(57)【要約】【課題】複雑な経路を高速で作業ヘッドを移動させることができる３軸移動テーブルおよび１軸移動テーブルを提供することを目的とする。【解決手段】塗布ヘッド５をＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向へそれぞれ移動させて基板３にペーストを描画塗布するペースト塗布装置に用いられる３軸移動テーブルの構成において、各軸の駆動源であるＸ軸モータ１１、Ｙ軸モータ２１、Ｚ軸モータ３１を全てベース部材１０に固定配置し、各軸方向へ移動する可動部の質量を極力減少させるようにする。そしてスプライン軸１５をＸ軸方向へ移動させる１軸移動テーブルを、ガイドレール１２に沿ってスライド自在なスライダ１３をＸ軸モータ１１によって駆動されるベルト１８によって平行に駆動する構成とする。これにより、高速で応答性に優れた３軸移動テーブルおよび１軸移動テーブルを実現することができる。【選択図】  図１
2004165549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品実装用装置において作業ヘッドを移動機構によって移動させる３軸移動テーブルであって、前記移動機構は、第１方向へ第１の移動ストロークで移動自在に取り付けられた第１可動部と、この第１可動部とともに第１方向に移動し、第１可動部に対して前記第１方向と直交する第２方向へ第１の移動ストロークよりも長い第２の移動ストロークで移動自在に取り付けられた第２可動部と、この第２可動部とともに第１方向および第２方向へ移動し、第２可動部に対して前記第１方向および第２方向のいずれとも直交する方向へ移動自在に取り付けられ前記作業ヘッドを保持する第３可動部と、第１駆動源によって駆動され前記第１可動部を前記第１方向へ移動させる第１移動機構と、第２駆動源によって駆動され前記第２可動部を前記第２方向へ移動させる第２移動機構と、第３駆動源によって駆動され前記第３可動部を前記第３方向へ移動させる第３移動機構と、前記第１駆動源，第２駆動源および第３駆動源を固定的に取り付けるベース部材とを備え、
前記第１移動機構は、前記第１方向への直線往復動を行う平行領域であって第１可動部の両側に位置する平行領域を２箇所有する周回経路で配設され前記第１駆動源によって正逆駆動される無端ベルトと、前記平行領域において前記無端ベルトを第１可動部に連結する連結部とを有することを特徴とする３軸移動テーブル。
【請求項２】
ベース部材上において第１方向へ移動自在に取り付けられた可動部と、前記第１方向への直線往復動を行う平行領域であって前記可動部の両側に位置する平行領域を２箇所有する周回経路で前記ベース部材に配設された無端ベルトと、前記ベース部材に配設され前記無端ベルトを正逆駆動するモータと、前記平行領域において無端ベルトを可動部に連結する連結部とを備えたことを特徴とする１軸移動テーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば基板にチップボンディング用のペーストを塗布するペースト塗布装置などの電子部品実装用装置において用いられる３軸移動テーブルおよび１軸移動テーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置製造のダイボンディング工程では、リードフレームなどの基板に半導体チップを接着するためのペーストが塗布される。このペーストの塗布は、ディスペンサから吐出されるペーストを塗布ノズルに導き基板の塗布エリア内に塗布することにより行われる。この塗布方法の一つとして、塗布ノズルによって塗布線を描くことによりペースト塗布を行う描画塗布が知られている。この描画塗布においては、接着対象のチップの形状やサイズに応じて設定されるペーストの塗布パターンにしたがって、作業ヘッドとしての塗布ノズルを移動させる。
【０００３】
この塗布ノズルを移動させる機構として、従来より３つの１軸移動テーブルを組み合わせて３次元運動を行わせる３軸移動テーブルが用いられていた。このような３軸移動テーブルに用いられる１軸移動テーブルとして、駆動されて移動する可動部が移動軸方向と直交する方向に細長い形状である場合には、スムーズな駆動を確保する必要から、可動部を２つのサーボモータにより両側から駆動する構成のものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献】
