(57)【要約】【課題】  ヘッドの水平方向における位置精度の向上を図る。【解決手段】  下端部に部品２００を保持するヘッド２１ａを有し少なくとも上下方向へ移動されるヘッド昇降部１８と、ヘッド昇降部を上下方向へ移動自在に支持する支持部１７とを備え、ヘッド昇降部と支持部によって昇降機構１６が構成され、昇降機構に、昇降機構の撓みを抑制してヘッドの水平方向における位置を規制する位置規制部２４が連結された。これにより、ヘッドを有する昇降機構に位置規制部が連結されるため、ヘッドと位置規制部の距離が近くなり、ヘッドから近い位置に連結された位置規制部によってヘッドの水平方向における位置が規制され、ヘッドの水平方向における位置精度の向上を図ることができる。【選択図】図３
2017054922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端部に部品を保持するヘッドを有し少なくとも上下方向へ移動されるヘッド昇降部と、
前記ヘッド昇降部を上下方向へ移動自在に支持する支持部とを備え、
前記ヘッド昇降部と前記支持部によって昇降機構が構成され、
前記昇降機構に、前記昇降機構の撓みを抑制して前記ヘッドの水平方向における位置を規制する位置規制部が連結された
部品接合装置。
【請求項２】
前記支持部に前記位置規制部が連結された
請求項１に記載の部品接合装置。
【請求項３】
前記ヘッド昇降部に前記位置規制部が連結された
請求項１に記載の部品接合装置。
【請求項４】
前記昇降機構の下端部に前記位置規制部が連結された
請求項１に記載の部品接合装置。
【請求項５】
前記支持部の下端部に前記位置規制部が連結された
請求項２に記載の部品接合装置。
【請求項６】
前記ヘッド昇降部の下端部に前記位置規制部が連結された
請求項３に記載の部品接合装置。
【請求項７】
前記昇降機構に対向する位置に固定フレームが設けられ、
前記位置規制部が前記固定フレームに固定されて前記ヘッドの水平方向における位置が規制される
請求項１乃至請求項６の何れかに記載の部品接合装置。
【請求項８】
前記昇降機構が水平方向へ移動可能とされ、
前記固定フレームに前記位置規制部の少なくとも一部が挿入される挿入孔が形成され、
前記位置規制部に、前記固定フレームに離接する方向へ移動される押付部と、前記押付部を移動させる作動部とが設けられ、
前記位置規制部は前記挿入孔に挿入された状態で前記押付部が前記固定フレームに近付く方向へ移動され前記固定フレームに押し付けられて固定される
請求項７に記載の部品接合装置。
【請求項９】
前記押付部として弾性変形可能な板バネが設けられ、
前記板バネが前記固定フレームに近付く方向へ弾性変形されたときに前記固定フレームに面接触の状態で押し付けられる
請求項８に記載の部品接合装置。
【請求項１０】
前記板バネが一対設けられ、
前記一対の板バネが反対方向へ弾性変形されて前記固定フレームにそれぞれ面接触の状態で押し付けられる
請求項９に記載の部品接合装置。
【請求項１１】
前記位置規制部が前記固定フレームに固定される固定状態と前記固定フレームに対する前記固定状態が解除される非固定状態との間で動作され、
前記作動部として水平方向において第１の方向又は第２の方向へ移動される駆動部材と作用部材が設けられ、
前記駆動部材によって前記作用部材が押圧され前記駆動部材と前記作用部材が前記第１の方向へ移動されて前記非固定状態から前記固定状態に遷移され、
前記作用部材によって前記駆動部材が押圧され前記駆動部材と前記作用部材が前記第２の方向へ移動されて前記固定状態から前記非固定状態に遷移され、
前記駆動部材と前記作用部材の間に、移動方向に直交する方向において前記作用部材の前記駆動部材に対する変位を許容する隙間が形成された
請求項８、請求項９又は請求項１０に記載の部品接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下端部にヘッドを有するヘッド昇降部が支持部に対して上下方向へ移動されヘッドに保持された部品を接合する部品接合装置についての技術分野に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開２００８−２５１５８９号公報
【背景技術】
【０００３】
電子部品等の各種の部品をヘッドによって、例えば、吸着により保持し、保持した電子部品等を基板や半導体ウエハ等の実装体における所定の接合位置に接合する部品接合装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような部品接合装置においては、下端部に電子部品等を保持するヘッドを有し上下方向へ移動されるヘッド昇降部とヘッド昇降部を移動自在に支持する支持部とが設けられている。ヘッド昇降部は、駆動モーターやガイドレール等を有する第１の移動機構によって、例えば、左右方向（Ｘ方向）へ移動され、別の駆動モーターやガイドレール等を有する第２の移動機構によって、例えば、前後方向（Ｙ方向）へ移動され、ヘッドが水平方向における任意の位置に移動される。
【０００５】
部品接合装置において、電子部品がヘッドによって保持された状態でヘッド昇降部が下降されると、電子部品が実装体の接合位置に押し当てられ、ヘッドによる電子部品に対する吸着が解除されヘッド昇降部が上昇することにより電子部品が接合位置に接合される。
【０００６】
接合位置には、例えば、複数のバンプが設けられており、電子部品の下面側には複数の電極端子が設けられており、各バンプにそれぞれ各電極端子が接合されるように部品接合装置による電子部品等の接合が行われる。
【０００７】
