(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク間のピッチが異なる少なくとも２つの整列位置間で、複数のワークを一列に整列した状態で移載するピッチ変換移載装置であって、駆動部により回転させられるシャフトと、前記シャフトに沿って配列され、前記ワークを個々に保持する複数の搬送ヘッドと、前記シャフトの回転に伴って前記シャフトから伝達される回転運動を、その軸方向と平行な方向の直進運動に変換して、前記搬送ヘッドのうちの少なくとも基準となる搬送ヘッドを除く他の搬送ヘッドを前記シャフトに沿って移動する方向変換機構とが設けられ、前記他の搬送ヘッドには、前記シャフトの回転を所定の伝達比で前記方向変換機構に伝達する伝達機構がそれぞれ備えられ、前記他の搬送ヘッドの前記伝達機構は、その伝達比が、前記搬送ヘッドの列の前記基準となる搬送ヘッドから離れるに従って漸次大きくなり、前記搬送ヘッドの移動量が前記基準となる搬送ヘッドから離れるに従って漸次大きくなるように設定されており、前記方向転換機構は、前記シャフトに前記伝達機構を介して接続された従動回転体と、前記従動回転体を回転に伴って軸方向に移動するリードスクリューとから構成されており、前記伝達比は、前記シャフトと前記従動回転体との回転数比によって設定されていることを特徴とするピッチ変換移載装置。
【請求項２】
前記シャフトの一端部に前記基準となる搬送ヘッドが設けられ、前記他の搬送ヘッドが前記シャフトに支持されていることを特徴とする請求項１記載のピッチ変換移載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整列した複数個のワークを移載する際に、ワーク間のピッチを変換して移載するピッチ変換移載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子などの電子部品を搭載するためのセラミックス基板は、これら基板を複数形成可能な広い面積を有するセラミックスからなる板状素材の表面に、これを基板毎に区画するようにレーザ加工等によって分割溝をあらかじめ設けておき、この分割溝によって区画される領域にそれぞれ回路を形成した後、その分割溝に沿って分割することにより製造される。この場合、分割作業は支持台上に載置した板状素材の分割溝の部分を、板状素材の厚さ方向に押圧する作業となるので、分割されたセラミックス基板の個片等のワークは、もとの板状素材のときとほぼ同じピッチに整列された状態で支持台の上に配置される。このため、これらのワークを支持台上から移載してトレイの個々の仕切り枠内に整列して配置する際には、ワークのピッチをトレイの仕切りの厚さ分広げた状態に整列して移載する必要がある。
【０００３】
この種の移載装置としては、例えば、特許文献１記載のピッチ変換移載装置が知られている。特許文献１記載のピッチ変換移載装置においては、複数のガイド溝が形成された板カムと、各々のガイド溝に沿って移動自在にガイド溝に係合して装着されるワーク支持用のアタッチメントと、板カムとアタッチメントとを板カムのカム動作方向に相対的に移動させる移動機構とを備えており、板カムを移動するとアタッチメントが配列方向に沿って動いて、各アタッチメントのピッチを変えることができるようになっている。
これにより、複数個のワークを列ごとにピッチ変換して移載することが可能となっており、製品切替えの際に吸着ヘッドの交換を必要としないため、作業上の煩雑さを解消することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載のピッチ変換移載装置においては、板カムとアタッチメントとの相互移動が直線方向となるので、その移動スペースをアタッチメントの整列方向と直交する方向に延在させておく必要があり、装置構成が大掛かりになる。また、ワークの数が増えると、板カムごと作り換える必要があるなど、設計の自由度が低いものとなっている。