特開２０００−１１７１７１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の１軸移動テーブルでは、２つのモータを用いることから駆動機構が複雑化して１軸テーブル自体のコンパクト化が困難であった。また３軸の移動テーブルを構成する場合には、１つの可動部にさらに別の１軸移動テーブルを組み込む必要があることから、可動部の重量が不可避的に増加し、高速移動を困難なものとしていた。この結果、このような１軸テーブルを組み合わせて構成した３軸移動テーブルでは、複雑な塗布パターンを高速で描画塗布することが困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、複雑な経路を高速で作業ヘッドを移動させることができる３軸移動テーブルおよび１軸移動テーブルを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の３軸移動テーブルは、電子部品実装用装置において作業ヘッドを移動機構によって移動させる３軸移動テーブルであって、前記移動機構は、第１方向へ第１の移動ストロークで移動自在に取り付けられた第１可動部と、この第１可動部とともに第１方向に移動し、第１可動部に対して前記第１方向と直交する第２方向へ第１の移動ストロークよりも長い第２の移動ストロークで移動自在に取り付けられた第２可動部と、この第２可動部とともに第１方向および第２方向へ移動し、第２可動部に対して前記第１方向および第２方向のいずれとも直交する方向へ移動自在に取り付けられ前記作業ヘッドを保持する第３可動部と、第１駆動源によって駆動され前記第１可動部を前記第１方向へ移動させる第１移動機構と、第２駆動源によって駆動され前記第２可動部を前記第２方向へ移動させる第２移動機構と、第３駆動源によって駆動され前記第３可動部を前記第３方向へ移動させる第３移動機構と、前記第１駆動源，第２駆動源および第３駆動源を固定的に取り付けるベース部材とを備え、前記第１移動機構は、前記第１方向への直線往復動を行う平行領域であって第１可動部の両側に位置する平行領域を２箇所有する周回経路で配設され前記第１駆動源によって正逆駆動される無端ベルトと、前記平行領域において前記無端ベルトを第１可動部に連結する連結部とを有する。
【０００８】
請求項２記載の１軸移動テーブルは、ベース部材上において第１方向へ移動自在に取り付けられた可動部と、前記第１方向への直線往復動を行う平行領域であって前記可動部の両側に位置する平行領域を２箇所有する周回経路で前記ベース部材に配設された無端ベルトと、前記ベース部材に配設され前記無端ベルトを正逆駆動するモータと、前記平行領域において無端ベルトを可動部に連結する連結部とを備えた。
【０００９】
本発明によれば、第１方向への直線往復動を行う平行領域であって第１可動部の両側に位置する平行領域を２箇所有する周回経路でベース部材に配設された無端ベルトと、ベース部材に配設され無端ベルトを正逆駆動するモータと、平行領域において無端ベルトを第１可動部に連結する連結部とを有する構成とすることにより、高速で応答性に優れた３軸移動テーブルおよび１軸移動テーブルを実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のペースト塗布装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態のペースト塗布装置の部分平面図、図３は本発明の一実施の形態のペースト塗布装置の部分断面図、図４、図５は本発明の一実施の形態のペースト塗布装置の部分断面図である。
【００１１】
まず図１、図２を参照して３軸移動テーブルが組み込まれたペースト塗布装置１の構成を説明する。図１において、電子部品実装用装置であるペースト塗布装置１は、Ｘ方向（第１方向）に配設された搬送コンベア２を備えており、搬送コンベア２は基板３を矢印ａ方向に搬送する。ペースト塗布装置１は、搬送コンベア２によって搬送され位置決めされた基板３に対し、チップボンディング用のペースト４を塗布する。
【００１２】
基板３へのペースト塗布は、塗布ヘッド５（作業ヘッド）の板状のノズル保持部５ａに保持された塗布ノズル６によって行われ、塗布ノズル６に接続されたペースト吐出機構（図示省略）から、ペーストを送給することにより、塗布ノズル６から所定量のペーストが基板３の塗布面に吐出される。このとき、塗布ヘッド５を基板３に対して所定経路で移動させることにより、基板３にはペースト４が所定の描画パターンで塗布される。
【００１３】
次に、ペースト塗布装置において、所定の描画塗布作業を行うために塗布ヘッド５を移動させる３軸移動テーブルの移動機構について説明する。図１において、ベース部材１０には、塗布ヘッド５をそれぞれＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動させるための第１移動機構、第２移動機構および第３移動機構が配設されている。ベース部材１０には、搬送コンベア２の幅範囲が切り欠かれた切り欠き部１０ａが設けられており、塗布ヘッド５は切り欠き部１０ａの範囲内を、ＸおよびＹ方向に水平移動して描画塗布を行う。