従って、部品接合装置においては、電子部品を保持するヘッドが第１の移動機構と第２の移動機構によって移動され水平方向において位置決めされた状態で下降され、電子部品等の接合位置に対する接合が行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記のような部品接合装置は、複数の部材が組み合わされて構成された構造物であり、ヘッドの水平方向における位置を定めるための第１の移動機構と第２の移動機構が、構造上、ヘッドから離隔した位置に配置されている。
【０００９】
このように部品接合装置は複数の部品が組み合わされて構成されているため、部品接合装置を構成する各部には構造上の撓みが生じてしまい、ヘッドとヘッドの水平方向における位置を定める各移動機構との距離が大きくなるほど各部の撓みが累積されてヘッドの水平方向における位置精度を低下させてしまう。
【００１０】
また、ヘッド昇降部が下降して電子部品等が実装位置に押し当てられるときには、ヘッド昇降部において電子部品等を押し当てる力に対する反力が生じ、ヘッド昇降部に撓みが発生するおそれがある。
【００１１】
ヘッドの位置精度が低下してしまうと、電子部品の下面側に設けられた各電極端子の各バンプに対するズレが生じ、電極端子とバンプの良好な接合状態が阻害されたり、一つの電極端子が隣り合う二つのバンプに跨った状態で接触されて短絡が生じたりするおそれがある。
【００１２】
特に、複数のヘッド昇降部が並んで設けられている部品接合装置においては、小型化の確保等の観点から隣り合うヘッド昇降部間の距離を大きくすることが困難であり、その分、ヘッド昇降部の幅も小さくなり、モーメントによるガイドレールに対する変位や撓みが大きくなり易く、ヘッドの水平方向における良好な位置精度を確保し難くなり易い。
【００１３】
そこで、本発明部品接合装置は、上記した問題点を克服し、ヘッドの水平方向における位置精度の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１に、本発明に係る部品接合装置は、下端部に部品を保持するヘッドを有し少なくとも上下方向へ移動されるヘッド昇降部と、前記ヘッド昇降部を上下方向へ移動自在に支持する支持部とを備え、前記ヘッド昇降部と前記支持部によって昇降機構が構成され、前記昇降機構に、前記昇降機構の撓みを抑制して前記ヘッドの水平方向における位置を規制する位置規制部が連結されたものである。
【００１５】
これにより、ヘッドを有する昇降機構に位置規制部が連結されるため、ヘッドと位置規制部の距離が近くなり、ヘッドから近い位置に連結された位置規制部によってヘッドの水平方向における位置が規制される。
【００１６】
第２に、上記した本発明に係る部品接合装置においては、前記支持部に前記位置規制部が連結されることが望ましい。
【００１７】
これにより、ヘッド昇降部を上下方向へ移動自在に支持する部分に位置規制部が連結される。
【００１８】
第３に、上記した本発明に係る部品接合装置においては、前記ヘッド昇降部に前記位置規制部が連結されることが望ましい。
【００１９】
これにより、位置規制部がヘッドに近付いて位置される。
【００２０】
第４に、上記した本発明に係る部品接合装置においては、前記昇降機構の下端部に前記位置規制部が連結されることが望ましい。
【００２１】
これにより、ヘッドと位置規制部の距離が近付く。
【００２２】
第５に、上記した本発明に係る部品接合装置においては、前記支持部の下端部に前記位置規制部が連結されることが望ましい。
【００２３】
これにより、位置規制部がヘッドに近付いて位置される。
【００２４】
第６に、上記した本発明に係る部品接合装置においては、前記ヘッド昇降部の下端部に前記位置規制部が連結されることが望ましい。
【００２５】
これにより、位置規制部がヘッドに近付いて位置される。
【００２６】
第７に、上記した本発明に係る部品接合装置においては、前記昇降機構に対向する位置に固定フレームが設けられ、前記位置規制部が前記固定フレームに固定されて前記ヘッドの水平方向における位置が規制されることが望ましい。
【００２７】
これにより、昇降機構と固定フレームの距離が小さくなる。
【００２８】
第８に、上記した本発明に係る部品接合装置においては、前記昇降機構が水平方向へ移動可能とされ、前記固定フレームに前記位置規制部の少なくとも一部が挿入される挿入孔が形成され、前記位置規制部に、前記固定フレームに離接する方向へ移動される押付部と、前記押付部を移動させる作動部とが設けられ、前記位置規制部は前記挿入孔に挿入された状態で前記押付部が前記固定フレームに近付く方向へ移動され前記固定フレームに押し付けられて固定されることが望ましい。
【００２９】
これにより、位置規制部の移動位置に拘わらず位置規制部が挿入孔に挿入された状態で作動部によって押付部が変位される。
【００３０】
第９に、上記した本発明に係る部品接合装置においては、前記押付部として弾性変形可能な板バネが設けられ、前記板バネが前記固定フレームに近付く方向へ弾性変形されたときに前記固定フレームに面接触の状態で押し付けられることが望ましい。
【００３１】
これにより、押付部の固定フレームに対する接触面積が大きくなる。
【００３２】
第１０に、上記した本発明に係る部品接合装置においては、前記板バネが一対設けられ、前記一対の板バネが反対方向へ弾性変形されて前記固定フレームにそれぞれ面接触の状態で押し付けられることが望ましい。
【００３３】
これにより、押付部の固定フレームに対する接触面積が大きいと共に押付部が固定フレームに２箇所で押し付けられる。
【００３４】