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、装置を小型化するとともに、ワークの増加等への対応が容易なピッチ変換移載装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のピッチ変換移載装置は、ワーク間のピッチが異なる少なくとも２つの整列位置間で、複数のワークを一列に整列した状態で移載するピッチ変換移載装置であって、駆動部により回転させられるシャフトと、前記シャフトに沿って配列され、前記ワークを個々に保持する複数の搬送ヘッドと、前記シャフトの回転に伴って前記シャフトから伝達される回転運動を、その軸方向と平行な方向の直進運動に変換して、前記搬送ヘッドのうちの少なくとも基準となる搬送ヘッドを除く他の搬送ヘッドを前記シャフトに沿って移動する方向変換機構とが設けられ、前記他の搬送ヘッドには、前記シャフトの回転を所定の伝達比で前記方向変換機構に伝達する伝達機構がそれぞれ備えられ、前記他の搬送ヘッドの前記伝達機構は、その伝達比が、前記搬送ヘッドの列の前記基準となる搬送ヘッドから離れるに従って漸次大きくなり、前記搬送ヘッドの移動量が前記基準となる搬送ヘッドから離れるに従って漸次大きくなるように設定されており、前記方向転換機構は、前記シャフトに前記伝達機構を介して接続された従動回転体と、前記従動回転体を回転に伴って軸方向に移動するリードスクリューとから構成されており、前記伝達比は、前記シャフトと前記従動回転体との回転数比によって設定されていることを特徴とする。
【０００８】
シャフトの回転により基準となる搬送ヘッドを除く他の搬送ヘッドを直進移動させる構成であるので、板カム機構と比べて、装置全体を小型化することができる。また、他の搬送ヘッドには、それぞれ伝達機構が設けられているので、この搬送ヘッドのユニットを増減することでワークを一度に移載する数も簡単に増減することができる。なお、基準となる搬送ヘッドは、固定状態としてもよいが、他の搬送ヘッドと同様にシャフトの軸方向に移動させるようにしてもよい。
【０００９】
この場合、シャフトと従動回転体との回転数の組合せを変更することで伝達比を個々に変更できる。
【００１０】
また、本発明のピッチ変換移載装置において、前記シャフトの一端部に前記基準となる搬送ヘッドが設けられ、前記他の搬送ヘッドが前記シャフトに支持されているとよい。
なお、本発明のピッチ変換移載装置において、前記搬送ヘッドには、前記ワークを吸着可能な吸着機構と、各吸着機構を上下動する昇降機とが備えられているとよい。
例えば、ピッチの広い配列のワークを移載する場合等、対応する箇所の搬送ヘッドの吸着機構だけ使用することができるので、様々なワークの態様に対応することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ワーク間のピッチを変換して移載する際に、回転力を直進力に変換する構成とすることで、装置全体を小型化することができるとともに、少なくとも基準となる搬送ヘッドを除く他の搬送ヘッドに伝達機構を備えているので、各伝達機構の部品交換等により搬送ヘッド毎に伝達比を変更することが可能であり、加えて、搬送ヘッドのユニットを増減することにより、ワークの増減等への対応も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態のピッチ変換移載装置を示す正面図である。
【図２】図１のピッチ変換移載装置の側面図である。
【図３】方向変換機構を説明する図である。
【図４】図３の方向変換機構のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】ワークとなるパワーモジュールの断面図である。
【図６】セラミックス平板の分割を説明する図である。
【図７】本発明の第２実施形態のピッチ変換移載装置を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
この実施形態では、移載するワークとして、大電流、高電圧を制御するパワーモジュールに用いられる基板を適用している。
このパワーモジュールについて予め説明しておくと、パワーモジュール１は、図５に示すように、パワーモジュール用基板２と、そのパワーモジュール用基板２の表面に搭載された半導体チップ等の電子部品３とから構成される。パワーモジュール用基板２は、セラミックス基板４の表面に回路層用の金属層５が、セラミックス基板４の裏面に放熱層用の金属層６が積層されており、金属層５の上に電子部品３が搭載され、金属層６にヒートシンク７が取り付けられる構成である。
