(57)【要約】【課題】超音波振動を利用した実用的な微小部品の整列装置を提供すること。【解決手段】微小部品を所定方向に向けて収容することのできる多数の透孔（１１）を整列配置して備える整列板（１２）、整列板の周縁部に沿って上方に配置されている枠体（１３）、整列板の下方に間隔をあけて配置されている、整列板の各々の透孔と対応する位置に微小部品の圧入が可能な透孔（１４）を備える弾性シート（１５）、弾性シートの下面に配置されている支持板（１６）、そして前記の整列板の上面に固定された超音波振動子（１７）を含む微小部品の整列装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小部品を所定方向に向けて収容することのできる多数の透孔を整列配置して備える整列板、該整列板の周縁部に沿って上方に配置されている枠体、該整列板の下方に間隔をあけて配置されている、整列板の各々の透孔と対応する位置に微小部品の圧入が可能な透孔を備える弾性シート、該弾性シートの下面に配置されている支持板、そして該整列板の上面に固定された超音波振動子を含む微小部品の整列装置。
【請求項２】
枠体が、整列板の周縁部に設置された二以上のスペーサを介して該整列板と間隔をあけて配置されている請求項１に記載の整列装置。
【請求項３】
枠体と二以上のスペーサとの接触面積が、整列板の上面の面積の０．１乃至３０％の範囲内にある請求項２に記載の整列装置。
【請求項４】
整列板の厚みとスペーサの厚みとを合計した値が、整列対象の微小部品の長さの１．０乃至１．７倍の範囲内の値に設定されている請求項２に記載の整列装置。
【請求項５】
超音波振動子が、整列板の多数の透孔が形成された領域の両外側に互いに平行に配置されている、各々整列板の上面に沿って伸びる一対の棒状の圧電振動子からなる請求項１に記載の整列装置。
【請求項６】
下記の工程を含む微小部品の整列方法：
（１）微小部品を所定方向に向けて収容することのできる多数の透孔を整列配置して備える整列板、該整列板の周縁部に沿って上方に配置されている枠体、該整列板の下方に間隔をあけて配置されている、整列板の各々の透孔と対応する位置に微小部品の圧入が可能な透孔を備える弾性シート、該弾性シートの下面に配置されている支持板、そして該整列板の上面に固定された超音波振動子を含む微小部品の整列装置を用意する工程；
（２）整列板の上面に多数の微小部品を供給する工程；
（３）超音波振動子に電気エネルギーを付与して該超音波振動子にて超音波振動を発振させ、この超音波振動を整列板に伝達することにより、整列板の上面に供給された微小部品を整列板の透孔に収容する工程；そして、
（４）整列板の透孔に収容された微小部品の頂面を押圧して、その底部を弾性シートの透孔に圧入して仮固定することにより、該微小部品を弾性シートに仮固定された状態にて整列配置する工程。
【請求項７】
微小部品を整列板の透孔に収容する工程に続いて、整列板の上面から該整列板の透孔に収容されていない微小部品を除去する工程を含む請求項６に記載の整列方法。
【請求項８】
超音波振動子に付与する電気エネルギーの大きさを調節することにより、整列板を１乃至１０μｍの範囲内の振幅にて超音波振動させる請求項６に記載の整列方法。
【請求項９】
超音波振動子にて周波数が１乃至１００ｋＨｚの範囲内にある超音波振動を発振させる請求項６に記載の整列方法。
【請求項１０】
微小部品が微小電子部品である請求項６に記載の整列方法。
【請求項１１】
微小部品を所定方向に向けて収容することのできる多数の透孔を整列配置して備える整列板と、該整列板の表面に固定された超音波振動子からなる微小部品の振動整列板。
【請求項１２】
超音波振動子が、整列板の多数の透孔が形成された領域の両外側に互いに平行に配置されている、各々整列板の表面に沿って伸びる一対の棒状の圧電振動子からなる請求項１１に記載の振動整列板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、チップ型電子部品に代表される微小なサイズの部品を整列するために有利に用いることができる微小部品の整列装置、そして前記の整列装置を用いた微小部品の整列方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、チップ型電子部品（微小電子部品）の端部に電極層を形成する工程においては、例えば、多数のチップ型電子部品を、粘着シートの粘着面に各々の電子部品がその一方の端部にて粘着固定された状態にて整列配置し、そして粘着シートを支持しながら各々の電子部品の他方の端部を所定の厚みに塗布された導電性ペースト中に浸漬することにより、多数の電子部品に同時に電極層が形成されている。