第１１に、上記した本発明に係る部品接合装置においては、前記位置規制部が前記固定フレームに固定される固定状態と前記固定フレームに対する前記固定状態が解除される非固定状態との間で動作され、前記作動部として水平方向において第１の方向又は第２の方向へ移動される駆動部材と作用部材が設けられ、前記駆動部材によって前記作用部材が押圧され前記駆動部材と前記作用部材が前記第１の方向へ移動されて前記非固定状態から前記固定状態に遷移され、前記作用部材によって前記駆動部材が押圧され前記駆動部材と前記作用部材が前記第２の方向へ移動されて前記固定状態から前記非固定状態に遷移され、前記駆動部材と前記作用部材の間に、移動方向に直交する方向において前記作用部材の前記駆動部材に対する変位を許容する隙間が形成されることが望ましい。
【００３５】
これにより、位置規制部が固定フレームに対して傾いた状態にされていたときに、作用部材が駆動部材に対して傾きを是正する方向へ変位される。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、ヘッドを有する昇降機構に位置規制部が連結されるため、ヘッドと位置規制部の距離が近くなり、ヘッドから近い位置に連結された位置規制部によってヘッドの水平方向における位置が規制され、ヘッドの水平方向における位置精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図２乃至図１１と共に本発明部品接合装置の実施の形態を示すものであり、本図は、部品接合装置の斜視図である。
【図２】部品接合装置の側面図である。
【図３】昇降機構等を示す拡大側面図である。
【図４】支持部と支持部に連結された位置規制部を示す拡大断面図である。
【図５】位置規制部が固定フレームに固定された状態を示す拡大断面図である。
【図６】位置規制部が固定フレームに対して上下方向に傾いて固定された状態を示す拡大断面図である。
【図７】位置規制部が固定フレームに対して左右方向に傾き、板バネの先端部が接触した状態を示す拡大断面図である。
【図８】位置規制部が固定フレームに対して左右方向に傾いて固定された状態を示す拡大断面図である。
【図９】実装体が作業ステージに保持され電子部品がヘッドに保持された状態を示す概略正面図である。
【図１０】電子部品の電極端子が実装体のバンプに押し付けられた状態を示す概略正面図である。
【図１１】電子部品の電極端子が実装体のバンプに接合され実装動作が完了した状態を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下に、本発明部品接合装置を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。尚、以下には、本発明部品接合装置を、電子部品を基板や半導体ウエハ等の実装体に実装し加圧及び加熱することにより電子部品を実装体に接合する装置に適用した例を示す。但し、本発明部品接合装置は電子部品を実装体に接合する装置に限られることはなく、例えば、実装体に予め載置されている電子部品に対して加圧及び加熱して接合する装置や、実装体に予め接合されている電子部品上に別の電子部品を加圧及び加熱する装置等にも広く適用することが可能である。
【００３９】
部品接合装置にはヘッドを有する複数のヘッド構造体が並んで配置されている。以下には、ヘッド構造体が並ぶ方向を左右方向（Ｘ方向）として説明する。尚、以下に示す上下前後左右の方向は説明の便宜上のものであり、本技術の実施に関しては、これらの方向に限定されることはない。
【００４０】
＜部品接合装置の構成＞
先ず、部品接合装置１の構成について説明する。
【００４１】
部品接合装置１は床面等に設置される基台２と基台２の上側に配置された支持フレーム３、３とを有している（図１乃至図３参照）。
【００４２】
基台２の内側には各種の制御部４、４、・・・が配置されている。
【００４３】
支持フレーム３、３は基台２の上面における後端寄りの位置に左右に離隔して取り付けられている。
【００４４】
支持フレーム３、３間には横長の連結板５が取り付けられている。連結板５は、前後両端部が他の部分より一段高くされたレール取付部５ａ、５ａとして設けられ、レール取付部５ａ、５ａ間の部分が凹状のモーター配置部５ｂとして設けられている。
【００４５】
レール取付部５ａ、５ａには、例えば、二つずつの左右に延びるガイド突部６、６、・・・が前後に離隔した状態で取り付けられている。
【００４６】
モーター配置部５ｂには第１の駆動モーター７、７、・・・が前後左右に離隔して配置されている。第１の駆動モーター７、７、・・・は、例えば、左右にそれぞれ三つずつが配置されている。第１の駆動モーター７は左右に延びるリードスクリュー７ａを有している。
【００４７】
連結板５の前端部には横長の形状に形成された固定フレーム８が取り付けられている。固定フレーム８は一部が連結板５から前方に突出され、上下に離隔して位置された固定板８ａ、８ａを有している。固定板８ａ、８ａ間の距離は一定にされており、固定板８ａ、８ａ間の空間は挿入孔９として形成されている。  
【００４８】
尚、固定フレーム８は連結板５に一体に形成されていてもよく、また、連結板５に左右に延び前方に開口する挿入孔が形成されていてもよい。このように固定フレーム８が連結板５に一体に形成され、また、連結板５に左右に延び前方に開口する挿入孔が形成されることにより、部品点数の削減による製造コストの低減を図ることができる。
【００４９】
