(57)【要約】【課題】  低摩擦かつ滑らかな直線運動が得られると共に、高負荷容量で低コストな位置決め精度を向上させたＸ−Ｙ移動テーブルを提供する。【解決手段】  基台２８の長手方向に並設された一対のレール２４と、このレール２４間に配設され、レール２４に断面がＶ字型の凹溝２４ａが長手方向に沿って形成され、この凹溝２４ａに嵌合する鞍部３１がステージ２９の下面２９ａに突設され、凹溝２４ａと鞍部３１間に滑り軸受からなる直動軸受３２が構成されたＸ−Ｙ移動テーブル８において、Ｙステージ２９に形成されたエア供給回路より供給された圧縮空気を静圧支持体２３から所定の圧力に調整されたエアの吐出しによって微小浮上させる静圧浮上機構と、この静圧浮上機構の近傍に圧電素子からなるステージ支持機構３５が設けられている。【選択図】図３
2006114558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘテーブルと、このＸテーブル上に載置されたＹテーブルとからなり、前記ＸテーブルおよびＹテーブルは、それぞれの基台の長手方向に並設された一対のレールと、このレール間に配設され、基台の両端部に回転自在に支承されたねじ軸、およびこのねじ軸に多数のボールを介して外挿されたナットからなるボールねじ機構と、前記ねじ軸の一端に連結された駆動モータと、前記基台の上部に載置され、前記ナットが回転不可に固定されたステージとをそれぞれ備え、前記レールに断面がＶ字型の凹溝が長手方向に沿って形成され、この凹溝に嵌合する鞍部が前記ステージの下面に突設され、前記凹溝と鞍部間に滑り軸受からなる直動軸受が構成されたＸ−Ｙ移動テーブルにおいて、
前記各ステージにエア供給通路が形成され、前記各ステージを前記エア供給通路から吐出する所定のエア圧によって微小に浮上させる静圧浮上機構が設けられていることを特徴とするＸ−Ｙ移動テーブル。
【請求項２】
前記静圧浮上機構によって浮上される各ステージの浮上量が、前記滑り軸受の適正油膜厚さの範囲に設定されている請求項１に記載のＸ−Ｙ移動テーブル。
【請求項３】
前記各ステージと基台間にステージ支持機構が設けられている請求項１または２に記載のＸ−Ｙ移動テーブル。
【請求項４】
前記ステージ支持機構は、前記各ステージに装着され、所定の電圧を付与することにより、当該ステージと対向する前記各基台の上面に当接する圧電素子である請求項３に記載のＸ−Ｙ移動テーブル。
【請求項５】
前記ステージ支持機構は、前記各ステージに突出自在に装着された支持棒と、この支持棒に楔係合する一対の摺動板と、この摺動板を離反させる圧電素子または油圧部、あるいは空圧室とからなり、前記摺動板の移動によって前記支持棒が下方に押し込まれ、当該ステージと対向する前記各基台の上面に当接するように構成されている請求項３に記載のＸ−Ｙ移動テーブル。
【請求項６】
電子部品のバンプを基板のランド部に加圧、接合し実装する電子部品接合装置であって、前記電子部品を吸着する吸着支持面を有する接合ヘッドと、前記吸着支持面に保持された電子部品と共に、前記接合ヘッドを回転自在に支持し、当該接合ヘッドを回転駆動する角度調整用モータを保持する軸受ブロックと、この軸受ブロックの上部に配設され、一対のガイドレールに沿って上下動自在に支持された可動コラムと、この可動コラムに配設された送り機構と、この送り機構によって前記可動コラムを直線駆動させる加圧用モータと、前記接合ヘッドに対向し、回路基板が位置決め載置されたＸ−Ｙ移動テーブルとを備えた電子部品接合装置において、
前記Ｘ−Ｙ移動テーブルを、前記請求項１乃至５いずれかに記載のＸ−Ｙ移動テーブルとしたことを特徴とする電子部品接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、集積回路のベアチップのバンプを直接プリント基板のランド部に加圧させ、超音波振動等で接合する電子部品接合装置、詳しくは、そのプリント基板を位置決めするステージにおける案内部の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイル情報通信関連商品等においては、回路実装基板のより一層の小型・軽量、高周波化による高性能化とコストダウンとが切望されている。そのため、半導体チップと回路基板の直接実装が可能なフリップチップ実装が有効となる。中でも超音波振動を利用した金属間接合は、低接続抵抗、高接合強度、短時間接合等の特徴があり、ますます注目を集めている。
【０００３】