【０００３】
このように、多数のチップ型電子部品に同時に電極層を形成するため、粘着シートの粘着面に多数の電子部品を整列配置する装置（以下、整列装置という）が用いられている。このような整列装置は、チップ型電子部品に代表される微小電子部品に限らず、例えば、多数の精密機械部品（微小部品）を、粘着シートの粘着面に整列配置された状態にて同時に表面処理（例えば、塗装）するために用いることもできる。
【０００４】
特許文献１には、例えば、上面に粘着面が設けられた保持治具、この保持治具の上方にスペーサを介して前記保持治具と間隔をあけて配置されている、多数の整列穴（透孔）を有する整列板、そして整列板の周縁部に沿って上方に配置されている枠部（枠体）を備えるチップ型電子部品の整列保持装置（整列装置）が開示されている。そして前記の保持治具としては、例えば、金属板のような硬質板（支持板）の上面に粘着ラバー（粘着シート）を貼り付けたものが用いられている。
【０００５】
同文献の整列装置では、その整列板を振動あるいは揺動させることにより、整列板の上面に供給された多数のチップ型電子部品を、整列板の透孔に収容して整列配置させると共に、透孔に収容された各々の電子部品の一方の端部（底部）を粘着シートに粘着固定させる。そして、多数のチップ型電子部品が整列配置された粘着シートから整列板（および枠体）を分離したのち、粘着シート及び支持板（保持治具）を支持しながら、粘着シートに粘着固定された各々の電子部品の他方の端部を所定の厚みに塗布された導電性ペースト中に浸漬することにより、多数の電子部品に同時に電極層が形成される。
【０００６】
また、特許文献２には、小型コンデンサなどの電子部品（電気用小型パーツ）の端部のコーティング方法が開示されている。この方法では、多数の電子部品を整列配置するために、各々電子部品を所定方向に収容することのできる多数の透孔を備えた整列板（収容プレート）、整列板の周縁部に沿って上方に配置されている枠体（供給枠）、そして整列板の下面に接触配置され、整列板の各々の透孔と対応する位置に透孔を備える操作プレートからなる装置（以下、整列装置と云う）が用いられている。そして、前記の操作プレートの各々の透孔は、その内壁面に弾性材料がコーティングされており、前記の電子部品の圧入が可能とさている。
【０００７】
同文献の整列装置では、例えば、整列板を振動させることにより整列板の各々の透孔に電子部品を収容し、この電子部品の頂面を押圧して、その底部を操作プレートの透孔に圧入して仮固定することにより、多数の電子部品を操作プレートに仮固定された状態にて整列配置する。
【０００８】
一般に、このような公知の微小部品の整列装置においては、整列板を機械的に振動させる（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３４７６５６号公報
【特許文献２】特公昭６２−２０６８５号公報（第２図及び第６図）
【特許文献３】特開平８−７２８１９号公報（段落番号［００１０］、第１−２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記のように、従来の整列装置では、整列板の透孔に微小部品を収容させるために整列板を機械的に振動させる。このような機械的な振動はその振幅が大きいため、前記のように整列板を機械的に振動させた場合に、整列板の上面に供給された微小部品が別の微小部品、整列板の透孔の開口周縁部、あるいは枠体の内側面に強く衝突して、微小部品に大きな衝撃が付与され易い。このような衝撃は、直ちに微小部品に破損を生じさせるとは限らないが、なるべく小さいことが望ましい。
【００１１】
また、従来の整列装置においては、微小部品のサイズが小さくなるに従い、微小部品が静電気により整列板に吸着して整列板の上面を移動し難くなる。このように整列板に吸着した微小部品を整列板の透孔に収容するために整列板を更に大きな振幅で機械的に振動させると、微小部品に大きな衝撃が付与され、この微小部品が整列板の上面を飛び跳ねるように移動することがある。このため、微小部品を整列板の透孔に収容するために必要な時間、すなわち微小部品を整列するために必要な時間が長くなる傾向にある。
【００１２】