ガイド突部６、６、・・・にはヘッド構造体１０、１０、・・・が左右方向（Ｘ方向）に移動自在に支持されている。部品接合装置１には、例えば、六つのヘッド構造体１０、１０、・・・が左右に並んで設けられているが、各図には一つのヘッド構造体１０のみを示す。
【００５０】
ヘッド構造体１０は移動ベース１１を有し、移動ベース１１がガイド突部６、６に案内されてＸ方向へ移動される。移動ベース１１は前後に延びるベース部１１ａとベース部１１ａの前後両端部における下面に取り付けられた被ガイド部突１１ｂ、１１ｂとベース部１１ａから上方に突出され前後に延びる案内突部１１ｃとを有している。移動ベース１１は被ガイド突部１１ｂ、１１ｂがそれぞれガイド突部６、６に案内されてＸ方向へ移動される。
【００５１】
移動ベース１１には少なくとも一部が下方に突出された螺合部材１２が取り付けられている。螺合部材１２は第１の駆動モーター７のリードスクリュー７ａに螺合されている。従って、第１の駆動モーター７の駆動によりリードスクリュー７ａが回転されると螺合部材１２がリードスクリュー７ａの回転方向に応じた方向へ送られて移動ベース１１がガイド突部６、６に案内されてＸ方向へ移動される。
【００５２】
移動ベース１１におけるベース部１１ａの上面には第２の駆動モーター１３が取り付けられている。第２の駆動モーター１３は前後に延びるリードスクリュー１３ａを有している。
【００５３】
移動ベース１１には移動体１４が前後方向へ移動自在に支持されている。移動体１４は前後に延びる基部１４ａと基部１４ａの前後両端部における下面に取り付けられた被案内部１４ｂ、１４ｂとを有している。移動体１４は被案内部１４ｂ、１４ｂが案内突部１１ｃに案内されて前後方向（Ｙ方向）へ移動される。
【００５４】
移動体１４には少なくとも一部が上方に突出された係合部材１５が取り付けられている。係合部材１５は第２の駆動モーター１３のリードスクリュー１３ａに螺合されている。従って、第２の駆動モーター１３の駆動によりリードスクリュー１３ａが回転されると係合部材１５がリードスクリュー１３ａの回転方向に応じた方向へ送られて移動体１４が案内突部１１ｃに案内されてＹ方向へ移動される。
【００５５】
移動体１４の前端部には昇降機構１６が取り付けられている。昇降機構１６は支持部１７とヘッド昇降部１８を有し、連結板５に取り付けられた固定フレーム８と前後方向において対向して位置されている。
【００５６】
支持部１７は上下に延びる柱状部１９と柱状部１９の前面から前方に突出されたモーターブラケット２０とを有している。
【００５７】
柱状部１９には前方へ突出され上下に延びるガイドレール部１９ａが設けられている。柱状部１９は上端部が移動体１４の前端部に取り付けられている。柱状部１９の内部にはエアー供給路１９ｂが形成され（図４参照）、エアー供給路１９ｂには図示しないエアー供給源から高圧空気が供給される。
【００５８】
ヘッド昇降部１８は、図１乃至図３に示すように、上下方向へ移動可能かつ上下方向に延びる軸を支点として軸回り方向へ回転可能とされた駆動体２１を有し、駆動体２１の下端部がヘッド２１ａとして設けられている。駆動体２１には前方に突出された取付用突部２１ｂが設けられている。ヘッド２１ａの内側には図示しないヒーターが設けられ、ヒーターとしては、例えば、パルスヒーターが用いられている。ヒーターの下面はヘッド２１ａの下面と上下方向における位置が略一致されている。
【００５９】
支持部１７のモーターブラケット２０には第３の駆動モーター２２が保持されている。
【００６０】
駆動体２１には後方に突出された被ガイド突部２１ｃが設けられ、被ガイド突部２１ｃがヘッド昇降部１８のガイドレール部１９ａに支持されている。駆動体２１は第３の駆動モーター２２によって上下方向（Ｚ方向）へ移動可能とされている。第３の駆動モーター２２によって駆動体２１が上下方向へ移動されるときには、被ガイド突部２１ｃがガイドレール部１９ａに案内される。
【００６１】
駆動体２１の内部には、図３に示すように、中心部に後述する電子部品を吸引するための第１の吸引孔２１ｄが形成され、第１の吸引孔２１ｄの周囲に後述するツールを吸引するための第２の吸引孔２１ｅ、２１ｅ、・・・が形成されている。
【００６２】
駆動体２１の取付用突部２１ｂには回転用モーター２３が取り付けられている（図１乃至図３参照）。駆動体２１は回転用モーター２３によって軸回り方向へ回転可能とされている。
【００６３】
昇降機構１６は左右方向（Ｘ方向）へ移動可能とされている。昇降機構１６の左右方向への移動は、第１の駆動モーター７によって移動ベース１１及び移動体１４が連結板５に対して左右方向へ移動されることにより移動ベース１１及び移動体１４の移動に伴って行われる。
【００６４】
また、昇降機構１６は前後方向（Ｙ方向）へも移動可能とされている。昇降機構１６の前後方向への移動は、第２の駆動モーター１３によって移動体１４が移動ベース１１に対して前後方向へ移動されることにより移動体１４の移動に伴って行われる。
【００６５】
上記のように昇降機構１６は左右方向及び上下方向へ移動可能とされ、ヘッド２１ａを有する駆動体２１は上下方向へ移動可能とされると共に軸回り方向へ回転可能とされている。従って、ヘッド２１ａは上下前後左右方向であるＸＹＺの３軸方向へ移動されると共に軸回り方向へ回転される。
【００６６】
昇降機構１６には位置規制部２４が連結されている（図３及び図４参照）。位置規制部２４は、例えば、支持部１７の下端部に連結され、支持部１７から後方に突出された状態にされている。
【００６７】
位置規制部２４は連結筒２５と連結筒２５の内部に配置された各部とを有している。
【００６８】