従来、電子部品接合装置としてクリーンで高生産性を有する電子部品接合装置が知られている。この電子部品接合装置の超音波ホーンとしては、縦振動方式、横振動方式、捻じり振動方式等のものがある。例えば、回路基板のランド部にチップ部品のバンプを超音波接合する超音波ホーンとして、横振動方式の超音波ホーンが使用されている。
【０００４】
この横振動方式の超音波ホーンは、ホーンの軸長手方向に超音波振動が発生することを利用し、超音波ホーンを水平向きの姿勢にしてチップ部品を加圧した状態でバンプに横振動を与えることにより、回路基板のランド部との間に発生する摩擦熱で溶融させて超音波接合が行われる。
【０００５】
こうした電子部品接合装置の代表的なものとして、図５に示すようにものが知られている。この電子部品接合装置において、横振動方式の超音波ホーン５１は、先端側に二股状に傾斜する上下対称形状のチップ部品７１の吸着支持面５２、５２を備えている。超音波ホーン５１の中心軸上に超音波振動発生器５３が接続され、この超音波振動発生器５３で発生する所定の周波数により超音波ホーン５１に横振動が発生するようにされている。
【０００６】
超音波振動発生器５３はブラケット５４により保持され、超音波ホーン５１が斜め上方に傾斜するように固定ブロック５５に支持されている。超音波ホーン５１の傾斜角度は、下向きの吸着支持面５２が垂線に対して直交する水平向きになるように設定されている。
【０００７】
超音波ホーン５１および超音波振動発生器５３を保持している固定ブロック５５は、回転角調整ブロック５６に固定されている。この回転角調整ブロック５６は、軸受ブロック５７に垂直向きに回転自在に支承されたモータ軸５８の下端部に設けられている。また、モータ軸５８の上端部はステッピングモータ等の回転角調整用モータ５９の出力軸に直結している。
【０００８】
軸受ブロック５７は、垂直なガイドレール６０に沿って上下動する可動枠６１に支持され、この可動枠６１によってガイドレール６０の上方部分に加圧ブロック６２が支持されている。そして、加圧ブロック６２に一体に設けられたねじブロック６３に圧力調整用モータ６４の出力軸となるねじ軸６５がねじ結合されている。
【０００９】
また、可動枠６１と加圧ブロック６２との間には圧力検出器（ロードセル）６６が配置されている。この圧力検出器６６により検出された出力信号はパソコン６７から指令データが入力されている荷重制御ユニット６８にて読み込まれて荷重制御される。この荷重制御ユニット６８から指令データに基いた荷重信号として圧力調整用モータ６４が駆動され、圧力検出器６６への加圧力を調整する、所謂クローズドフィードバック制御が行われる。
【００１０】
すなわち、Ｘ−Ｙ移動テーブル６９上に位置決めされた回路基板７０に対し、超音波ホーン５１に吸着された状態でチップ部品７１が振動されて押し付けられる圧力値は、圧力調整用モータ６４と圧力検出器６６と荷重制御ユニット６８とのクローズドフィードバック制御によって一定にできるようになっている。
【００１１】
Ｘ−Ｙ移動テーブル６９は、図６に示すように、Ｘテーブル７２と、このＸテーブル７２上に載置されたＹテーブル７３とからなる。Ｘテーブル７２あるいはＹテーブル７３は、長手方向に並設された一対のレール７４、７４に直動軸受７５を介してスライド自在に載置され、レール７４、７４間に設けられたボールねじ機構７６によって駆動されている。ボールねじ機構７６は、駆動モータ７７にカップリング７８を介して連結されたねじ軸７６ａと、このねじ軸７６ａに図示しないボールを介して外挿されたナット７６ｂとからなる。このナット７６ｂがＸテーブル７２あるいはＹテーブル７３に回転不可に固定され、駆動モータ７７の回転がナット７６ｂ、すなわち、Ｘテーブル７２あるいはＹテーブル７３の直線方向の駆動に変換される。
【００１２】
また、Ｘ−Ｙ移動テーブル６９は、回路基板７０の精密な位置決め精度を確保するため、その案内部７９には有限形針状ころ軸受からなる転がり案内方式の直動軸受７５が一般的に使用されている。この直動軸受７５は、断面がＶ字状に形成されたレール７４と、長手方向に延びてこのレール７４に嵌合され、Ｙテーブル７３と一体または一体化された鞍部８０間に介装されている。
【特許文献１】特開２００２−１９０５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