本発明の課題は、上記の問題を解決する実用的な微小部品の整列装置及び整列方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、微小部品を所定方向に向けて収容することのできる多数の透孔を整列配置して備える整列板、整列板の周縁部に沿って上方に配置されている枠体、整列板の下方に間隔をあけて配置されている、整列板の各々の透孔と対応する位置に微小部品の圧入が可能な透孔を備える弾性シート、弾性シートの下面に配置されている支持板、そして前記の整列板の上面に固定された超音波振動子を含む微小部品の整列装置にある。
【００１４】
本発明の整列装置の好ましい態様は、次の通りである。
ａ）枠体が、整列板の周縁部に設置された二以上のスペーサを介して整列板と間隔をあけて配置されている。
ｂ）前記のａ）の整列装置において、枠体と二以上のスペーサとの接触面積が、整列板の上面の面積の０．１乃至３０％の範囲内にある。
ｃ）前記のａ）の整列装置において、整列板の厚みとスペーサの厚みとを合計した値が、整列対象の微小部品の長さの１．０乃至１．７倍の範囲内の値に設定されている。
ｄ）超音波振動子が、整列板の多数の透孔が形成された領域の両外側に互いに平行に配置されている、各々整列板の上面に沿って伸びる一対の棒状の圧電振動子から構成されている。
【００１５】
本発明はまた、下記の（１）〜（４）の工程を含む微小部品の整列方法にもある。
（１）微小部品を所定方向に向けて収容することのできる多数の透孔を整列配置して備える整列板、整列板の周縁部に沿って上方に配置されている枠体、整列板の下方に間隔をあけて配置されている、整列板の各々の透孔と対応する位置に微小部品の圧入が可能な透孔を備える弾性シート、弾性シートの下面に配置されている支持板、そして前記の整列板の上面に固定された超音波振動子を含む微小部品の整列装置を用意する工程。
（２）整列板の上面に多数の微小部品を供給する工程。
（３）超音波振動子に電気エネルギーを付与して超音波振動子にて超音波振動を発振させ、この超音波振動を整列板に伝達することにより、整列板の上面に供給された微小部品を整列板の透孔に収容する工程。
（４）整列板の透孔に収容された微小部品の頂面を押圧して、その底部を弾性シートの透孔に圧入して仮固定することにより、前記の微小部品を弾性シートに仮固定された状態にて整列配置する工程。
【００１６】
本発明の整列方法の好ましい態様は、次の通りである。
ａ）前記の微小部品を整列板の透孔に収容する工程に続いて、整列板の上面から整列板の透孔に収容されていない微小部品を除去する工程を含む。
ｂ）超音波振動子に付与する電気エネルギーの大きさを調節することにより、整列板を１乃至１０μｍの範囲内の振幅にて超音波振動させる。
ｃ）超音波振動子にて周波数が１乃至１００ｋＨｚの範囲内にある超音波振動を発振させる。
ｄ）微小部品が微小電子部品である。
【００１７】
本発明は更にまた、微小部品を所定方向に向けて収容することのできる多数の透孔を整列配置して備える整列板と、この整列板の表面に固定された超音波振動子からなる微小部品の振動整列板にもある。
【００１８】
本発明の振動整列板の好ましい態様は、次の通りである。
ａ）超音波振動子が、整列板の多数の透孔が形成された領域の両外側に互いに平行に配置されている、各々整列板の表面に沿って伸びる一対の棒状の圧電振動子から構成されている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の整列装置（整列方法）は、多数の微小部品をこれらの微小部品に大きな衝撃を付与することなく整列配置することができる実用的な装置（方法）である。
本発明の振動整列板を用いることにより、多数の微小部品をこれらの微小部品に大きな衝撃を付与することなく整列配置する各種の構成の整列装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
先ず、本発明の微小部品の整列装置を、添付の図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の微小部品の整列装置１０の構成例を示す断面図である。
【００２２】
図１に示す本発明の微小部品の整列装置１０は、微小部品を所定方向に向けて収容することのできる多数の透孔１１、１１、〜を整列配置して備える整列板１２、整列板１２の周縁部に沿って上方に配置されている枠体１３、整列板１２の下方に間隔をあけて配置されている、整列板１２の各々の透孔１１と対応する位置に微小部品の圧入が可能な透孔１４を備える弾性シート１５、弾性シート１５の下面に配置されている支持板１６、そして前記の整列板１２の上面に固定された超音波振動子１７などから構成されている。