連結筒２５は筒体２６とバックカバー２７とから成る。筒体２６は軸方向が前後方向にされ角筒状に形成された筒部２８と筒部２８の前側の開口を閉塞する閉塞部２９と閉塞部２９の中央部から前方に突出された連結突部３０とから成る。連結突部３０には筒部２８の内部空間２８ａに連通する供給孔３０ａが形成されている。
【００６９】
位置規制部２４は連結突部３０が支持部１７の下端部に後方から連結され、供給孔３０ａが支持部１７のエアー供給路１９ｂに連通されている。従って、エアー供給路１９ｂは供給孔３０ａを介して筒部２８の内部空間２８ａに連通されている。
【００７０】
筒部２８の上面部３１と下面部３２にはそれぞれ挿脱孔３１ａ、３２ａが形成されている。上側の挿脱孔３１ａは下側の挿脱孔３２ａの真上に位置されている。
【００７１】
バックカバー２７は筒部２８の後側の開口を閉塞する状態で筒体２６に取り付けられている。バックカバー２７には前方に開口された凹状の支持凹部２７ａが形成されている。バックカバー２７には支持凹部２７ａと外部を連通するエアー流動孔２７ｂが形成されている。
【００７２】
筒部２８の上面と下面にはそれぞれ押付部として機能する板バネ３３、３３が支持されている。板バネ３３、３３は上下方向を向き前後に延びる形状に形成され、前端部が筒部２８に取り付けられ、後端寄りの部分がそれぞれ挿脱孔３２ａ、３２ｂを覆う状態にされている。板バネ３３は前端部を支点として後端部が固定板８ａに近付く方向へ弾性変形可能とされている。
【００７３】
連結筒２５の内部空間２８ａには作動部３４が配置されている。作動部３４は駆動部材３５と作用部材３６によって構成されている。
【００７４】
駆動部材３５は前後方向を向く矩形の板状に形成された作用面部３７と作用面部３７の外周部から後方に突出された周面部３８とから成る。周面部３８には外方に開口された環状の取付凹部３８ａが形成されている。取付凹部３８ａにはゴム材料等によって形成されたオーリング３９が取り付けられている。駆動部材３５はオーリング３９が筒部２８の内周面２８ｂに密着された状態で筒部２８に前後方向へ移動自在に支持されている。
【００７５】
作用部材３６は軸方向が前後方向にされた筒状のバネ挿入部４０とバネ挿入部４０の前側の開口を閉塞する受け面部４１とバネ挿入部４０の後半部から外方に突出された作用突部４２とから成る。作用突部４２は、バネ挿入部４０からの突出量が後方へ行くに従って小さくなる円錐台状に形成され、作用突部４２の外周面は後方へ行くに従ってバネ挿入部４０の中心に近付く方向へ傾斜された作用面４２ａとして形成されている。
【００７６】
作用部材３６はバネ挿入部４０の前半部が駆動部材３５の内部に後方から挿入されている。作用部材３６は作用突部４２、４２の前端間の距離Ｈ１が筒部２８における上面部３１と下面部３２の距離Ｈ２より小さくされている。作用部材３６は筒部２８に前後方向へ移動自在に支持されている。
【００７７】
バネ挿入部４０における外周面の外形の大きさＬ１は駆動部材３５の周面部３８における内周面の内形の大きさＬ２より一回り小さくされており、バネ挿入部４０の外周面と周面部３８の内周面との間には一定の大きさの隙間４３が形成されている。従って、作用部材３６は隙間４３が存在する分、駆動部材３５の移動方向である前後方向に対して略直交する方向において変位可能（傾動可能）とされている。
【００７８】
作用部材３６の受け面部４１とバックカバー２７の支持凹部２７ａとの間には付勢バネ４４が配置されている。付勢バネ４４は、例えば、圧縮コイルバネであり、一部を除いて作用部材３６のバネ挿入部４０に挿入されている。付勢バネ４４によって作用部材３６が前方へ付勢されており、受け面部４１が駆動部材３５の作用面部３７に押し付けられ、作用面部３７が筒体２６の閉塞部２９に押し付けられる。
【００７９】
筒部２８の内部空間２８ａには円筒コロ４５、４５が上下に離隔して配置されている。円筒コロ４５、４５は外周面がそれぞれ作用部材３６における作用突部４２、４２の作用面４２ａ、４２ａに接した状態で一部が筒状部２８の挿脱孔３１ａ、３２ａに挿入されている。従って、円筒コロ４５、４５は作用部材３６の前後方向への移動に伴って回転されてそれぞれ作用面４２ａ、４２ａに対する接触位置が変化され、上下方向へ移動されて挿脱孔３１ａ、３２ａに対する挿入状態が変化される。
【００８０】
位置規制部２４は一部が固定フレーム８の挿入孔９に前側から挿入されている。位置規制部２４において、支持部１７のエアー供給路１９ｂから供給孔３０ａを介して筒部２８の内部空間２８ａに高圧空気が流入されると、高圧空気によって駆動部材３５が付勢バネ４４の付勢力に反して後方へ移動され、作用面部３７によって受け面部４１が押圧されて作用部材３６が駆動部材３５に伴って後方へ移動される（図５参照）。このとき内部空間２８ａに存在する空気の一部がバックカバー２７のエアー流動孔２７ｂから外部に流出される。
【００８１】
作用部材３６が後方へ移動されると、作用突部４２、４２によってそれぞれ円筒コロ４５、４５が押圧され、円筒コロ４５、４５が作用面４２ａ、４２ａを転動しながら上下方向において互いに離隔する方向へ移動される。円筒コロ４５、４５によってそれぞれ板バネ３３、３３が押圧されて弾性変形され、板バネ３３、３３の後端部が固定フレーム８の固定板８ａ、８ａに面接触の状態で押し付けられ、位置規制部２４が固定フレーム８に対して固定されて固定状態とされる。
【００８２】
位置規制部２４が固定されることにより、位置規制部２４が連結されている支持部１７及び支持部１７に支持されたヘッド昇降部１８が固定され、ヘッド昇降部１８の下端部に設けられたヘッド２１ａの位置決めが行われる。
【００８３】