こうした従来のＸ−Ｙ移動テーブル６９において、レール７４、鞍部８０および直動軸受７５からなる案内部７９は、転がり案内のため低摩擦で滑らかな直線運動が得られるという特徴を有している反面、位置決め精度は、案内部７９の剛性および直動軸受７５に負荷される重量に依存している。すなわち、テーブルの浮き上がり等を抑制するためには、Ｘテーブル７２あるいはＹテーブル７３に所定量以上の余分な重量を加える必要がある。
【００１４】
Ｘテーブル７２あるいはＹテーブル７３の余分な自重を負荷荷重として加えた場合、Ｘテーブル７２あるいはＹテーブル７３のイナーシャが大きくなるばかりでなく、これに伴い駆動モータ７７の容量を大きくしなければならない。これでは装置が大型化すると共に、コストが高騰するといった問題がある。
【００１５】
これ以外の案内方式として、滑り軸受をはじめ静圧軸受等が一般に使用されているが、滑り軸受は低コストで高負荷容量が得られる反面、摩擦抵抗が大きく、スティックスリップの発生等、適正油膜厚さを常に維持して高精度な位置決め精度を得るのは難しい。また、静圧軸受は、低摩擦で滑らかな直線運動が得られる反面、エアあるいは油圧の管理が面倒でコストが高く、限られた用途にしか採用できないといった問題があった。
【００１６】
本発明は、こうした従来の問題に鑑みこれを解決するためになされたもので、低摩擦かつ滑らかな直線運動が得られると共に、高負荷容量で低コストな位置決め精度を向上させたＸ−Ｙ移動テーブルを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、位置決め制御が容易となるばかりでなく、低コストで精度の高い電子部品の接合作業ができ、生産性を向上させことができる電子部品接合装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
係る目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、Ｘテーブルと、このＸテーブル上に載置されたＹテーブルとからなり、前記ＸテーブルおよびＹテーブルは、それぞれの基台の長手方向に並設された一対のレールと、このレール間に配設され、基台の両端部に回転自在に支承されたねじ軸、およびこのねじ軸に多数のボールを介して外挿されたナットからなるボールねじ機構と、前記ねじ軸の一端に連結された駆動モータと、前記基台の上部に載置され、前記ナットが回転不可に固定されたステージとをそれぞれ備え、前記レールに断面がＶ字型の凹溝が長手方向に沿って形成され、この凹溝に嵌合する鞍部が前記ステージの下面に突設され、前記凹溝と鞍部間に滑り軸受からなる直動軸受が構成されたＸ−Ｙ移動テーブルにおいて、前記各ステージにエア供給通路が形成され、前記各ステージを前記エア供給通路から吐出する所定のエア圧によって微小に浮上させる静圧浮上機構が設けられている構成を採用した。
【００１８】
このように、滑り案内方式の案内部を有するＸ−Ｙ移動テーブルにおいて、それぞれのステージにエア供給通路が形成され、ステージをエア供給通路から吐出する所定のエア圧によって微小に浮上させる静圧浮上機構が設けられているので、低摩擦かつ滑らかな直線運動が得られると共に、低コストで位置決め精度を向上させたＸ−Ｙ移動テーブルを提供することができる。
【００１９】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記静圧浮上機構によって浮上される各ステージの浮上量が、前記滑り軸受の適正油膜厚さの範囲に設定されていれば、起動時においても瞬時に、この滑り軸受に適正油膜が形成される。したがって、スティックスリップ等の発生を防止し、低摩擦で滑らかな直線運動が得られると共に、適度なダンパー効果を有し、停止時、稼動時等に潤滑油が滑り軸受の外部に押し出されることはなく、清浄な環境を維持することができる。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明は、前記各ステージと基台間にステージ支持機構が設けられているので、ステージの上方からの負荷容量を高めることができる。また、停止時にエアの供給を遮断しても、滑り軸受の油膜厚さは実質的に変化せず、再起動時において安定した滑らかな直線運動が得られ、サイクルタイムの短縮化を実現することができる。
【００２１】