【００２３】
この整列装置１０の構成の理解を容易とするため、先ず整列装置１０を用いた微小部品の整列方法（本発明の微小部品の整列方法）を、添付の図１〜図６を参照しながら説明する。
【００２４】
本発明の微小部品の整列方法は、下記（１）〜（４）の工程を実施することからなる。
（１）例えば、チップ型電子部品（微小部品）を所定方向に向けて収容することのできる多数の透孔１１、１１、〜を整列配置して備える整列板１２、整列板１２の周縁部に沿って上方に配置されている枠体１３、整列板１２の下方に間隔をあけて配置されている、整列板１２の各々の透孔１１と対応する位置に前記の電子部品の圧入が可能な透孔１４を備える弾性シート１５、弾性シート１５の下面に配置されている支持板１６、そして前記の整列板１２の上面に固定された超音波振動子１７を含む微小部品の整列装置１０を用意する工程（図１参照）。
（２）整列板１２の上面に、多数のチップ型電子部品１８、１８、〜を供給する工程（図２参照）。
（３）超音波振動子１７に、例えば、電源１９にて発生した電気エネルギー（例、交流電圧）を付与して超音波振動子１７にて超音波振動を発振させ、この超音波振動を整列板１２に伝達することにより、整列板１２の上面に供給された電子部品１８を整列板１２の透孔１１に収容する工程（図３参照）。
（４）整列板１２の透孔１１に収容された電子部品１８の頂面を、例えば、整列板１２の多数の透孔１１、１１、〜と対応する多数のピン２１、２１、〜を持つ押圧具２２を用いて押圧して、電子部品１８の底部を弾性シート１５の透孔１４に圧入して仮固定することにより、電子部品１８を弾性シート１５に仮固定された状態にて整列配置する工程（図５参照）。
【００２５】
そして、図６に示すように電子部品１８が仮固定された弾性シート１５から、整列板、枠体、そして支持板を取り除いたのち、この弾性シート１５を支持しながら、弾性シート１５に仮固定された各々の電子部品１８の弾性シート１５の側とは逆側の端部を所定の厚みに塗布された導電性ペースト中に浸漬することにより、多数の電子部品１８、１８、〜に同時に電極層を形成することができる。
【００２６】
本発明の整列方法では、整列板１２の上面に固定された超音波振動子１７が発振する超音波振動を整列板１２に付与して整列板１２を超音波振動させる。整列板１２の上面に供給された微小部品１８が前記の超音波振動によって揺動を開始することで整列板１２上で微細な跳動が発生し、このため微小部品１８は整列板１２との連続の接触を持続することができず、この接触面の減少が整列板１２と微小部品１８の静止摩擦抵抗を減じる。すなわち、整列板１２が超音波振動すると、整列板１２とその上面に供給された微小部品との摩擦抵抗が大幅に低減するため、この電子部品は整列板１２の上面を滑るように移動して整列板１２の透孔１１に収容される。また、整列板１２は、微小な（例えば、１〜１０μｍ程度の）振幅で超音波振動するため、その上面に供給される微小部品に付与される衝撃は非常に小さい。このように、本発明の整列方法は、多数の微小部品をこれらの微小部品に大きな衝撃を付与することなく整列配置することができる実用的な方法である。
【００２７】
なお、上記の本発明の微小部品の整列方法には、前記（２）の工程の前に、予め超音波振動子１７に電気エネルギーを付与して超音波振動子１７にて超音波振動を発振させておき、次に前記（２）の整列板１２の上面に多数のチップ型電子部品（微小部品）１８、１８、〜を供給する工程を実施し、そして前記（３）の工程を実施する方法、すなわち上記（２）の工程の前後を通じて超音波振動子１７にて超音波振動を継続的に発振させる方法も含まれる。
【００２８】
そして、本発明の整列方法においては、前記（３）の電子部品（微小部品）を整列板の透孔に収容する工程に続いて、整列板１２の上面から整列板１２の透孔１１に収容されていない電子部品１８を除去する工程（図４参照）を含むことが好ましい。
【００２９】
整列板１２の上面に供給される電子部品（微小部品）１８の数が整列板１２の透孔１１の数よりも多いと、前記（３）の電子部品を整列板の透孔に収容する工程を実施したのちに、図３に示すように整列板１２の上面に透孔１１に収容されていない電子部品１８が残る。このように整列板１２の上面に残された電子部品１８は、図５に示すように整列板１２の透孔１１に収容された電子部品１８の頂面を押圧具２２のピン２１で押圧する際に、前記ピン２１の透孔１１の内部への進入を妨げる。
