１６６１５８号公報で出願公開されているシーム接合装置や、特開平１０−１６６１５９号公報で出願公開されているシーム接合装置がある。
【０００３】
特開平１０−１６６１５８号公報で出願公開されているシーム接合装置は、電子部品素子の収納されたパッケージとリッドとをシーム接合して電子部品の気密封止を行うシーム接合装置において、
前記パッケージの上に前記リッドを１個宛載置するリッド供給機構と、前記パッケージと前記リッドとの位置合わせを行う位置合わせ機構と、位置合わせされた前記パッケージと前記リッドとの仮付けを行う仮付け機構と、前記リッドの任意の対向する２辺をシーム接合する第１のシーム接合機構と、前記リッドの他の対向する２辺をシーム接合する第２のシーム接合機構と、シーム接合された前記パッケージとリッドとを排出する排出機構とを備え、前記位置合わせ機構は前記リッド及び前記パッケージのエッジを押して位置合わせするテーパー面を備えることを特徴とするシーム接合装置である。
【０００４】
特開平１０−１６６１５９号公報で出願公開されているシーム接合装置は、電子部品素子の収納されたパッケージとリッドとをシーム接合して電子部品の気密封止を行うシーム接合装置において、
間欠的に回転するターンテーブルと、前記パッケージが挿入される開口を有する板状部材であって前記ターンテーブルに着脱自在に取り付けられる複数の位置ずれ防止部材と、該位置ずれ防止部材の前記開口に前記パッケージを１個宛供給するパッケージ供給機構と、前記位置ずれ防止部材の開口に供給された前記パッケージの上に前記リッドを載置するリッド供給機構と、前記位置ずれ防止部材の開口に供給された前記パッケージと前記リッドとの位置合わせを行う位置合わせ機構と、位置合わせされた前記パッケージと前記リッドとの仮付けを行う仮付け機構と、前記リッドの任意の対向する２辺をシーム接合する第１のシーム接合機構と、前記リッドの他の対向する２辺をシーム接合する第２のシーム接合機構とシーム接合された前記パッケージとリッドとを前記ターンテーブルから排出する排出機構とからなることを特徴とするシーム接合装置である。
【０００５】
この種のシーム接合装置において、シーム接合作業及びワークの供給と排出等の一連の工程を、歩留りを高めつつ、より高速度に行いたいとする要請がある。また、工程の途中で、ワークの品種を交換したいこともあるが、各工程のワークを途中で交換することについては、効率よくできることではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ターンテーブルにワークを載置して作業するシーム接合装置において、一連の工程をより高速度にすること及びワークの品種の交換を効率よく行うことができるシーム接合装置を得ることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、本発明は、第１の
手段として、矩形の外形のパッケージとリッドとをシーム接合するシーム接合装置であって、間欠回転運動をするターンテーブルの同一円周上に等しい角度間隔に複数の治具からなる第１の治具列を設け、この第１の治具列の停止位置にそれぞれ対応して、パッケージを供給排出する供給排出ステーションと、パッケージの在否を検出するパッケージ検出ステーションと、リッドを載置するリッド載置ステーションと、リッドを位置決めするリッド位置決めステーションと、
パッケージとリッドとを仮付し、続けてＸ方向接合を行う、仮付およびＸ方向接合ステーションと、空の予備ステーションと、Ｙ方向を接合するＹ方向接合ステーションと、不良品を除去する不良除去ステーションとからなるシーム接合装置において、
前記第１の治具列の同一円周上の隣り合う治具間に、互いに第１の冶具列の同一円周上の隣り合う冶具間に、互いに２２．５°の等間隔で１個ずつ冶具を配列してなる第２の冶具列を配設し、前記第１の治具列の治具には第１群のワークを載せてシーム接合を行い、別の第２群のワークを接合する場合には、前記第２の治具列に第２群のワークを載せておき、シーム接合することを特徴とするシーム接合装置を提案するものである。
【０００８】
また、第２の手段として、前記第２群のワークをシーム接合する場合には、前記第２の治具列を前記各ステーションの位置に間欠停止するように前記ターンテーブルを回転制御させることを提案するものである。
【０００９】
また、第３の手段として、矩形の外形のパッケージとリッドとをシーム接合するシーム接合装置であって、間欠回転運動をするターンテーブルの同一円周上に等しい角度間隔に複数の治具からなる第１の治具列を設け、この第１の治具列の停止位置にそれぞれ対応して、パッケージを供給排出する供給排出ステーションと、パッケージの在否を検出するパッケージ検出ステーションと、リッドを載置するリッド載置ステーションと、リッドを位置決めするリッド位置決めステーションと、パッケージとリッドとを仮付し、続けてＸ方向接合を行う、仮付およびＸ方向接合ステーションと、空の予備ステーションと、Ｙ方向を接合するＹ方向接合ステーションと、不良品を除去する不良除去ステーションとからなるシーム接合装置において、