また、前記ステージ支持機構は、請求項４に記載の発明のように、前記各ステージに装着され、所定の電圧を付与することにより、当該ステージと対向する前記各基台の上面に当接する圧電素子であっても良いし、また、請求項５に記載の発明のように、前記各ステージに突出自在に装着された支持棒と、この支持棒に楔係合する一対の摺動板と、この摺動板を離反させる圧電素子または油圧部、あるいは空圧部とからなり、前記摺動板の移動によって前記支持棒が下方に押し込まれ、当該ステージと対向する前記各基台の上面に当接するように構成されていても良い。
【００２２】
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、電子部品のバンプを基板のランド部に加圧、接合し実装する電子部品接合装置であって、前記電子部品を吸着する吸着支持面を有する接合ヘッドと、前記吸着支持面に保持された電子部品と共に、前記接合ヘッドを回転自在に支持し、当該接合ヘッドを回転駆動する角度調整用モータを保持する軸受ブロックと、この軸受ブロックの上部に配設され、一対のガイドレールに沿って上下動自在に支持された可動コラムと、この可動コラムに配設された送り機構と、この送り機構によって前記可動コラムを直線駆動させる加圧用モータと、前記接合ヘッドに対向し、回路基板が位置決め載置されたＸ−Ｙ移動テーブルとを備えた電子部品接合装置において、前記Ｘ−Ｙ移動テーブルを、この発明の前記いずれかのＸ−Ｙ移動テーブルとしたので、位置決め制御が容易となるばかりでなく、低コストで精度の高い電子部品の接合作業ができ、生産性を向上させことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のＸ−Ｙ移動テーブルは、Ｘテーブルと、このＸテーブル上に載置されたＹテーブルとからなり、前記ＸテーブルおよびＹテーブルは、それぞれの基台の長手方向に並設された一対のレールと、このレール間に配設され、基台の両端部に回転自在に支承されたねじ軸、およびこのねじ軸に多数のボールを介して外挿されたナットからなるボールねじ機構と、前記ねじ軸の一端に連結された駆動モータと、前記基台の上部に載置され、前記ナットが回転不可に固定されたステージとをそれぞれ備え、前記レールに断面がＶ字型の凹溝が長手方向に沿って形成され、この凹溝に嵌合する鞍部が前記ステージの下面に突設され、前記凹溝と鞍部間に滑り軸受からなる直動軸受が構成されたＸ−Ｙ移動テーブルにおいて、前記各ステージにエア供給通路が形成され、前記各ステージを前記エア供給通路から吐出する所定のエア圧によって微小に浮上させる静圧浮上機構が設けられているので、低摩擦かつ滑らかな直線運動が得られると共に、低コストで位置決め精度を向上させたＸ−Ｙ移動テーブルを提供することができる。
【００２４】
また、本発明の電子部品接合装置は、電子部品のバンプを基板のランド部に加圧、接合し実装する電子部品接合装置であって、前記電子部品を吸着する吸着支持面を有する接合ヘッドと、前記吸着支持面に保持された電子部品と共に、前記接合ヘッドを回転自在に支持し、当該接合ヘッドを回転駆動する角度調整用モータを保持する軸受ブロックと、この軸受ブロックの上部に配設され、一対のガイドレールに沿って上下動自在に支持された可動コラムと、この可動コラムに配設された送り機構と、この送り機構によって前記可動コラムを直線駆動させる加圧用モータと、前記接合ヘッドに対向し、回路基板が位置決め載置されたＸ−Ｙ移動テーブルとを備えた電子部品接合装置において、前記Ｘ−Ｙ移動テーブルを、この発明の前記いずれかのＸ−Ｙ移動テーブルとしたので、位置決め制御が容易となるばかりでなく、低コストで精度の高い電子部品の接合作業ができ、生産性を向上させことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
Ｘテーブルと、このＸテーブル上に載置されたＹテーブルとからなり、前記ＸテーブルおよびＹテーブルは、それぞれの基台の長手方向に並設された一対のレールと、このレール間に配設され、基台の両端部に回転自在に支承されたねじ軸、およびこのねじ軸に多数のボールを介して外挿されたナットからなるボールねじ機構と、前記ねじ軸の一端に連結された駆動モータと、前記基台の上部に載置され、前記ナットが回転不可に固定されたステージとをそれぞれ備え、前記レールに断面がＶ字型の凹溝が長手方向に沿って形成され、この凹溝に嵌合する鞍部が前記ステージの下面に突設され、前記凹溝と鞍部間に滑り軸受からなる直動軸受が構成されたＸ−Ｙ移動テーブルにおいて、前記各ステージにエア供給通路が形成され、前記各ステージを前記エア供給通路から吐出する所定のエア圧によって微小に浮上させる静圧浮上機構と、この静圧浮上機構の近傍に圧電素子からなるステージ支持機構が設けられている。
