(57)【要約】【課題】本発明は、重量の重いヘッドの場合であっても、高精度な回転位置決めが可能な回転位置決め装置を提供する。【解決手段】回転位置決め装置に次の手段を採用する。第１に、ベース部材と、ベース部材から突出させた支持部材と、ベース部材に回転自在に保持された回転軸と、回転軸と一体の回動レバーと、回転軸と平行な揺動軸を中心に回動可能に支持部材に取り付けられた揺動部材と、揺動部材に回転軸と直交して回転自在に支持された送りねじと、送りねじに螺着され回転軸と平行な揺動軸を中心に回動可能に回動レバーに取り付けられたナット部材と、送りねじの回転駆動手段を備えた装置とする。第２に、送りねじを回転させて、ナット部材を移動させ、回動レバーを介して回転軸を回転させて回転位置決めを行う。【選択図】　　　　図４
2004128051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、ベース部材から突出させた支持部材と、ベース部材に回転自在に保持された回転軸と、回転軸と一体となり回転軸を回転させる回動レバーと、回転軸と平行な揺動軸を中心に回動可能に支持部材に取り付けられた揺動部材と、揺動部材に回転軸と直交して回転自在に支持された送りねじと、送りねじに螺着され回転軸と平行な揺動軸を中心に回動可能に回動レバーに取り付けられたナット部材と、送りねじを回転させる回転駆動手段を備え、送りねじを回転させて、ナット部材を移動させ、回動レバーを介して回転軸を回転させることを特徴とする回転位置決め装置。
【請求項２】
回転駆動手段が、モータからなり、揺動部材と一体に設けられていることを特徴とする請求項１記載の回転位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸の回転角度の位置決めを高精度に行う装置に関するもので、ボールマウント装置の吸着ヘッドの回転位置決め装置を主眼に開発されたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりボンディングヘッドやマウントヘッドの回転位置決め装置は特許文献１乃至３に示されるように幾種類か存在した。特許文献１及び特許文献３記載のボンディング装置ではモータの回転をベルトを用いてボンディングヘッドに伝えており、特許文献２記載のマウント装置ではリンク機構を用いてモータの回転をマウントヘッドに伝えている。
【０００３】
かようにヘッドの回転軸をダイレクトに回転させる機構の場合、ボンディングヘッドやマウントヘッドに一枚のチップ保持させる程度の重量が軽い場合には精度上の問題は生じない。しかし、例えばウエハや基板に半田ボールを搭載するボールマウンタのマウントヘッドでは、数千個以上の半田ボールを一括で吸着保持するため大型化され、重量が重いヘッドとなる。かような場合には大容量のモータを利用しなければならず、その分、精度が低下してしまっていた。
また、大容量のモータを用いる場合でも、減速機を取り付けることで精度を上げることが試みられているが、上記のようなヘッドには真空源を連通するエアーホース等が接続されており、ヘッドを回転させた際に、これらエアーホース等がヘッドを押したり引いたりすることで外部負荷が作用し、減速機内でねじれが生じて精度の低下を来すことがあった。
【０００４】
【特許文献１】特開平０４−６１１３０号公報
【特許文献２】実開昭６３−１３３３号公報
【特許文献３】特許３０２４２７７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、重量の重いヘッドの場合であっても、回転軸を回転させるのに、送りねじを回転させて、ナット部材を移動させ、ナット部材の取り付けられている回動レバーを介して行うことにより、高精度な回転位置決めが可能な回転位置決め装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、回転位置決め装置に次の手段を採用する。