【００３０】
整列板１２の上面から整列板１２の透孔１１に収容されていない電子部品（微小部品）１８を除去する方法の例としては、前記（３）の工程にて電子部品を整列板１２の透孔１１に収容したのちに、整列板１２を傾斜移動させたり、あるいは整列板１２の上面に残った電子部品に圧縮空気を吹き付けたりするなどして、整列板１２の上面に残った電子部品を整列板１２の周縁部に移動する方法が挙げられる。
【００３１】
次に、本発明の微小部品の整列装置１０の構成を、添付の図１〜図６、そして図７に示す整列装置１０の分解斜視図を参照しながら詳しく説明する。
【００３２】
整列装置１０は、例えば、端面が一辺０．２ｍｍの正方形で、そして長さが０．４ｍｍの角柱状の微小部品（チップ型電子部品）を整列配置する装置である。
【００３３】
整列板１２は、前記の微小部品を所定方向に向けて収容することのできる多数の透孔１１、１１、〜を整列配置した状態にて備えている。
【００３４】
整列板１２の各々の透孔１１の直径は、前記の微小部品が、その長さ方向を上下方向に一致させて（所定方向に向けて）収容されるように、前記の微小部品の端面のサイズ（前記の角柱状の微小部品の場合、その正方形の端面の対角線の長さ）よりも大きく、かつ微小部品の長さよりも小さな値（例えば、０．３５ｍｍ）に設定される。なお、透孔の開口の形状は、円形以外の形状（例、長円形や多角形）であってよい。
【００３５】
整列板１２は、例えば、アルミニウム、あるいはステンレススチールに代表される金属材料から形成される。整列板１２の材料としては、合成樹脂、その他の本発明の目的に合致する公知の材料を使用することができる。
【００３６】
整列板１２上で超音波振動によって跳動搬送される際の微小部品同士、または微小部品と、枠体もしくは整列板などとの接触摩擦帯電による静電付着を避けるため、整列板１２や枠体１３などの微小部品１８と接触する可能性のある部材を一定の体積抵抗値以下である導電性材料から構成すること、あるいは整列板１２や枠体１３などの微小部品１８と接触する可能性のある部材の表面を前記の静電付着を避けるために一定の導電性材料でコーティングすることは有効である。
【００３７】
整列板１２の上面に供給された微小部品を円滑かつ低衝撃下で移動搬送するため、整列板１２や枠体１３など微小部品１８と接触する可能性のある部材の少なくとも表面を、摺動性や滑性に優れる潤滑性固形材料から構成することは有効である。例えば、整列板の上面に摺動性や滑性に優れる潤滑性固形材料から形成された薄膜を付設することが好ましい。前記の薄膜の代表例としては、フッ素樹脂薄膜、あるいはフッ素樹脂微粒子を含有するニッケル−リン薄膜が挙げられる。
【００３８】
前記の整列板１２上面には、例えば、接着剤を用いて超音波振動子１７が固定される。超音波振動子としては、例えば、圧電振動子やランジュバン型超音波振動子に代表される電歪振動子、あるいは磁歪振動子などの公知の超音波振動子を用いることができる。
【００３９】
図７に示すように、超音波振動子１７は、整列板１２の多数の透孔１１、１１、〜が形成された領域の両外側に互いに平行に配置されている、各々整列板１２の上面に沿って伸びる一対の棒状の圧電振動子１７ａ、１７ｂから構成されていることが好ましい。このような棒状の圧電振動子１７ａ、１７ｂを用いると整列板１２が均一に超音波振動するため、整列板１２の多数の透孔に均一に微小部品が収容される。整列板が不均一に超音波振動すると、整列板の超音波振動の振幅が小さい領域にある透孔の内部に微小部品が収容され難くなる。
【００４０】
また、図７に示すように、多数の透孔１１、１１〜を、整列板１２の圧電振動子１７ａの側と、圧電振動子１７ｂの側とに分離した状態で形成し、そして整列板１２の両者の振動子１７ａ、１７ｂの間の透孔が形成されていない領域に、前記とは別の棒状の圧電振動子１７ｃを更に固定することもできる。整列板１２に固定する棒状の圧電振動子の数が多いほど、整列板１２を更に均一に超音波振動させることができる。
【００４１】
圧電振動子１７ａ、１７ｂの各々は、例えば、その幅（Ｗ）が２．０ｍｍに、長さ（Ｌ）が５８．５ｍｍに、そして厚み（Ｔ）が３．０ｍｍに設定されている。
【００４２】
圧電振動子１７ａ、１７ｂ、１７ｃの各々としては、例えば、角柱状の圧電体の上下の各々の表面に電極が付設された構成の圧電振動子が用いられる。各々の圧電振動子の圧電体は、通常、その厚み方向に分極処理される。
【００４３】