【００１４】
先ず、第１可動部および第１移動機構について説明する。第１移動機構は、第１駆動源によって駆動され、第１方向へ第１の移動ストロークで移動自在に取り付けられた第１可動部を、Ｘ方向（第１方向）へ移動させる。切り欠き部１０ａのＸ方向の両側端に沿ったベース部材１０の上面には、ガイドレール１２がＸ方向に配設されている。
【００１５】
ガイドレール１２にはスライダ１３が第１の移動ストロークＳ１でスライド自在に嵌合しており、スライダ１３の上面には軸受けブロック１４が固着されている。左右２つの軸受けブロック１４は、スプライン軸１５の両端部を軸支しており、スプライン軸１５は塗布ヘッド５が装着された移動ブロック１６にＹ方向に挿通している。
【００１６】
ここで、移動ブロック１６は内部を挿通するガイドシャフト２５に沿ってＸ方向にスライド自在となっている。したがって、スプライン軸１５がガイドレール１２、スライダ１３に沿ってＸ方向に往復移動することにより、塗布ヘッド５はＸ方向に往復移動する（図２の矢印ｄ参照）。上記構成において、軸受けブロック１４およびスプライン軸１５は、第１方向へ第１の移動ストロークＳ１で移動自在に取り付けられた第１可動部となっている。
【００１７】
ベース部材１０には、一方側（図１に示す例では右側）のガイドレール１２の外側に位置して、第１駆動源であるＸ軸モータ１１が下面側から出力軸を上面に貫通させた姿勢で垂直に配設されている。Ｘ軸モータ１１の出力軸には駆動プーリ１７ａが結合されており、駆動プーリ１７ａと切り欠き部１０ａを挟んで略対称の位置には、従動プーリ１７ｂが配設されている。
【００１８】
駆動プーリ１７ａ、従動プーリ１７ｂには金属製のベルト１８（無端ベルト）が調帯されている。ベルト１８は４個のアイドラ１７ｃによってガイドされ、切り欠き部１０ａの周囲を周回して略コ字状に配設されている。ここでアイドラ１７ｃは、駆動プーリ１７ａとの間および縦動プーリ１７ｂとの間で、第１可動部（軸受けブロック１４およびスプライン軸１５）の両側に位置して、それぞれ第１方向への直線往復動を行う平行領域を形成するように配置されている。すなわちベルト１８は、第１方向への直線往復動を行う平行領域であって第１可動部の両側に位置する平行領域を２箇所有する周回経路で配設され、第１駆動源によって正逆駆動される無端ベルトとなっている。
【００１９】
そして左右２つのスライダ１３は、それぞれの外側の位置する平行領域において、ベルト連結部材１９ａ、１９ｂを介してベルト１８と連結されている。ベルト連結部材１９ａ、１９ｂは、平行領域において無端ベルトを第１可動部に連結する連結部となっている。ここで、左側のスライダ１３は内側のベルト１８と、また右側のスライダ１３は外側のベルト１８と、それぞれ連結されている。
【００２０】
したがってＸ軸モータ１１を正逆回転させてベルト１８を正逆駆動することにより、ベルト１８に連結されたスライダ１３は前述の平行領域においてＸ方向に直線往復動（矢印ｂ参照）を行う。この直線往復動において、切り欠き部１０ａをまたいで配設されたスプライン軸１５のように、細長形状の可動部を長手方向と直交する方向に駆動する場合において、上述のような構成の第１移動機構を用いることにより、細長形状の可動部をいわば両持ち支持してスプライン軸１５の両端に同一方向への駆動力を伝達することができ、安定した直線動作が実現される。この場合、望ましくはベルト１８として長さ方向の伸びが小さい金属製のベルトを採用することにより、スプライン軸１５の左右両端部の変位の振れを極小にすることができる。もちろん樹脂製など、他の材質を採用することもできる。
【００２１】
次に第２可動部および第２移動機構について、図１，図２、図３を参照して説明する。図３は、図１のＡ−Ａ断面を示している。第２移動機構は第２駆動源によって駆動され、上述の第１可動部とともに第１方向へ移動しこの第１可動部に対して第１方向と直交する第２方向（Ｙ方向）へ移動自在に取り付けられた第２可動部を、Ｙ方向（第２方向）へ移動させる。
【００２２】
図１において、ベース部材１０の上面には、切り欠き部１０ａの端部に沿ってガイドレール２２がＹ方向に配設されている。ガイドレール２２には、スライダ２３が第２のストロークＳ２でスライド自在に嵌合しており、スライダ２３の上面にはＹ移動ブロック２４が固着されている。第２のストロークＳ２は、基板３の塗布範囲に対応して決定され、第１の移動ストロークＳ１よりも長く設定される。
【００２３】