第１に、ベース部材と、ベース部材から突出させた支持部材と、ベース部材に回転自在に保持された回転軸と、回転軸と一体となり回転軸を回転させる回動レバーと、回転軸と平行な揺動軸を中心に回動可能に支持部材に取り付けられた揺動部材と、揺動部材に回転軸と直交して回転自在に支持された送りねじと、送りねじに螺着され回転軸と平行な揺動軸を中心に回動可能に回動レバーに取り付けられたナット部材と、送りねじを回転させる回転駆動手段を備えた装置とする。第２に、送りねじを回転させて、ナット部材を移動させ、回動レバーを介して回転軸を回転させて回転位置決めを行う。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の改良であって、回転駆動手段が、モータからなり、揺動部材と一体に設けられている回転位置決め装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、回転軸の回転位置決めを行う装置一般に利用可能なものであるが、電子部品を保持して基板などに対し、回転位置決めする場合のように精度が要求される場合に用いられるもので、より具体的には半田ボールや半導体チップを吸着保持する吸着ヘッドの回転位置決め装置に用いることを主眼とする。
【０００９】
本実施例は、ウエハレベルでの半田ボールマウント装置における吸着ヘッドの回転位置決め装置である。以下図示の実施例とともに本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施例である半田ボールマウント装置の吸着ヘッドの正面説明図であり、図２は同部分断面説明図である。
【００１０】
吸着ヘッド１を昇降させる昇降装置２に本発明におけるベース部材に相当するベースプレート３が取り付けられ、該ベースプレート３には、回転軸４が回転自在に保持され、該回転軸４の下端部に吸着ヘッド１が取り付けられている。従って、吸着ヘッド１の回転位置決めは回転軸４を回転させることにより行われる。尚、図中符号５は、吸着ヘッド１の左右方向のＸ軸移動装置である。
【００１１】
回転軸４の回転位置決め装置は、ベースプレート３から突出させた支持アーム６と、回転軸４と一体となり回転軸４を回転させる回動レバー７と、回転軸４と平行な揺動軸８を中心に回動自在に支持アーム６に取り付けられた揺動部材９と、揺動部材９に回転軸４と直交して回転自在に支持された送りねじ１０と、送りねじ１０に螺着され回転軸４と平行な揺動軸１８を中心に回動自在に回動レバー７に取り付けられたナット１１と、送りねじ１０を回転させる駆動モータ１２によりなる。
【００１２】
本発明における支持部材となる支持アーム６は、ベースプレート３に固定されており、該ベースプレート３より、図３に示されるように送りねじ１０側に突出している。支持アーム６の送りねじ１０との連結位置には、揺動部材９が回転軸４と平行な揺動軸８を中心に回動可能に取り付けられている。従って、揺動部材９は、回転軸４と同方向に回動可能であが、揺動軸８と回転軸４の距離は一定に固定されている。
【００１３】
そして、該揺動部材９に、送りねじ１０がベアリング１５を介して回転軸４と直交する方向に回転自在に支持されている。すなわち、送りねじ１０の回転力は揺動部材９には伝達されない。
【００１４】
送りねじ１０を回転させる駆動モータ１２は、揺動部材９に固定された支持プレート１９に一体的に取り付けられており、揺動部材９の揺動（回動）に従って移動する。駆動モータ１２の回転力は、プーリ１６，２６に掛けられたベルト１７によって送りねじ１０に伝えられる。
【００１５】
送りねじ１０は、ボールねじを採用している。尚、送りねじ１０に装着された符号１４は、ナット１１の移動範囲を規制するためのストッパである。
【００１６】
回動レバー７は、図３に示されるように一端で回転軸４に固定されており、他端付近には、回転軸４と平行な揺動軸１８を設け、該揺動軸１８を中心にナット１１が回動可能に取り付けられている。回転軸４と揺動軸１８の距離は固定されている。尚、回転軸４は、吸着ヘッド１の中央部に連結されているので、ナット１１は、吸着ヘッド１の端側上方に位置している。そして、該ナット１１は、回転軸４と直交して回転自在に支持された送りねじ１０に螺着されている。
【００１７】
従って、送りねじ１０が回転すると、ナット１１が移動し、これにより回動レバー７が回動する。このように回動レバー７の先端を移動させるものであるため、分解能が高くなり、このことは高精度の回転角度の調整に役立つ。尚、回動レバー７と支持アーム６の間にはスプリング１３が装着されており、回動レバー７が開く方向に付勢されている。
【００１８】