前記パッケージを供給する供給アームと、シーム済みのワークを排出する排出アームとをそれぞれ交互に２個ずつ備えて間欠回転運動する十字アームであって、前記ターンテーブルの各ステーションの運動軌跡に外接して間欠回転運動する十字アームを備え、この十字アームの停止位置に対応して順次、始終点ステーションと、パッケージ位置決めステーションと、前記供給排出ステーションと、完了ワーク位置決めステーションとを備え、
前記第１の治具列の同一円周上の隣り合う治具間に、互いに第１の冶具列の同一円周上の隣り合う冶具間に、互いに２２．５°の等間隔で１個ずつ冶具を配列してなる第２の治具列を配設し、前記第１の治具列の治具には第１群のワークを載せてシーム接合を行い、別の第２群のワークを接合する場合には、前記第２の治具列に第２群のワークを載せておき、シーム接合することを特徴とするシーム接合装置を提案するものである。
【００１０】
【作用】
第１、第２の手段によれば、第１の治具列には第１群のワークを載せてあり、また、第２の治具列には第２群のワークを載せる用意が常にあるので、ワークの品種交換については、ターンテーブルの回転位相を移相するだけで、迅速に対応できる。また、第３の手段によれば、十字アームにより、円滑かつ迅速にパッケージの供給とシーム済みのワークの排出ができる
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るシーム接合装置の実施の形態であって、その上面を示し、図２はそのシーム接合作業の対象となるワーク（被接合物）を示す。
【００１２】
図２において、ワーク２００は、水晶振動子や半導体集積回路などを内部に搭載したパッケージ２１０と薄い金属板製の蓋であるリッド２２０とからなる。パッケージ２１０は、セラミックケース２１５と上縁のシールフレーム２１３とからなる。シールフレーム２１３の材料は、セラミックケース２１５の熱膨張係数とが互いにほぼ等しい値となるような金属材料が選ばれる。そして、リッド２２０の材料もシールフレーム２１３の材料と同一材料が選ばれる。これらのワーク２００の大きさは、一辺が数mmから数十mmで厚さは１mm程度である。このワーク２００について、シールフレーム２１３とリッド２２０とをシーム接合して気密封止することを目的とするものである。
【００１３】
図１において、本発明に係るシーム接合装置の実施の形態であって、その上面を示す。ターンテーブル３は、その中心下面にある回転駆動機構５により駆動されて、右回転方向に間欠回転運動をする。このターンテーブル３の円周付近の同一半径上の位置に表面の縁に４５°ごとの間隔に８個の治具７を設ける。この治具７は、ワーク２００を受け止めて、位置ずれ防止部材となっている。
【００１４】
これらの治具７の位置間隔に対応して、４５°間隔にそれぞれ、供給排出ステーション３０１、パッケージ検出ステーション３０２、リッド載置ステーション３０３、リッド位置決めステーション３０４、仮付およびＸ方向接合ステーション３０５、予備ステーション３０６、Ｙ方向接合ステーション３０７、不良品除去ステーション３０８を設ける。
【００１５】
供給排出ステーション３０１では、まず完成したワーク２００を排出した後、新たに接合すべきワーク２００の下側のパッケージ２１０を供給する。
【００１６】
パッケージ検出ステーション３０２は、ワークの存否の検出をして、ワークが存在するときにのみリッドを載置するような制御信号を発生する。
【００１７】
リッド載置ステーション３０３では、パッケージ２１０のシールフレーム２１３にリッド２２０を載せる作業をする。
【００１８】
リッド位置決めステーション３０４では、シールフレーム２１３に対して、リッド２２０が正しい位置になるように位置決めする作業をする。
【００１９】
仮付およびＸ方向接合ステーション３０５では、パッケージ２１０とリッド２２０の接触部分について、仮付とＸ方向の接合作業をする。
【００２０】
予備ステーション３０６は、この実施の形態では空きとなっているが、必要に応じて、ワーク２００の存否の検出をすることができる。
【００２１】
Ｙ方向接合ステーション３０７では、パッケージ２１０とリッド２２０の接触部分について、Ｙ方向の接合作業をするものである。このＹ方向接合ステーション３０７における治具７の方向は、Ｘ方向接合ステーション３０５における治具７の方向と比較して、９０°転回しているので、図１の紙面上で同一の方向に接合ローラー（図示せず）が進んでもＹ方向の接合作業が可能となる。