図２，図３に示すように、ガイドシャフト２５はＹ移動ブロック２４の上部に固着されている。移動ブロック１６はガイドシャフト２５に沿ってＸ方向にスライド自在であるとともに、スプライン軸１５に沿ってＹ方向にスライド自在となっている。すなわち、スライダ１３およびスライダ２３がそれぞれＸ方向、Ｙ方向に移動することにより、移動ブロック１６はＸ方向、Ｙ方向に同時に移動する。上記構成において、移動ブロック１６は、第１可動部であるスプライン軸１５に対して、第１方向と直交する第２方向へ第１の移動ストロークＳ１よりも長い第２の移動ストロークＳ２で移動自在に取り付けられた第２可動部となっている。
【００２４】
図１において、ベース部材１０には切り欠き部１０ａの一方側（図１に示す例では左側）の端部に位置して、第２駆動源であるＹ軸モータ２１が下面側から出力軸を上面に貫通させた姿勢で垂直に配設されている。Ｙ軸モータ２１の出力軸には駆動プーリ２７ａが結合されており、駆動プーリ２７ａとＹ方向の略対称位置には、従動プーリ２７ｂが配設されている。
【００２５】
駆動プーリ２７ａ、従動プーリ２７ｂにはベルト２８が調帯されており、スライダ２３は、ベルト連結部材２９を介してベルト２８と連結されている。Ｙ軸モータ２１を正逆回転させてベルト２８を正逆駆動することにより、ベルト２８に連結されたスライダ２３はＹ方向に直線往復動を行い（矢印ｃ参照）、これとともに移動ブロック１６もＹ方向に移動する。したがってＹ軸モータ２１を駆動することにより、移動ブロック１６はＹ方向に移動する。このとき、Ｘ軸モータ１１を同時に駆動することにより、移動ブロック１６はＸ方向およびＹ方向の移動を同時に行う。
【００２６】
次に第３可動部および第３移動機構について、図１〜図５を参照して説明する。図４，図５は、それぞれ図１のＢ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面を示している。第３移動機構は、第３駆動源によって駆動され、上述の第２可動部に対してＺ方向へ移動自在に取り付けられた第３可動部をＺ方向（第３方向）へ移動させる。
【００２７】
図３において、移動ブロック１６の前側面（基板３位置側）には、ガイドレール３５が垂直に配設されており、ガイドレール３５にスライド自在に嵌合したスライダ３６には、昇降部材３７が結合されている。昇降部材３７の下端部には、塗布ヘッド５を構成するノズル保持部５ａが結合されており、ノズル保持部５ａには塗布ノズル６が装着されている。したがって昇降部材３７は、作業ヘッドである塗布ヘッド５を保持する第３可動部となっている。
【００２８】
第３移動機構による第３可動部のＺ方向の駆動は、図１に示すように、Ｚ軸モータ３１を第３駆動源とし、第１Ｚ伝達部３２、スプライン軸１５および第２Ｚ伝達部３３を介して昇降部材３７を駆動する方式を採用している。先ず第１Ｚ伝達部３２について説明する。図４，図５において、ベース部材１０上に立設されたブラケット４１にはＺ軸モータ３１が水平姿勢で配設されており、Ｚ軸モータ３１の出力軸３１ａにはディスクカム４６が結合されている。
【００２９】
ブラケット４１の側面にはガイドレール４２が垂直に配設されており、ガイドレール４２にスライド自在に嵌合したスライダ４３にはＺ伝達プレート４４が固着されている。Ｚ伝達プレート４４の上部にはカムフォロア４５が装着されており、カムフォロア４５はディスクカム４６の下面側に当接している。
【００３０】
スプライン軸１５には、略Ｌ字形状の駆動アーム４８が締結ブロック４９によってスプライン軸１５に結合されている。駆動アーム４８の先端部にはカムフォロア４７が装着されており、カムフォロア４７はＺ伝達プレート４４の下端面４４ａに当接している。駆動アーム４８の他方側の端部のスプリング受け部４８ａと、スライダ１３に固着されたスプリングブラケット５０との間には、スプリング５１（引張バネ）が展張されている。スプリング５１はスプリング受け部４８ａを矢印ｊ方向に付勢しており、これにより、カムフォロア４７は下端面４４ａに対して常に押し付けられている。
【００３１】
上述の構成でＺ軸モータ３１を正逆回転駆動させてディスクカム４６を正逆回転（矢印ｇ）させると、Ｚ伝達プレート４４はディスクカム４６のカム特性に従ってＺ方向に往復移動する（矢印ｈ）。これにより駆動アーム４８には、下端面４４ａに当接したカムフォロア４７を介して、スプライン軸１５廻りの回転変位（矢印ｉ）が伝達され、この回転変位は締結ブロック４９を介してスプライン軸１５を回転変位させる。
【００３２】
ここでスプライン軸１５はガイドレール１２に沿ってＸ方向に移動するが、スプライン軸１５がＸ方向に移動しても、カムフォロア４７はＺ伝達プレート４４の下端面４４ａに当接した状態を保つ。これにより、上述の回転変位の伝達は、スプライン軸１５のＸ方向の位置に関係なく行えるようになっている。
【００３３】