以下本実施例における回転軸４の回転位置決め動作について説明する。先ず、駆動モータ１２を作動させる。駆動モータ１２の回転力は、プーリ１６，２６及びベルト１７を介して送りねじ１０に伝達される。
【００１９】
送りねじ１０に螺着されているナット１１は、回動レバー７により送りねじ１０の回転方向に対する回転を阻止されているので、同方向には回転せず、送りねじ１０の長尺方向に前進又は後退する。ここでは図５に従って前進する場合を例にとって説明する。
【００２０】
ナット１１の前進時に、揺動部材９はベアリング１５を介して送りねじ１０を回転自在に支持しているので揺動部材９は前進せず、支持アーム６の揺動軸８に規制された位置に止まっている。
【００２１】
他方、ナット１１と揺動軸１８で連結された回動レバー７は他方端で回転軸４に固着されているので、ナット１１の前進は、回動レバー７及び回転軸４に対して同時に左方向に回動しようとする力を与える。この回転力を利用して回転軸４の回転位置決めを行うのである。図５は吸着ヘッド１を左回りに回転させて位置決めした状態を示している。
【００２２】
しかし、回動レバー７の回動は、同時にナット１１に対して回動させようとする。この回動力は揺動軸１８とナット１１の回動可能な装着だけでは対応できない。すなわち、回動レバー７は回転軸４と揺動軸１８の距離を固定しているので、送りねじ１０が回転軸４の回転方向（左右方向）に回動できなければ、ナット１１の前進は行えない。
【００２３】
本装置は、送りねじ１０の左方向への回転しようとする力によって揺動部材９が揺動軸８を支点に左方に回転し、揺動する。揺動部材９に装着された送りねじ１０も同様に揺動する。これによりナット１１の前進は可能となり、回転軸４の回転位置決めが可能となるのである。
【００２４】
尚、図６は吸着ヘッド１を右回りに回転させ位置決めした状態を示しており、かように吸着ヘッド１を右回りに回転させるには、まず、駆動モータ１２を逆回転させ、送りねじ１０を逆回転させる。そうすることでナット１１は送りねじ１０の長尺方向に後退する。ナット１１の後退により、回動レバー７は右回りに回動し、回転軸４を右回りに回動させ、吸着ヘッド１を右回りに回転させ位置決めするのである。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、送りねじに螺着され回転軸と平行な揺動軸を中心に回動可能に回動レバーに取り付けられたナット部材を、回転駆動手段にて送りねじを回転させて移動させ、回動レバーを介して回転軸を回転させるもので、送りねじを利用するものであるため、分解能を高く保て、精度の高い、回転軸の回転位置決め装置となった。
【００２６】
更に、回転軸より支持アームの揺動軸までの距離及び回転軸より回動レバーの揺動軸までの距離が固定されており、送りねじの回転によるナット部材の移動により両揺動軸間の距離のみが変化するので、該距離から角度計算を簡単に行うことができ、制御が容易となった。
【００２７】
請求項２記載の発明の効果ではあるが、回転駆動手段たるモータが揺動部材と一体に設けられているので、送りねじに対して常に一定の角度で対応できる回転位置決め装置となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸着ヘッドの正面説明図
【図２】同一部断面の正面説明図
【図３】回転位置決め装置の概略を示す平面説明図
【図４】同一部断面の側面説明図
【図５】吸着ヘッドを左回転させた状態の説明平面図
【図６】同右回転させた状態の説明平面図
【符号の説明】
１．．．．．吸着ヘッド
２．．．．．昇降装置
３．．．．．ベースプレート
４．．．．．回転軸
５．．．．．Ｘ軸移動装置
６．．．．．支持アーム
７．．．．．回動レバー
８，１８．．揺動軸
９．．．．．揺動部材
１０．．．．送りねじ
１１．．．．ナット
１２．．．．駆動モータ
１３．．．．スプリング
１４．．．．ストッパ
１５．．．．ベアリング
１６，２６．プーリ
１７．．．．ベルト
１９．．．．支持プレート
【図１】
2004128051.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004128051.tif 000006
【図５】
2004128051.tif 000007
【図６】
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