【実施例１】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電子部品接合装置の第１の実施形態を示す斜視図、図２は、図１のＸ−Ｙ移動テーブルを示す平面図、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。なお、本実施形態では、横振動方式の超音波ホーンを利用して電子部品に水平方向の超音波振動を付与することで溶融接合し実装する電子部品接合装置を例に挙げて説明する。
【００２７】
図１において、電子部品接合装置は、先端側に二股状に傾斜する横振動方式の超音波ホーン１を備えている。超音波ホーン１の中心軸上には超音波振動発生器２が接続され、この超音波振動発生器２で発生する所定の周波数により超音波ホーン１に横振動が発生するようになっている。超音波振動発生器２はブラケット３により保持され、超音波ホーン１が斜め上方に傾斜するように固定ブロック４に支持されている。超音波ホーン１の傾斜角度は、下向きの吸着支持面１ａが垂線に対して直交する水平向きになるよう１０〜１５°に設定されている。
【００２８】
超音波ホーン１および超音波振動発生器２を保持している固定ブロック４は、回転角調整ブロック５に固定されている。この回転角調整ブロック５は、軸受ブロック６を介して垂直向きに配設されたステッピングモータ等の角度調整用モータ７に連結されている。
【００２９】
駆動機構は、Ｘ−Ｙ移動テーブル８上に垂下された一対のガイドレール９、９と、このガイドレール９、９に沿ってスライド自在に支持された可動コラム１０と、この可動コラム１０に連結され、一対のガイドレール９、９間に配設されたボールねじ機構１１と、このボールねじ機構１１のねじ軸１１ａに連結され、回路基板１３に可動コラム１０を接近移動させる接近移動用モータ１２ａと、回路基板１３にチップ部品（図示せず）を接触させて加圧するリニアモータからなる加圧用モータ１２ｂとを備えている。ボールねじ機構１１を構成するナット（図示せず）は、回転自在に支承されたねじ軸１１ａに外挿され、可動コラム１０に回転不可に固定されている。このボールねじ機構１１によって加圧用モータ１２ｂの回転は直線運動に変換され、可動コラム１０が上下動する。
【００３０】
Ｘ−Ｙ移動テーブル８上には回路基板１３が位置決め載置され、可動コラム１０の下降に伴い、角度調整用モータ７、軸受ブロック６、回転角調整ブロック５、固定ブロック４および超音波ホーン１等が回路基板１３に最接近する。そして、超音波ホーン１に吸着された状態でベアチップ等のチップ部品が加圧用モータ１２ｂによって回路基板１３に押し付けられて振動が付与される。圧力検出器（図示せず）により検出された出力信号はパソコン（図示せず）から指令データが入力されている荷重制御ユニットにて読み込まれて荷重制御される。この荷重制御ユニットから指令データに基いた荷重信号として加圧用モータ１２ｂが駆動され、圧力検出器への加圧力を調整する。この時加圧される圧力値は、加圧用モータ１２ｂと圧力検出器と荷重制御ユニット（図示せず）とのクローズドフィードバック制御によって正確かつ一定になるように設定することができ、接合部の接合強度等の信頼性を高めることができる。なお、ここでは、可動コラム１０を接近移動させる接近移動用モータ１２ａと、回路基板１３にチップ部品を接触させて加圧する加圧用モータ１２ｂとからなる２つの駆動モータを例示したが、無論、接近移動用モータ１２ａをさらに加圧用として使用しても、また、加圧用モータ１２ｂを接近移動用モータとしても良い。
【００３１】
ベアチップ用カメラ（図示せず）は、例えばＣＣＤカメラ等の上下２視野小型カメラからなり、Ｘ−Ｙ移動テーブル８の上方で進退自在に配設されている。荷重制御ユニットはＣＲＴを備えた制御用コンピュータを備え、ＣＲＴの表示画面を見ながらキーボードから入力されるチップ部品の種類等の情報パラメータと、その制御用コンピュータに内蔵されたプログラムにしたがって、電子部品接合装置の各部の動作を制御する。また、ベアチップ用カメラの撮影画像を画像処理し、その結果から超音波ホーン１で移送中のチップ部品と回路基板１３との相対位置を確認する。
【００３２】