【００２２】
不良品除去ステーション３０８では、接合完了したワーク２００のうちで、接合不良や位置ずれ等の不良品を検出して除去する。
【００２３】
以上述べた供給排出ステーション３０１から始まり、各ステーションを経てふたたび供給排出ステーション３０１に循環して、シーム接合作業が完了する。
【００２４】
以上は、治具７の上に搭載したある１品種のワークについてのシーム接合作業について説明した。次にワークの品種の変更の際の構成と作用について説明する。
【００２５】
ターンテーブル３の表面には、８個の治具７の列の間隔に対して２２．５°ずらして、相互に４５°ごとの間隔に８個の治具７０の列を設ける。治具列７には第１群のワークを載せる一方、治具７０の列には第２群のワークを載せる準備をしておき、第１群のワークのシーム作業が完了した後に、ターンテーブル３を回転位相を２２．５°ずらすことにより、速やかに第２群のワークへと品種変更に対応できる。
【００２６】
この第２の治具列である治具７０の列は、第１の治具列である治具７の列に対しての角度のずれは、２２．５°の角度に限らずスペースの都合が良ければ４５°以内の任意の角度を選ぶことができる。また、スペースの条件を満たすことができれば、第２の治具列である治具７０の列に加えて、さらに別の単数若しくは複数の治具列を設けて、第３群等のワークへの品種変更に速やかに対応させることもできる。
【００２７】
図３は、十字アーム９の付近の拡大図である。十字アーム９と付属の装置により、供給排出ステーション３０１における接合前パッケージの供給とシーム接合済みワークの排出とを円滑に行うものである。
【００２８】
十字アーム９は、９０°ごとに間欠回転運動する回転駆動機構９０を中心におき、９０°ごとの間隔に４本のアーム、すなわち、供給アーム９１、排出アーム９２、供給アーム９３、排出アーム９４を備える。十字アーム９が間欠回転して９０°回転するときに、ターンテーブル３は、まず４５°同期して回転して一旦停止し、次に十字アーム９が間欠回転してさらに９０°回転するまで、ターンテーブル３は停止状態にいる。つまり、ターンテーブル３が４５°回転するときに、十字アーム９が１８０°回転するものである。図示していないが、これら４個の供給アーム又は排出アームには、真空式の吸着ノズルをそれぞれ備えている。
【００２９】
十字アーム９の４個の各吸着ノズルの回転軌跡に対応した位置に、始終点ステーション９１０、パッケージ位置決めステーション９００、供給排出ステーション３０１、完了ワーク位置決めステーション９０９をそれぞれ設けておく。
【００３０】
始終点ステーション９１０は、キャリアテープ２３に並べて置かれたパッケージ２１０を供給排出ステーション３０１へ供給する始点であると同時に、シーム完了したワークを供給排出ステーション３０１から排出してキャリアテープ２３に送出する終点の作用をするステーションである。
【００３１】
パッケージ位置決めステーション９００では、供給アーム９１又は９３に吸着されたパッケージ２１０を供給排出ステーション３０１上の正確な位置に移載できるよう、あらかじめ位置決め修正するためのステーションである。
【００３２】
供給排出ステーション３０１はすでに説明済みである。
【００３３】
完了ワーク位置決めステーション９０９は、排出アーム９２又は９４に吸着したシーム接合済みのワーク２００をキャリアテープ２３上の正確な位置に移載できるよう、あらかじめ正しい位置に位置決めしておくものである。詳しくは後に説明する。
【００３４】
図４は、十字アーム９の各動作モードについて詳細に示した図解である。十字アーム９の回転する軌跡は円となるので、図４に示す各円の図においては、円周上の９０°間隔の点をそれぞれ排出アームと供給アームとし、ULは排出アームの位置を示し、LDは供給アームの位置を示す。そして、各アームの軌跡の円周の図において、上側が図３における供給排出ステーション３０１の位置を示し、下側が始終点ステーション９１０の位置を示し、左側がパッケージ位置決めステーション９００であり、右側が完了ワーク位置決めステーション９０９である。
【００３５】
図４(a) からアルファベット順に各動作モードが進んで図４(p) で３６０°回転し元の位置関係になるものである。
【００３６】
まず、図４(a) においては、右側の供給アームには接合前パッケージを装着しており、上側の排出アームにはシーム接合済みのワークを装着している。十字アーム９の回転する軌跡は、図４(a) の位置関係から右回転して順次図４(b) 、図４(c) 、図４(d) の形となる。
【００３７】