【００１４】
セラミックス基板４は、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化珪素）等の窒化物系セラミックス、もしくはＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等の酸化物系セラミックスを母材として矩形状に形成されている。
【００１５】
このように構成されるパワーモジュール１のうち、パワーモジュール用基板２は、図６に示すように、パワーモジュール用基板２を複数形成可能な広い面積を有するセラミックス平板１１の片面に、セラミックス基板毎に区画するようにレーザ加工等によって分割溝１２を予め設けておき、この分割溝１２によって区画される領域にそれぞれ金属層５，６を形成した後、その分割溝１２に沿って分割することにより製造される。セラミックス平板１１の分割作業は、例えば、支持台２００上で分割溝１２を厚さ方向に押圧することにより行う。そして、このように分割されたセラミックス基板の個片等のワークは、分割後にもとの板状素材のときとほぼ同じピッチで整列された状態で配置される。これらのワークをトレイの個々の仕切り枠内に整列して保管する際には、ワーク間のピッチをトレイの仕切りの厚さ分広げて等間隔（ピッチ）で位置決めして移載する。
【００１６】
図１及び図２は、本発明の第１実施形態のピッチ変換移載装置１００を示している。このピッチ変換移載装置１００は、前述したように分割され、支持台２００上に整列された複数個のワーク１０１を、一列に整列した状態で受け取り、少なくともワーク１０１間のピッチが異なる他の整列位置に移載するものである。
ピッチ変換移載装置１００は、図１に示すように、モータである駆動部１０と、駆動部１０により回転させられるシャフト２０と、シャフト２０に沿って配列され、ワーク１０１を個々に保持する８個の搬送ヘッド３０と、これら搬送ヘッド３０とともにシャフト２０を保持する支持体７０と、支持体７０を移動する電動テーブル等の移動機構８０とを備えている。各ワーク１０１を移載する搬送ヘッド３０は、すべて同じシャフト２０に支持されており、シャフト２０の一端部（図１の左側端部）に配置された搬送ヘッド３０は、支持体７０に固定状態とされ、この搬送ヘッド３０を基準として他の搬送ヘッド３０がシャフト２０の回転によりシャフト２０と平行な軸方向に直進移動する構成である。以下、必要に応じて、固定状態とされた基準となる搬送ヘッドを基準搬送ヘッド３０ａと称し、他の搬送ヘッドを可動搬送ヘッド３０ｂと称す。また、これらを特に区別しないときは、単に搬送ヘッド３０と総称する。
【００１７】
支持体７０には、図２に示すように、シャフト２０の回転に伴ってシャフト２０から伝達される回転運動を、その軸方向と平行な方向の直進運動に変換して、各可動搬送ヘッド３０ｂをシャフト２０と平行な方向に移動する方向変換機構４０が設けられている。
この場合、方向転換機構４０は、図３及び図４に示すように、シャフト２０に伝達機構４４を介して接続された従動回転体４２と、従動回転体４２を回転に伴って軸方向に移動するリードスクリュー４３とから構成される。
【００１８】
また、伝達機構４４は、シャフト２０の回転に伴って回転する主回転体４１と、方向変換機構４０の従動回転体４２との間をタイミングベルト４６によって接続した構成とされており、主回転体４１から伝達された回転は、タイミングベルト４６を介して従動回転体４２に伝達される。この伝達機構４４の伝達比は、後述するように、主回転体４１（又はシャフト２０）と従動回転体４２との回転数比によって設定され、主回転体４１と従動回転体４２との回転数の組合せを変更することで伝達比を個々に変更できる。
なお、主回転体４１は、シャフト２０の軸方向にスライド自在に支持されている。具体的には、シャフト２０と主回転体４１との間は、ボールスプライン構造とされており、主回転体４１は、回転方向には係止され、シャフト２０と一体に回転されるが、シャフト２０の軸方向へは移動自在（スライド自在）に支持されている。
【００１９】