圧電体の材料の例としては、ジルコン酸チタン酸鉛系の圧電セラミック材料、およびポリフッ化ビニリデン樹脂に代表される圧電高分子材料が挙げられる。また、電極の材料の例としては、銀やリン青銅などの金属材料が挙げられる。
【００４４】
図３に示すように、圧電振動子１７ａ、１７ｂ、１７ｃの各々には、例えば、電気配線２３を介して電源１９が電気的に接続される。
【００４５】
そして、電源１９にて発生した電気エネルギー（例えば、交流電圧）を、各々の圧電振動子の上下の各々の表面に備えられた電極層の間に付与すると、圧電振動子１７ａ、１７ｂ、１７ｃの各々にて超音波振動が発振する。
【００４６】
そして、圧電振動子１７ａ、１７ｂ、１７ｃの各々が発振する超音波振動は整列板１２に伝達し、これにより整列板１２が超音波振動する。整列板１２が超音波振動すると、整列板１２とその上面に供給された微小部品との摩擦抵抗が大幅に低減するため、この電子部品は整列板１２の上面を滑るように移動して整列板１２の透孔１１に収容される。また、整列板１２は、微小な（例えば、１〜１０μｍ程度の）振幅で超音波振動するため、その上面に供給される微小部品に付与される衝撃は非常に小さい。このように、本発明の整列装置は、多数の微小部品をこれらの微小部品に大きな衝撃を付与することなく整列配置することができる実用的な装置である。
【００４７】
整列板１２に付与する超音波振動の周波数、すなわち圧電振動子１７ａ、１７ｂ、１７ｃの各々にて発生する超音波振動の周波数は、１乃至１００ｋＨｚの範囲内にあることが好ましい。超音波振動の周波数が１ｋＨｚ未満であると整列装置にて騒音が発生し易く、そして１００ｋＨｚを超えると各々の圧電波振動子にて発生する超音波振動の振幅が極端に小さくなるため、整列板１２と微小部品との摩擦抵抗が増加して、整列板１２の上面における微小部品の移動が不十分になる。
【００４８】
超音波振動子にて発振させる超音波振動の強度（振幅）及び周波数の一方、あるいは両方を、微小部品を整列する操作中に可変とする（変動させる）こと、前記の超音波振動の強度及び周波数の一方、あるいは両方を制御することもできる。超音波振動の強度（振幅）は、例えば、整列板の上面での微小部品の移動の状態（整列板の上面で微小部品が円滑に移動しているか否か）を確認しながら増減することができる。また、超音波振動の周波数は、例えば、整列板の透孔の位置と整列板に生じる超音波振動の腹の位置が一致して、整列板の透孔に微小部品が収容され難い場合に増減することができる。
【００４９】
図７に示すように、前記の整列板１２の上方には、整列板１２の周縁部に沿って枠体１３が配置されている。枠体１３は、整列板１２の上面に供給された微小部品が整列板１２の周縁外側から落下することを防止する。
【００５０】
枠体１３は、例えば、アルミニウムあるいはステンレススチールに代表される金属材料から形成される。枠体１３の材料としては、前記のように合成樹脂、その他の本発明の目的に合致する公知の材料を使用することができる。
【００５１】
また、整列板１２上で超音波振動によって跳動搬送される際の微小部品と枠体との接触摩擦帯電による静電付着を避けるため、枠体１３を一定の体積抵抗値以下である導電性材料から構成すること、あるいは枠体１３の表面を前記の静電付着を避けるために一定の導電性材料でコーティングすることは有効である。
【００５２】
本発明の整列装置では、整列板１２と枠体１３とを互いに間隔をあけた状態で配置することが好ましい。整列板１２と枠体１３とを互いに密着した状態で配置すると、整列板１２に固定された超音波振動子１７が発生する超音波振動が、整列板１２を介して枠体１３に伝達し、この枠体１３を超音波振動させるために用いられる。このように、超音波振動子１７が発生する超音波振動（エネルギー）の一部分が枠体１３を超音波振動させるために用いられると、整列板１２の超音波振動の振幅が極端に小さくなる。このため、整列板１２と微小部品との摩擦抵抗が増加して、整列板１２の上面における微小部品の移動が不十分になる。
【００５３】
整列板１２と枠体１３とは、互いに間隔をあけた状態で各々別々に支持することが理想的であるが、実用的には、前記の枠体１３が、図１及び図７に示すように整列板１２の周縁部に配置された二以上のスペーサ２５、２５、〜を介して整列板１２と間隔をあけて配置されていることが好ましい。
【００５４】
枠体１３への超音波振動の伝達を抑制するため、整列板１２と、二以上のスペーサ２５、２５〜との接触面積は、整列板１２の上面の面積（整列板の幅×長さ）の３０％以下の値、実用的には０．１乃至３０％の範囲内の値に設定することが好ましい。