図４(d) に示す９０°回転した後は、上側の供給排出ステーション３０１の位置で供給アームが接合前パッケージを載置するとともに、下側の始終点ステーション９１０の位置で接合前パッケージを吸着する。また、左側のパッケージ位置決めステーション９００では接合前パッケージを位置決めするとともに供給アームで接合前パッケージを吸着する用意があるが、始めの行程なので、空である。さらに、右側の排出アームシーム接合済みワークを完了ワーク位置決めステーションにおいて位置決めする。十字アーム９の回転する軌跡は、図４(d) の位置関係から右回転して順次図４(e) 、図４(f) 、図４(g) の形となる。この間、図４(e) においてはターンテーブル３上の治具７が左回転して接合前パッケージが移動して次のステーションに近づき、図４(f) においては、ターンテーブル３上の次の治具７にシーム接合済みワークを搭載して近づいてきて、図４(g) において、ターンテーブル３が４５°回転することになる。
【００３８】
図４(g) には十字アーム９が１８０°回転した状態、図４(k) で２７０°回転した状態、図４(p) で３６０°回転し元の位置関係になる状態を示し、同様に接合前パッケージを供給するとともに、シーム済みワークを円滑に排出する。なお、この第１回目の行程では、ワークがすべての十字アームに供給されていないので、空の状態があり、次の行程以降ですべての十字アームが完全にワークで満たされる状態となる。
【００３９】
図５は、パッケージ位置決めステーション９００の図解である。パッケージ２１０の支持については、シールフレーム２１３の部分を図示していない十字アームの吸着ノズルで上方向から吸着している。パッケージ２１０の下側と側面の部分を構成しているセラミックケース２１５の側面について、その４つの側面に位置決め爪８１、８２、８３、８４を設けて位置決めするものである。つまり、互いに向かい合う位置決め爪８１、８３間と８２、８４間について、図示の矢印の方向に押し引きして所望の位置になるように位置決めする。このときパッケージ２１０のシールフレーム２１３の部分は図示していない十字アーム９の吸着ノズルの表面を吸着されつつ摺動する。このようにして一旦位置決めされた後は、吸着ノズルの吸着力により位置決めは維持されて、次の供給排出ステーション３０１におけるパッケージ２１０の供給作業が正しい位置で迅速に行うことができる。
【００４０】
完了ワーク位置決めステーション９０９についても、図５に示す構成と同様の構成であり、正しい位置に位置決めされたワークが吸着ノズルに吸着された状態で始終点ステーション９１０において、正しい位置に排出される。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、以上述べたような特徴を有し、シーム接合に関する一連の工程をより高速度にし、歩留りを高めつつ、ワークの品種の交換を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るシーム接合装置の実施の形態の一例であって、その上面図を示す。
【図２】  シーム接合作業の対象となるワークを示す。
【図３】  本発明に係るシーム接合装置の実施の形態の一例であって、その十字アームを示す。
【図４】  本発明に係るシーム接合装置の実施の形態の一例であって、その十字アームの各動作モードを示す。
【図５】  本発明に係るシーム接合装置の実施の形態の一例であって、そのパッケージ位置決めステーションの図解である。
【符号の説明】
１…シーム接合装置          ３…ターンテーブル
５…回転駆動機構          ７…治具      ９…十字アーム
１１…リッド供給装置                １３…リッド位置決め装置
１５…仮付・Ｘ方向シームヘッド      １７…Ｙ方向シームヘッド
１９…不良品ストッカ
２１…キャリアテープガイド          ２３…キャリアテープ
８１、８２、８３、８４…位置決め爪
９０…回転駆動機構
９１…供給アーム  ９２…排出アーム  ９３…供給アーム  ９４…排出アーム
２００…ワーク  ２１０…パッケージ    ２２０…リッド
３０１…供給排出ステーション        ３０２…パッケージ検出ステーション
３０３…リッド載置ステーション      ３０４…リッド位置決めステーション
３０５…仮付・Ｘ方向接合ステーション      ３０６…予備ステーション
３０７…Ｙ方向接合ステーション      ３０８…不良品除去ステーション
９００…パッケージ位置決めステーション
９０９…完了ワーク位置決めステーション
９１０…始終点ステーション
【図１】
0003650703.tif 000002
【図２】
0003650703.tif 000003
【図３】
0003650703.tif 000004
【図４】
0003650703.tif 000005
【図５】
0003650703.tif 000006