前述したように、従動回転体４２はシャフト２０と平行に配置されるリードスクリュー４３に係合して設けられる。従動回転体４２には、リードスクリュー４３の雄ねじ部に係合する雌ねじ部が形成されており、回転に伴ってリードスクリュー４３の軸方向に直進移動する。このように、主回転体４１から伝達された回転は、従動回転体４２とリードスクリュー４３とによって、その軸方向への移動に変換され、基準搬送ヘッド３０ａを除く可動搬送ヘッド３０ｂが軸方向に移動される。
【００２０】
タイミングベルト４６は、主回転体４１と従動回転体４２とを周回するようにループ状をなして張架される。このタイミングベルト４６を介して、主回転体４１と従動回転体４２とが接続され、回転が伝達されるようになっている。
なお、タイミングベルト４６には、図３に示すように、テンションプーリー４７によって十分な張力が付加されている。
【００２１】
また、本実施形態においては、主回転体４１及び従動回転体４２は、ハウジング４８によって回転自在に保持されるとともに、ハウジング４８の内部にタイミングベルト４６を収容して構成されている。なお、図３に示す符号４５は、搬送ヘッド３０を貫通してシャフト２０及びリードスクリュー４３と平行に設けられ、搬送ヘッド３０の回転止めとして用いられるガイドレールである。また、符号４９は、ベアリングを示している。
そして、各搬送ヘッド３０の下端には、エアの吸排気によってワーク１０１を吸着、解放する吸着機構５０が設けられており、この吸着機構５０は、昇降機６０によって垂直方向に上下動可能となっている。
【００２２】
このように構成されたピッチ変換移載装置１００において、各可動搬送ヘッド３０ｂの伝達機構４４は、下記の表１に示すように、その伝達比が、搬送ヘッド３０の列の基準搬送ヘッド３０ａから離れるに従って（図１では左側端部から右側端部へ）漸次大きくなるように設定されており、これによって各可動搬送ヘッド３０ｂの移動量は、伝達機構４４の伝達比に応じて、列の一端から他端に向けて大きくなっている。
【００２３】
表１では、最も左側に配置され、固定状態とされている基準搬送ヘッド３０ａを「０」番として表し、この「０」番の基準搬送ヘッド３０ａから順に「７」番まで８個の搬送ヘッド３０を有している。この表１では、「１」番の可動搬送ヘッド３０ｂの移動距離に対して、例えば、「２」番の可動搬送ヘッド３０ｂは、約２倍の距離を移動することになり、順次その比率で大きくなっている。また、各可動搬送ヘッド３０ｂの伝達機構４４の伝達比は、主回転体４１と従動回転体４２との回転数比によって設定されるが、この回転数比は、主回転体４１と従動回転体４２のピッチ円直径比（歯数比でも同じ）によって求めることができる。
なお、表１の「伝達比」には、「１」番の可動搬送ヘッド３０ｂの伝達比を「１．０」とした場合の、「２」番〜「７」番の可動搬送ヘッド３０ｂの伝達比を換算して示しており、ほぼ整数倍の比率で大きくなっている。
【００２４】
【表１】
0005810519.tif 000002
【００２５】
次に、ピッチ変換移載装置１００の動作を説明する。
図１（ａ）は、各搬送ヘッド３０が最も近接した状態となる第１の位置に、各搬送ヘッド３０が配置された状態を示す。この状態から、図１（ｂ）に示す第２の位置に配置されたトレイ３００の個々の仕切り枠内に、ワーク１０１のピッチを広げながら整列して移載する。図２では、実線で示す位置Ａから、二点鎖線で示す位置Ｂに移載するまでの間に、第１の位置から第２の位置にピッチを広げるものとする。
【００２６】
先ず、図１（ａ）の状態において、昇降機６０によって吸着機構５０を下降し、ワーク１０１を吸着機構５０により保持する。次に、ワーク１０１を保持した状態で、吸着機構５０を上方に持ち上げ、駆動部１０を駆動させて、シャフト２０を回転させる。これによって、シャフト２０に支持される主回転体４１が回転し、タイミングベルト４６を介して従動回転体４２が回転するとともに、回転に伴って従動回転体４２がリードスクリュー４３に沿って直進運動して、各搬送ヘッド３０を第１の位置から第２の位置まで移動する。また、同時に移動機構８０により、図２に示す位置Ａから位置Ｂに支持体７０を移動する。
【００２７】
この際、各可動搬送ヘッド３０ｂに設けられた伝達機構４４の伝達比は、搬送ヘッド３０の列の基準搬送ヘッド３０ａから離れるに従って漸次大きくなるように設定されており、これに応じて、各可動搬送ヘッド３０ｂの移動量も、列の一端から他端に向けて大きくなっている。このため、各搬送ヘッド３０を、第１の位置と第２の位置との間で移動した場合、第１の位置でのピッチＰ１から第２の位置でのピッチＰ２にピッチ変換して、ワーク１０１をトレイ３００の仕切り枠内に整列して移載することができる。