【００５５】
スペーサ２５の厚みは、整列板１２の上面に供給された微小部品が、整列板１２と枠体１３との隙間を通って整列板１２から落下することを防止するため、微小部品の幅及び厚みのいずれよりも小さな値に設定される。例えば、図１及び図７に示すの整列装置１０の各々のスペーサ２５の厚みは０．０５ｍｍに設定されている。
【００５６】
スペーサ２５は、例えば、アルミニウムやステンレススチールに代表される金属材料、
あるいは樹脂材料から形成される。
【００５７】
一方、前記の整列板の下方には、整列板１２と間隔をあけた状態で、この整列板１２の各々の透孔１１と対応する位置に微小部品の圧入が可能な円形の透孔１４を備える弾性シート１５が配置される。
【００５８】
弾性シート１５の透孔１４の直径は、前記の微小部品の底部を圧入して仮固定することができるように、前記の微小部品の端面のサイズ（前記の角柱状の微小部品の場合、その正方形の端面の対角線の長さ）よりも小さなサイズ（例えば、０．２２ｍｍ）に設定される。なお、透孔の開口の形状は、円形以外の形状（例、長円形、多角形）であってもよい。
【００５９】
弾性シート１５としては、例えば、厚みが０．２ｍｍのステンレス製の金属シートの各々の表面に厚みが０．３ｍｍのゴム製のシートが貼り付けられた積層シートが用いられている。
【００６０】
このように、本発明で用いる弾性シート１５は、微小部品を圧入する透孔１４の周縁が弾性材料から形成されていれば、その全体がゴムなどの弾性材料から形成されている必要はない。例えば、前記の特許文献３の整列装置に使用されている、各々内壁面が弾性材料でコーティングされた多数の透孔を持つ弾性シート（操作プレート）のように、微小部品の圧入が可能な多数の透孔を持つ公知のシートを用いることができる。
【００６１】
本発明の整列装置では、整列板１２と弾性シート１５とを互いに間隔をあけた状態で配置する。整列板１２と弾性シート１５とを互いに密着した状態で配置すると、整列板１２に固定された超音波振動子１７が発生する超音波振動が、整列板１２を介して弾性シート１５に伝達し、弾性シート１５の内部にて損失する。このように、超音波振動子１７が発生する超音波振動（エネルギー）の一部分が弾性シート１５の内部で損失すると、整列板１２の超音波振動の振幅が極端に小さくなる。このため、整列板１２と微小部品との摩擦抵抗が増加して、整列板１２の上面における微小部品の移動が不十分になる。
【００６２】
整列板１２と弾性シート１５とは、互いに間隔をあけた状態で各々別々に支持することが理想的であるが、実用的には、前記の弾性シート１５が、図１及び図７に示すように整列板１２の周縁部に配置された二以上のスペーサ（例えば、スペーサ２６、２６）を介して整列板１２と間隔をあけて配置されていることが好ましい。
【００６３】
弾性シート１５への超音波振動の伝達を抑制するため、整列板１２と、二以上のスペーサ（例えば、スペーサ２６、２６）との接触面積は、整列板１２の上面の面積（整列板の幅×長さ）の３０％以下の値、実用的は０．１乃至３０％の範囲内の値に設定することが好ましい。整列板１２と、二以上のスペーサ（例えば、スペーサ２６、２６）との接触面積を小さくするためには、例えば、これらのスペーサとして、一方の端部が弾性シート１５に固定あるいは埋設され、他方の端部が整列板１２の側に突き出された二以上のピン（あるいは小径のボルト等）を用いることができる。
【００６４】
図１及び図７に示すスペーサ２６としては、例えば、厚みが０．０８ｍｍの粘着テープを整列板１２の下面に貼り付けて使用している。スペーサ２６は、スペーサ２５と同様に、例えば、アルミニウムやステンレススチールに代表される金属材料製、あるいは樹脂から形成することもできる。
【００６５】
整列板１２の厚みとスペーサ２６の厚みとを合計した値は、整列板の１２上面から微小部品（電子部品）の頂部が突き出ないように、微小部品の長さの１．０倍以上の値であることが好ましい。透孔１１に収容された微小部品の頂部が整列板１２の上面から突き出ると、整列板１２の上面に供給された前記とは別の微小部品の移動が妨げられる。
【００６６】
また、整列板１２の厚みとスペーサ２６の厚みとを合計した値は、整列板１２の各々の透孔１１の内部に二以上の電子部品が積み重ねられた状態にて収容されることを防止するため、微小部品の長さの１．７倍以下（特に１．５倍以下）であることが望ましい。
【００６７】