ヘッド２１ａの位置決めが行われた状態においては、固定フレーム８の挿入孔９に挿入されている位置規制部２４が固定板８ａ、８ａに対して上下方向に傾いた状態にされている可能性がある（図６参照）。このような場合において駆動部材３５と作用部材３６が後方へ移動されて板バネ３３、３３が弾性変形されたときには、板バネ３３、３３の固定板８ａ、８ａに対する接触が開始されたときに一方の板バネ３３と他方の板バネ３３で固定板８ａ、８ａに対する接触状態が異なってしまうが、バネ挿入部４０の外周面と周面部３８の内周面との間に隙間４３が形成されているため、作用部材３６が駆動部材３５に対して傾きを是正する方向へ変位される。
【００８４】
従って、板バネ３３、３３の固定板８ａ、８ａに対する接触圧が均等になり、位置規制部２４から昇降機構１６にヘッド２１ａの位置決め状態を変化させる力が付与されることがなく、ヘッド２１ａの水平方向における良好な位置精度を保持することができる。尚、上記には、位置規制部２４が固定フレーム８に対して上下方向に傾いた例を示したが、固定フレーム８が位置規制部２４に対して上下方向に傾く場合もある。この場合においても、上記の板バネ３３、３３の作用により、位置規制部２４は固定フレーム８に固定される。このように位置規制部２４の固定フレーム８に対する傾きは相対的であり、板バネ３３、３３は位置規制部２４と固定フレーム８との相対的な傾きに応じて弾性変形し、固定板８ａ、８ａにそれぞれが面接触する。
【００８５】
また、位置規制部２４が固定板８ａ、８ａに対して左右方向に傾いた状態である可能性がある。この場合には、位置規制部２４における板バネ３３、３３と円筒コロ４５、４５も固定板８ａ、８ａに対して左右方向に傾いている。このような場合において、駆動部材３５と作用部材３６が後方へ移動されたときに、板バネ３３、３３は左右方向に傾いた状態で円筒コロ４５、４５によって押圧され先端縁が固定板８ａ、８ａに接触される（図７参照）。作用部材３６がさらに後方に移動されると、円筒コロ４５、４５によって板バネ３３、３３がさらに押圧される。このとき円筒コロ４５、４５と板バネ３３、３３は、板バネ３３、３３と固定板８ａ、８ａとの接触点を支点とするように動作され、板バネ３３、３３は捩れた状態で弾性変形され、後端部が固定板８ａ、８ａに面接触の状態で押し付けられる（図８参照）。従って、位置規制部２４は固定板８ａ、８ａに対して左右方向に傾いた状態でも安定した状態で固定フレーム８に固定される。
【００８６】
尚、位置規制部２４は固定板８ａ、８ａに対して左右方向に傾いた状態で上下方向にも傾く場合もある。この場合においても、隙間４３が形成されているため、作用部材３６が駆動部材３５に対して上下の傾きを是正する方向へ変位され、板バネ３３、３３が固定板８ａ、８ａに安定した状態で面接触される。
【００８７】
尚、上記には、位置規制部２４が固定フレーム８に対して左右方向に傾いた例を示したが、固定フレーム８が位置規制部２４に対して左右方向に傾く場合もある。この場合においても、上記の板バネ３３、３３の作用により、位置規制部２４は固定フレーム８に対して固定される。このように位置規制部２４の固定フレーム８に対する傾きは相対的であり、板バネ３３、３３は位置規制部２４と固定フレーム８の相対的な傾きに応じて弾性変形され、固定板８ａ、８ａにそれぞれ面接触される。
【００８８】
また、位置規制部２４には固定フレーム８に押し付けられる押付部として機能する弾性変形可能な板バネ３３が設けられ、板バネ３３が固定フレーム８に面接触の状態で押し付けられる。
【００８９】
従って、押付部の固定フレーム８に対する接触面積が大きく、位置規制部２４の固定フレーム８に対する安定した固定状態を確保することができる。
【００９０】
さらに、一対の板バネ３３、３３が設けられ、一対の板バネ３３、３３が反対方向へ弾性変形されてそれぞれ固定フレーム８の固定板８ａ、８ａに面接触の状態で押し付けられるため、押付部の固定フレーム８に対する接触面積が大きいと共に押付部が固定フレーム８に２箇所で押し付けられ、位置規制部２４の固定フレーム８に対する一層安定した固定状態を確保することができる。尚、上記には、位置規制部２４が動作されて固定板８ａ、８ａに固定される例を示したが、部品接合装置１においては、固定板８ａ、８ａの動作により位置規制部２４が固定される構成であってもよい。例えば、固定板８ａ、８ａの双方もしくは一方が上下方向（Z方向）へ移動可能な状態で連結板５に取り付けられていてもよい。この場合に、双方もしくは一方の固定板８ａ、８ａが位置規制部２４に近付く方向へ移動され、位置規制部２４が固定版８ａ、８ａによって上下両方向から挟み込まれて位置規制部２４が固定フレーム８に固定されるように構成することが可能である。
【００９１】
位置規制部２４において、内部空間２８ａへの高圧空気の流入が停止されると、付勢バネ４４の付勢力によって作用部材３６と駆動部材３５が前方へ移動され、受け面部４１が駆動部材３５の作用面部３７に押し付けられると共に作用面部３７が筒体２６の閉塞部２９に押し付けられる（図４参照）。このときバックカバー２７のエアー流動孔２７ｂから内部空間２８ａに外部の空気が流入される。
【００９２】
作用部材３６が前方へ移動されると、板バネ３３、３３が弾性復帰されてそれぞれ円筒コロ４５、４５が板バネ３３、３３によって押圧され、円筒コロ４５、４５が作用突部４２、４２の作用面４２ａ、４２ａを転動しながら上下方向において互いに近付く方向へ移動される。板バネ３３、３３は全体がそれぞれ筒部２８の上面と下面に接触され、板バネ３３、３３によってそれぞれ挿脱孔３１ａ、３２ａが覆われる。
【００９３】