次に第２Ｚ伝達部３３について、図２，図３を参照して説明する。スプライン軸１５は移動ブロック１６の下部を挿通しており、移動ブロック１６は側面に移動ブロック１６とＹ方向に一体的に移動する昇降アーム部材３９を備えている。昇降アーム部材３９はスプライン軸１５にスプールブロック４０を介して装着されており、スプールブロック４０はスプライン軸１５に対して軸方向に滑動自在に回転を伝達する。
【００３４】
昇降アーム部材３９の移動ブロック１６との一体的な移動において、移動ブロック１６は単にスプライン軸１５に沿って移動するのみであるが、昇降アーム部材３９には、第１Ｚ伝達部３２によってスプライン軸１５に伝達された回転変位が伝達される。これにより、昇降アーム部材３９には、移動ブロック１６のＹ方向の位置に関係なく、第１Ｚ伝達部３２からの回転変位が伝達される。
【００３５】
昇降アーム部材３９は昇降部材３７の側面まで延出しており、昇降アーム部材３９の先端部に装着されたカムフォロア３８は、昇降部材３７に設けられた当接部３７ａに当接している。したがって、スプライン軸１５が回転変位（矢印ｅ）することにより、カムフォロア３８がＺ方向に変位する（矢印ｆ）。これにより、昇降部材３７に結合された塗布ヘッド５の塗布ノズル６は、基板３に対して昇降する。
【００３６】
上記説明したように、本実施の形態に示す３軸移動テーブルは、塗布ヘッド５をＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向へそれぞれ移動させる第１移動機構、第２移動機構および第３移動機構の構成において、それぞれの駆動源であるＸ軸モータ１１、Ｙ軸モータ２１、Ｚ軸モータ３１を全てベース部材１０に固定配置し、各軸方向へ移動する可動部分の質量を極力減少させるようにしている。これにより、塗布ヘッド５を複雑な軌跡で移動させる必要がある描画塗布動作において、動作応答性を向上させることができ、高速で高精度の描画塗布が実現される。
【００３７】
また上述の描画塗布においては、基板幅に基づいて決定されるＹ方向のストローク（第２のストロークＳ２）に比べて、Ｘ方向の所要ストローク（第１のストロークＳ１）が小さい場合が多い。このような直交する２方向のストロークが大きく異なる直交型移動テーブルにおいて、Ｘ方向の移動を行う１軸移動テーブルの構成として、本実施の形態に示すような移動機構を採用することにより、１つの駆動原によって細長形状の可動部分を安定して移動させることが可能となり、２つの駆動源を必要としていた従来の移動機構と比較して、軽量・コンパクトな１軸移動テーブルが実現される。
【００３８】
なお本実施の形態では、３軸移動テーブルが用いられる好ましい対象としてペースト塗布装置の例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子部品搭載装置など軽量の作業ヘッドによる高速動作が求められるような装置であれば適用可能である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、第１方向への直線往復動を行う平行領域であって第１可動部の両側に位置する平行領域を２箇所有する周回経路でベース部材に配設された無端ベルトと、ベース部材に配設され無端ベルトを正逆駆動するモータと、平行領域において無端ベルトを第１可動部に連結する連結部とを有する構成とすることにより、高速で応答性に優れた３軸移動テーブルおよび１軸移動テーブルを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のペースト塗布装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態のペースト塗布装置の部分平面図
【図３】本発明の一実施の形態のペースト塗布装置の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態のペースト塗布装置の部分断面図
【図５】本発明の一実施の形態のペースト塗布装置の部分断面図
【符号の説明】
１  ペースト塗布装置
３  基板
４  ペースト
５  塗布ヘッド
６  塗布ノズル
１０  ベース部材
１１  Ｘ軸モータ
１５  スプライン軸
１６  移動ブロック
１８、２８  ベルト
１９ａ、１９ｂ、２９  ベルト連結部材
２１  Ｙ軸モータ
３１  Ｚ軸モータ
３２  第１Ｚ伝達部
３３  第２Ｚ伝達部
３７  昇降部材
【図１】
2004165549.tif 000003
【図２】
2004165549.tif 000004
【図３】
2004165549.tif 000005
【図４】
2004165549.tif 000006
【図５】
2004165549.tif 000007