Ｘ−Ｙ移動テーブル８は、図２および図３に示すように、Ｘテーブル１４と、このＸテーブル１４上に載置されたＹテーブル１５とからなる。なお、図２において、構造を明確に示すため、一部の部品（Ｙステージ）を削除した状態で表示している。Ｘテーブル１４は、Ｘ基台２０上に、長手方向に沿って並設された一対のレール１６、１６と、このレール１６、１６間に配設されたボールねじ機構１７と、このボールねじ機構１７を構成するねじ軸１７ａの一端にカップリング１８を介して連結されたサーボモータからなる駆動モータ１９と、Ｘ基台２０の上部に配設され、ボールねじ機構１７を構成するナット１７ｂが連結されたＸステージ２１とを備えている。そして、ねじ軸１７ａは、Ｘ基台２０の両端部に装着された転がり軸受２２、２２を介して回転自在に支承されていると共に、ナット１７ｂはＸステージ２１に回転不可に固定されている。したがって、駆動モータ１９の回転が、ナット１７ｂを介してＸステージ２１の直線方向の駆動に変換される。
【００３３】
Ｘテーブル１４と同様に、Ｙテーブル１５は、Ｙ基台２８上に、長手方向に沿って並設された一対のレール２４と、このレール２４間に配設されたボールねじ機構２５と、このボールねじ機構２５を構成するねじ軸２５ａの一端にカップリング２６を介して連結された駆動モータ２７と、Ｙ基台２８の上部に配設され、ボールねじ機構２５を構成するナット２５ｂが連結されたＹステージ２９とを備えている。そして、ねじ軸２５ａは、Ｙ基台２８の両端部に装着された転がり軸受３０、３０を介して回転自在に支承されていると共に、ナット２５ｂはＹステージ２９に回転不可に固定されている。したがって、駆動モータ２７の回転が、ナット２５ｂを介してＹステージ２９の直線方向の駆動に変換される。
【００３４】
Ｙ基台２８上に並設されたレール２４、２４には断面がＶ字型の凹溝２４ａが長手方向に沿って形成され、この凹溝２４ａに嵌合し、先端部の断面がＶ字型に形成された鞍部３１がＹステージ２９の下面に突設されている。なお、鞍部３１はＹステージ２９に一体に形成されていても、また別体のものを接合させて一体化されていても良い。そして、凹溝２４ａと鞍部３１間に潤滑油が供給されて滑り軸受３２が構成されている。これらレール２４、鞍部３１および直動軸受３２からなる案内部３３は、面接触で滑り案内されているため、高負荷容量が得られる。図示はしないが、Ｘテーブル１４においてもこのＹテーブル１５と同様の案内部を備えている。
【００３５】
本実施形態では、図３に示すように、Ｙステージ２９の下面２９ａに、ボールねじ機構２５を挟んで静圧支持体２３、２３が固定されている。この静圧支持体２３は、Ｙ基台２８の上面２８ａに所定のすきまを介して対向配置されている。また、このＹステージ２９に形成されたエア供給回路より供給された圧縮空気を静圧支持体２３から所定の圧力に調整されたエアが吐出し、Ｙステージ２９を微小浮上させる。この吐出したエアはＹ基台２８の上面２８ａとの対向面に開口するエア排気通路３４より外部へ排出され、潤滑油が凹溝２４より飛散しないようにしている。このような静圧浮上機構により、Ｙステージ２９は所定量浮上することになるが、ここで、この浮上量を、前記滑り軸受３２の適正油膜厚さの範囲、例えば、２〜１０μｍに設定することにより、起動時においても瞬時に、この滑り軸受３２に適正油膜が形成される。したがって、スティックスリップ等の発生を防止し、低摩擦で滑らかな直線運動が得られると共に、適度なダンパー効果を有し、停止時、稼動時等に潤滑油が滑り軸受３２の外部に押し出されることはなく、清浄な環境を維持することができる。
【００３６】
さらに、Ｙステージ２９の下面２９ａにおける静圧支持体２３の近傍に、棒状の圧電素子からなるステージ支持機構３５が設けられている。このステージ支持機構３５は、停止時に所定の電圧が付与されることにより、その長手方向に伸張して対向するＹ基台２８の上面２８ａに当接してＹステージ２９を支持する。したがって、Ｙステージ２９の上方からの負荷容量を高めることができる。また、停止時にエアの供給を遮断しても、滑り軸受３２の油膜厚さは実質的に変化せず、再起動時において安定した滑らかな直線運動が得られ、サイクルタイムの短縮化を実現することができる。
【００３７】
ここでは、圧電素子からなるステージ支持機構３５がＹステージ２９側に設けられた構造を例示したが、これに限らず、Ｙステージ２９に加わる上方向からの負荷を支持できる機構であれば良く、例えば、Ｙステージ２９の下面２９ａに当接するようにステージ支持機構３５を構成する圧電素子をＹ基台２８側に設けても良い。
【００３８】