【００２８】
上述の構成によれば、個々の搬送ヘッド３０は同じシャフト２０に支持されており、シャフト２０の回転により基準搬送ヘッド３０ａを除く可動搬送ヘッド３０ｂを直進移動させる構成であるので、板カム機構と比べて、ピッチ変換移載装置全体を小型化することができる。また、個々の可動搬送ヘッド３０ｂに、それぞれ伝達機構４４が設けられているので、可動搬送ヘッド３０ｂのユニットを増減することでワークを一度に移載する数も簡単に増減することができる。
また、各吸着機構５０に昇降機６０を設ける構成とされているので、ピッチの広い配列のワークを移載する場合等、対応する箇所の搬送ヘッド３０の吸着機構５０だけを下降状態としてワークを保持し、残りは上昇させておくことにより、様々なワークの態様に対応することができる。
【００２９】
図７は、本発明の第２実施形態のピッチ変換移載装置１１０を示している。この実施形態のピッチ変換移載装置１１０において、リードスクリュー８３は、雄ねじ部が中央部を境にして左右逆ねじに形成され、左ねじ部８３ａと右ねじ部８３ａとにより構成されている。そして、各可動搬送ヘッド３０ｂの伝達機構の伝達比は、搬送ヘッド３０の列の中央部に位置する基準搬送ヘッド３０ａを基準にして、その基準搬送ヘッド３０ａから離れるに従って漸次大きくなるように設定されている。各可動搬送ヘッド３０ｂの移動量は、伝達機構の伝達比に応じて、列の中央部から両端部に向けて大きくなっている。
すなわち、列の中央部に配置されている基準搬送ヘッド３０ａは固定されており、シャフト２０の回転によっては移動しない。この基準搬送ヘッド３０ａに対して、その両側に設けられる可動搬送ヘッド３０ｂが、それぞれリードスクリュー８３の雄ねじ部８３ａ，８３ｂに案内されて、両端部に向けて移動する構成とされている。この場合、基準搬送ヘッド３０ａに対して、右側１個目の可動搬送ヘッド３０ｂと、左側１個目の可動搬送ヘッド３０ｂとは、同じ伝達比とされ、順次左側ｎ番目と、右側ｎ番目とが同じ伝達比とされる。
その他の構成は、第１実施形態のものと同じであり、共通部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述実施形態では、伝達機構にタイミングベルトとプーリーである回転体とを用いたが、歯車を用いて接続してもよい。
【００３１】
また、基準搬送ヘッドは、上述実施形態のように、必ずしも固定状態に設ける必要はなく、移動可能に設けてもよい。
また、上述実施形態では、各可動搬送ヘッドの伝達比を整数倍として、等間隔に整列された状態のワークを、その間隔を広げた状態の等間隔に移載する場合として説明したが、本発明は、等間隔に移載する場合に限られない。各可動搬送ヘッドの伝達比を整数倍とは異なる比率として、等間隔に整列された状態のワークを、ピッチの異なる配列に移載する場合等も含むものとする。
【符号の説明】
【００３２】
１  パワーモジュール
２  パワーモジュール用基板
３  電子部品
４  セラミックス基板
５，６  金属層
７  ヒートシンク
１０  駆動部
１１  セラミックス平板
１２  分割溝
２０  シャフト
３０  搬送ヘッド
３０ａ  基準搬送ヘッド
３０ｂ  可動搬送ヘッド
４０  方向変換機構
４１  主回転体
４２  従動回転体
４３，８３  リードスクリュー
４４  伝達機構
４５  ガイドレール
４６  タイミングベルト
４７  テンションプーリー
４８  ハウジング
４９  ベアリング
５０  吸着機構
６０  昇降機
７０  支持体
８０  移動機構
８３ａ，８３ｂ  雄ねじ部
１００，１１０  ピッチ変換移載装置
１０１  ワーク
２００  支持台
３００  トレイ
【図１】
0005810519.tif 000003
【図２】
0005810519.tif 000004
【図３】
0005810519.tif 000005
【図４】
0005810519.tif 000006
【図５】
0005810519.tif 000007
【図６】
0005810519.tif 000008
【図７】
0005810519.tif 000009