板バネ３３、３３が弾性復帰されることにより、板バネ３３、３３がそれぞれ固定フレーム８の固定板８ａ、８ａから離隔され、位置規制部２４の固定フレーム８に対する固定状態が解除されて非固定状態とされる。
【００９４】
ヘッド構造体１０、１０、・・・の下方には作業ステージ４６が配置されている（図１及び図２参照）。作業ステージ４６は基台２に取り付けられた固定脚４７、４７、・・・の上端部に固定された状態で配置されている。作業ステージ４６には複数の吸引孔が形成され、吸引孔に負圧が供給されることにより作業ステージ４６上に載置される基板や半導体ウエハ等の実装体１００が吸引されて保持される（図９参照）。尚、上記には、作業ステージ４６が基台２に固定されている例を示したが、例えば、作業ステージ４６はX方向（左右方向）とY方向（前後方向）の一方又は双方に移動可能な状態で配置されていてもよい。
【００９５】
実装体１００上には所定の回路パターンが形成され、実装体１００には回路パターンに接続されたバンプ１０１、１０１、・・・が縦横に離隔して設けられている。バンプ１０１、１０１、・・・の先端部にはそれぞれ接合材料として用いられた半田１５０、１５０、・・・が塗布されている。尚、接合材料は半田１５０に限られることはなく、溶融可能な他の金属材料であってもよい。
【００９６】
部品接合装置１には図示しないツールホルダーが配置されており、ツールホルダーにはツール４８、４８、・・・が保持されている。ツール４８は、例えば、高熱伝導材料によって形成され、ツールホルダーからヘッド昇降部１８のヘッド２１ａに吸着されることにより取り出されて用いられる。ツール４８には上下に貫通された貫通孔４８ａが形成されている。
【００９７】
ヘッド昇降部１８のヘッド２１ａはツール４８を介して電子部品２００を吸着して保持する。電子部品２００の下面側には電極端子２０１、２０１、・・・が縦横に離隔して設けられている。
【００９８】
＜部品接合装置の動作＞
次に、電子部品２００が実装体１００に接合されるときの部品接合装置１の実装動作について説明する。尚、部品接合装置１にあっては、例えば、六つのヘッド構造体１０、１０、・・・が設けられており、同時に全てのヘッド構造体１０、１０、・・・を動作させることにより、６個の電子部品２００、２００、・・・を実装体１００に接合することが可能であるが、以下には、説明を簡略化するために、一つのヘッド構造体１０の動作について説明する。
【００９９】
先ず、ヘッド構造体１０のＸＹＺ方向における動作によりツールホルダーから所定のツール４８が取り出され、ツール４８がヘッド２１ａによって保持される（図９参照）。
【０１００】
ツール４８がヘッド２１ａによって保持されると、ヘッド構造体１０のＸＹＺ方向における動作により図示しない部品収容部に載置されている電子部品２００が取り出され、電子部品２００がツール４８を介してヘッド２１ａによって保持される。このとき電子部品２００はツール４８の貫通孔４８ａを介してエアーにより吸引されてヘッド２１ａによって保持されている。
【０１０１】
作業ステージ４６には図示しない実装体搬入装置によって実装体１００が搬入されて保持されている。実装体１００は作業ステージ４６において吸引されて保持される。
【０１０２】
上記のように、ヘッド２１ａによって電子部品２００が保持されると共に作業ステージ４６によって実装体１００が保持されると、昇降機構１６による実装体１００に対する電子部品２００の接合動作（実装動作）が開始される。接合動作が開始されるときには、先ず、ヘッド構造体１０がＸ方向又はＹ方向へ移動されてヘッド２１ａの水平方向における位置決めが行われ、ヘッド２１ａに保持されている電子部品２００が実装体１００における接合位置の真上に位置される。このとき位置規制部２４は一部が固定フレーム８の挿入孔９に挿入されている。
【０１０３】
電子部品１００が実装位置の真上に位置されると、ヘッド２１ａに保持された電子部品２００の電極端子１０１、１０１、・・・がそれぞれ接合位置に存在するバンプ１０１、１０１、・・・の真上に位置されるように、駆動体２１が回転用モーター２３によって回転され駆動体２１の軸回り方向における位置が調整される。
【０１０４】
続いて、固定フレーム８の挿入孔９に挿入されている位置規制部２４において、筒部２８の内部空間２８ａに高圧空気が流入され、上記したように、作動部３４が動作されて板バネ３３、３３の後端部が固定板８ａ、８ａに面接触の状態で押し付けられ、位置規制部２４が固定フレーム８に対して固定される（図５参照）。
【０１０５】
位置規制部２４が固定されることにより、位置規制部２４が連結されている支持部１７と支持部１７に支持されたヘッド昇降部１８の水平方向における位置が規制される。
【０１０６】
このように位置規制部２４が固定されることにより、支持部１７とヘッド昇降部１８の水平方向における位置が規制されるため、昇降機構１６に撓みが生じ難く、駆動体２１が上下方向へ移動されたときにヘッド２１ａの水平方向における位置の変動が生じ難い。特に、位置規制部２４が支持部１７の下端部に連結されており、位置規制部２４とヘッド２１ａの距離が小さいため、ヘッド２１ａの水平方向における位置の変動が極めて生じ難くされている。
【０１０７】
また、上記のように位置規制部２４は挿入孔９に挿入された状態で押付部として機能する板バネ３３、３３が固定フレーム８の固定板８ａ、８ａに近付く方向へ変位されて固定フレーム８に固定される。
【０１０８】
従って、位置規制部２４の移動位置に拘わらず位置規制部２４が挿入孔９に挿入された状態で作動部３４によって板バネ３３、３３が変位されるため、昇降機構１６の移動位置に拘わらず位置規制部２４を固定フレーム８に固定することができる。