一方、図示はしないが、Ｘステージ２１の下面２１ａにもＹテーブル１５と同様、静圧浮上機構と、この静圧浮上機構の近傍にステージ支持機構が設けられている。また、静圧浮上機構に供給されるエアがＹステージ２９の下部２９ａとＹ基台２８の上面２８ａを通って排出されるため、Ｙステージ２９で発生した熱が効果的に冷却され、位置決め精度を向上させる。なお、３６は、Ｙ基台２８の一側面に配設されたリニアスケールで、このリニアスケール３６の出力信号に応じて駆動モータ２７の回転速度および回転方向が制御される。
【００３９】
本実施形態では、案内部に滑り案内方式を採用すると共に、ステージと基台間に静圧浮上機構を設け、その浮上量が滑り軸受の適正油膜厚さに設定されているので、低摩擦かつ滑らかな直線運動が得られると共に、低コストで位置決め精度を向上させたＸ−Ｙ移動テーブルを提供することができる。さらに、ステージの上方からの負荷容量を高めることができ、停止時にエアの供給を遮断しても、滑り軸受の油膜厚さは変化せず、再起動時において安定した滑らかな直線運動が得られ、サイクルタイムの短縮化を実現することができる。
【００４０】
また、このＸ−Ｙ移動テーブル８を備えた電子部品接合装置にあっては、位置決め制御が容易となるばかりでなく、低コストで精度の高い電子部品の接合作業ができ、生産性を向上させことができる。
【実施例２】
【００４１】
図４は、本発明に係るＸ−Ｙ移動テーブルの第２の実施形態を示す断面図である。なお、前述した実施形態とステージ支持機構のみが異なるだけで、他の同一の部品、同一部位には同じ符号を付してその重複した説明を省略する。
【００４２】
このＸ−Ｙ移動テーブルは、Ｘテーブル１４’と、このＸテーブル１４’上に載置されたＹテーブル１５’とからなる。Ｙテーブル１５’を構成するＹステージ２９’の下面２９ａには、前述した静圧支持体２３の近傍に、上部にテーパ面３７ａを有する支持棒３７と、この支持棒３７のテーパ面３７ａに係合するテーパ面３８ａを有する一対の摺動板３８と、この一対の摺動板３８、３８間に介装された圧電素子３９とからなるステージ支持機構４０が設けられている。このステージ支持機構４０を構成する圧電素子３９は、停止時に所定の電圧が付与されることにより伸張し、一対の摺動板３８、３８を水平方向に離反させる。この摺動板３８の移動により、この摺動板３８と楔係合する支持棒３７が下方に押し込まれ、Ｙ基台２８の上面２８ａに当接してＹステージ２９’を支持する。これにより、Ｙステージ２９’の上方からの負荷容量を高めることができる。また、停止時にエアの供給を遮断しても、滑り軸受３２の油膜厚さは実質的に変化せず、再起動時において安定した滑らかな直線運動が得られ、サイクルタイムの短縮化を実現することができる。
【００４３】
一方、図示はしないが、Ｘテーブル１４’におけるＸステージ２１’の下面２１ａにもＹテーブル１５’と同様、静圧浮上機構と、この静圧浮上機構の近傍にステージ支持機構が設けられている。
【００４４】
本実施形態では、ステージ支持機構として、支持棒３７と、この支持棒３７に楔係合する一対の摺動板３８、３８と、この摺動板３８を離反させる圧電素子３９からなるものを例示したが、一対の摺動板３８、３８を離反させる駆動力としては圧電素子３９に限らず、図示はしないが、一対の摺動板間に油圧室または空圧室を設け、この油圧室または空圧室に所定の油圧または空圧を供給することにより摺動板を駆動するようにしても良い。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係るＸ−Ｙ移動テーブルを備えた電子部品接合装置は、フリップチップ等のチップ部品接合に限らず、例えばギャングボンダーやその他端子接合等、半導体部品一般の電子部品接合装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るＸ−Ｙ移動テーブルを備えた電子部品接合装置の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｙ移動テーブルにおける要部を断面した平面図である。
【図３】同上、ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】本発明に係るＸ−Ｙ移動テーブルの第２の実施形態を示す断面図である。
【図５】従来の電子部品接合装置の全体の構成図である。
【図６】同上、Ｘ−Ｙ移動テーブルを示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・・・・・・・・・・・・・・・超音波ホーン
１ａ・・・・・・・・・・・・・・・・吸着支持面
２・・・・・・・・・・・・・・・・・超音波振動発生器
３・・・・・・・・・・・・・・・・・ブラケット
４・・・・・・・・・・・・・・・・・固定ブロック
５・・・・・・・・・・・・・・・・・回転角調整ブロック
６・・・・・・・・・・・・・・・・・軸受ブロック
７・・・・・・・・・・・・・・・・・角度調整用モータ
８・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｘ−Ｙ移動テーブル
９・・・・・・・・・・・・・・・・・ガイドレール
１０・・・・・・・・・・・・・・・・可動コラム
１１、１７、２５・・・・・・・・・・ボールねじ機構
１１ａ、１７ａ、２５ａ・・・・・・・ねじ軸
１２ａ・・・・・・・・・・・・・・・接近移動用モータ
１２ｂ・・・・・・・・・・・・・・・加圧用モータ
１３・・・・・・・・・・・・・・・・回路基板
１４、１４’・・・・・・・・・・・・Ｘテーブル
１５、１５’・・・・・・・・・・・・Ｙテーブル
１６、２４・・・・・・・・・・・・・レール
１７ｂ、２５ｂ・・・・・・・・・・・ナット
１８、２６・・・・・・・・・・・・・カップリング
１９、２７・・・・・・・・・・・・・駆動モータ
２０・・・・・・・・・・・・・・・・Ｘ基台
２１、２１’・・・・・・・・・・・・Ｘステージ
２１ａ、２９ａ・・・・・・・・・・・下面
２２、３０・・・・・・・・・・・・・転がり軸受
２３・・・・・・・・・・・・・・・・静圧支持体
２４ａ・・・・・・・・・・・・・・・凹溝
２８・・・・・・・・・・・・・・・・Ｙ基台
２８ａ・・・・・・・・・・・・・・・上面
２９、２９’・・・・・・・・・・・・Ｙステージ
３１・・・・・・・・・・・・・・・・鞍部
３２・・・・・・・・・・・・・・・・滑り軸受
３３・・・・・・・・・・・・・・・・案内部
３４・・・・・・・・・・・・・・・・エア排気通路
３５、４０・・・・・・・・・・・・・ステージ支持機構
３６・・・・・・・・・・・・・・・・リニアスケール
３７・・・・・・・・・・・・・・・・支持棒
３７ａ、３８ａ・・・・・・・・・・・テーパ面
３８・・・・・・・・・・・・・・・・摺動板
３９・・・・・・・・・・・・・・・・圧電素子
５１・・・・・・・・・・・・・・・・超音波ホーン
５２・・・・・・・・・・・・・・・・吸着支持面
５３・・・・・・・・・・・・・・・・超音波振動発生器
５４・・・・・・・・・・・・・・・・ブラケット
５５・・・・・・・・・・・・・・・・固定ブロック
５６・・・・・・・・・・・・・・・・回転角調整ブロック
５７・・・・・・・・・・・・・・・・軸受ブロック
５８・・・・・・・・・・・・・・・・モータ軸
５９・・・・・・・・・・・・・・・・回転角調整用モータ
６０・・・・・・・・・・・・・・・・ガイドレール
６１・・・・・・・・・・・・・・・・可動枠
６２・・・・・・・・・・・・・・・・加圧ブロック
６３・・・・・・・・・・・・・・・・ねじブロック
６４・・・・・・・・・・・・・・・・圧力調整用モータ
６５・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ軸
６６・・・・・・・・・・・・・・・・圧力検出器
６７・・・・・・・・・・・・・・・・パソコン
６８・・・・・・・・・・・・・・・・荷重制御ユニット
６９・・・・・・・・・・・・・・・・Ｘ−Ｙ移動テーブル
７０・・・・・・・・・・・・・・・・回路基板
７１・・・・・・・・・・・・・・・・チップ部品
７２・・・・・・・・・・・・・・・・Ｘテーブル
７３・・・・・・・・・・・・・・・・Ｙテーブル
７４・・・・・・・・・・・・・・・・レール
７５・・・・・・・・・・・・・・・・直動軸受
７６・・・・・・・・・・・・・・・・ボールねじ機構
７６ａ・・・・・・・・・・・・・・・ねじ軸
７６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・ナット
７７・・・・・・・・・・・・・・・・駆動モータ
７８・・・・・・・・・・・・・・・・カップリング
７９・・・・・・・・・・・・・・・・案内部
８０・・・・・・・・・・・・・・・・鞍部
【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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