【０１０９】
位置規制部２４が固定フレーム８に固定されると、第３の駆動モーター２２によって駆動体２１が下方へ移動され、ヘッド２１ａに保持されている電子部品２００の電極端子２０１、２０１、・・・がそれぞれ実装位置に存在するバンプ１０１、１０１、・・・に塗布された半田１５０、１５０、・・・に上方から押し当てられる（図１０参照）。
【０１１０】
このとき電極端子２０１、２０１、・・・が半田１５０、１５０、・・・に押し当てられるときの加圧力によって駆動体２１が水平方向に撓み易い状態になるが、位置規制部２４が固定フレーム８に固定されているため、駆動体２１の撓みが抑制され、電極端子２０１、２０１、・・・の半田１５０、１５０、・・・に対する位置ずれが生じ難い。
【０１１１】
電極端子２０１、２０１、・・・がそれぞれ半田１５０、１５０、・・・に押し当てられると、駆動体２１に設けられたヒーターによって電子部品２００がツール４８を介して加熱される。従って、半田１５０、１５０、・・・がヒーターによって加熱され、加熱された半田１５０、１５０、・・・が溶融される。
【０１１２】
続いて、ヘッド２１ａによってツール４８が吸着された状態で駆動体２１が上方へ向けて移動される。駆動体２１が上方へ向けて移動されることにより、ヒーターによる加熱が終了し半田１５０、１５０、・・・が冷却されて固化され、半田１５０、１５０、・・・によって電極端子２０１、２０１、・・・とバンプ１０１、１０１、・・・がそれぞれ接合される（図１１参照）。
【０１１３】
駆動体２１は上方の移動端まで移動され、電子部品２００の実装体１００に対する接合動作が完了する。
【０１１４】
＜まとめ＞
以上に記載した通り、部品接合装置１にあっては、下端部にヘッド２１ａを有するヘッド昇降部１８と、ヘッド昇降部１８を支持する支持部１７とが設けられ、ヘッド昇降部１８と支持部１７によって構成された昇降機構１６に、昇降機構１６の撓みを抑制してヘッド２１ａの水平方向における位置を規制する位置規制部２４が連結されている。
【０１１５】
従って、ヘッド２１ａと位置規制部２４の距離が近くなり、ヘッド２１ａから近い位置に連結された位置規制部２４によってヘッド２１ａの水平方向における位置が規制されるため、ヘッド２１ａの水平方向における位置精度の向上を図ることができる。
【０１１６】
尚、位置規制部２４が昇降機構１６の下端部に連結されることにより、ヘッド２１ａと位置規制部２４の距離が近付くため、ヘッド２１ａの水平方向における位置精度の一層の向上を図ることができる。
【０１１７】
また、ヘッド昇降部１８を上下方向へ移動可能に支持する支持部１７に位置規制部２４が連結されているため、支持部１７と支持部１７に連結されている位置規制部２４とが上下方向へ移動されず、位置規制部２４の位置規制動作を簡素な構造によって容易に行うことができる。
【０１１８】
特に、位置規制部２４が支持部１７の下端部に連結されることにより、位置規制部２４がヘッド２１ａに近付いて位置されるため、ヘッド２１ａの水平方向における位置精度の一層の向上を図った上で、位置規制部２４の位置規制動作を簡素な構造によって容易に行うことができる。
【０１１９】
尚、上記には、支持部１７に位置規制部２４が連結された例を示したが、ヘッド昇降部１６に位置規制部２４を連結する構成にすることも可能である。この場合に、上下方向へ移動される駆動体２１に位置規制部２４が連結される構成においては、例えば、駆動体２１の移動に追従して移動される可動タイプの固定フレーム８を設け、駆動体２１が移動された位置において位置規制部２４が固定フレーム８に固定されるようにすることにより、ヘッド２１ａの水平方向における位置精度の向上を図ることができる。
【０１２０】
このようなヘッド昇降部１８に位置規制部２４が連結される場合にも、駆動体２１の下端部に位置規制部２４が連結されることにより、位置規制部２４がヘッド２１ａに近付いて位置されるため、ヘッド２１ａの水平方向における位置精度のより一層の向上を図ることができる。
【０１２１】
また、部品接合装置１にあっては、昇降機構１６に対向する位置に設けられた固定フレーム８に位置規制部２４が固定されてヘッド２１ａの水平方向における位置が規制されるため、昇降機構１６と固定フレーム８の距離が小さく、位置規制部２４が固定される部分とヘッド２１ａの距離が小さくなり、ヘッド２１ａの水平方向における位置精度の一層の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１…部品接合装置
８…固定フレーム
９…挿入孔
１６…昇降機構
１７…支持部
１８…ヘッド昇降部
２１ａ…ヘッド
２４…位置規制部
３３…板バネ（押付部）
３４…作動部
３５…駆動部材
３６…作用部材
４３…隙間
４４…付勢バネ
１００…実装体
２００…電子部品
【図１】
2017054922.tif 000003
【図２】
2017054922.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017054922.tif 000006
【図５】
2017054922.tif 000007
【図６】
2017054922.tif 000008
【図７】
2017054922.tif 000009
【図８】
2017054922.tif 000010
【図９】
2017054922.tif 000011
【図１０】
2017054922.tif 000012
【図１１】
2017054922.tif 000013