すなわち、整列板１２の厚みとスペーサ２６の厚みとを合計した値は、微小部品の長さの１．０乃至１．７倍の範囲内の値に設定されていることが好ましく、１．０乃至１．５倍の範囲内の値に設定されていることが更に好ましい。
【００６８】
整列装置１０の場合、整列板１２の厚みは０．５ｍｍに設定され、スペーサ２６の厚みは０．０８ｍｍに設定されている、すなわち両者の厚みを合計した値は、整列対象の微小部品である電子部品１８の長さ（０．４ｍｍ）の１．４５倍に設定されている。
【００６９】
弾性シート１５の下面には、支持板１６が配置される。この支持板１６が弾性シート１５の下面を支持するため、図５に示すように微小部品１８の頂部を押圧することにより、微小部品１８を弾性シート１５の透孔１４の内部に円滑に圧入することができる。
【００７０】
支持板１６は、例えば、アルミニウムやステンレススチールに代表される金属材料、あるいは樹脂材料などから形成される。図１〜図７に示す整列装置１０の支持板１６としては、例えば、厚みが１０ｍｍのアルミニウム板が用いられている。
【００７１】
次に、整列装置１０の組み立て方法を、添付の図７を参照しながら説明する。
【００７２】
先ず、整列板１２の上面に、例えば、接着剤を用いて棒状の圧電振動子１７ａ、１７ｂ、１７ｃを固定する。この整列板１２の上に、例えば、スペーサ２５、２５、〜を介して枠体１３を配置する。そして、整列板１２の下方から、ボルト２７、２７、〜の各々を、ワッシャー２８の透孔、整列板１２の透孔１２ｂ、そしてスペーサ２５の透孔２５ａを通して、枠体１３の下面に備えられたねじ穴に挿入して締め付けることにより、整列板１２と枠体１３とをスペーサ２５、２５、〜を介して互いに間隔をあけた状態にて固定する。
【００７３】
次に、支持板１６の上面に、弾性シート１５、スペーサ２６、２６、そして前記のようにボルト２７、２７、〜及びスペーサ２５、２５、〜を用いて互いに間隔をあけて固定された整列板１２と枠体１３とを配置することにより、整列装置１０を組み立てることができる。この際に、支持板１６の上面に立設された位置決め用のピン１６ａを、弾性シート１５の透孔１５ａ、スペーサ２６の透孔２６ａ、整列板１２の透孔１２ａ、そして枠体１３の透孔１３ａに挿入することにより、これらの位置決めが行なわれる。
【００７４】
本発明の整列装置には、微小部品を整列するために必要な時間を短くするため、整列装置を傾斜移動させる駆動装置が備えられていることが好ましい。
【００７５】
図８は、本発明の微小部品の整列装置１０及び整列装置１０を傾斜移動させる駆動装置４０の構成例を示す正面図であり、図９及び図１０は、それぞれ図８に示す整列装置１０及び駆動装置４０の平面図及び左側面図であり、そして図１１は、図８に記入した切断線Ｉ−Ｉ線に沿って切断した整列装置１０及び駆動装置４０の断面図である。
【００７６】
図８〜図１０に示す整列装置１０を傾斜移動させる駆動装置４０は、基台４１、基台４１の上面に立設された支柱４２ａ、４２ａ、４２ｂ、４２ｂを介して基台４１の上方に配置された天板４３、天板４３に上に固定されているモータ４４、上端が前記のモータ４４の駆動軸に接続され、下端が基台４１の表面に設置された軸受４５に支持されているねじ軸４６ａと、ねじ軸４６ａの周囲に備えられたナット４６ｂとからなるボールねじ４６、ボールねじ４６のナット４６ｂに支持固定された昇降プレート４７などから構成されている。
【００７７】
前記の昇降プレート４７はまた、前記の基台４１と天板４３とを連結する上記とは別の支柱４８、４８の周囲に備えられたスライダ（ブッシュ）４９、４９に支持固定されている。
【００７８】
そして、前記のモータ４４を駆動して、このモータ４４の駆動軸に接続されたボールねじ４６のねじ軸４６ａを回転させ、ボールねじ４６のナット４６ｂを上昇あるいは下降させることにより、このナット４６ｂ及びスライダ４９、４９に支持された昇降プレート４７を上昇あるいは下降させることができる。
【００７９】
一方、整列装置１０は、その枠体１３の表面に回転自在に支持固定されたヒンジピン５１、５１と、このヒンジピン５１、５１に固定されたにクランプアーム５２、５２により、その枠体１３と支持板１６とが互いに締め付けられた状態で固定されている。
【００８０】
そして、整列装置１０は、その枠体１３が、前記の駆動装置４０の天板４３の下面から下方に伸びる一対のアーム５３、５３と、前記の昇降プレート４７の下面から下方に伸びる一対のアーム５４、５４に支持された状態にて、基台４１の上方に配置されている。
【００８１】
前記の各々のアーム５３、５３と整列装置１０の枠体１３とは、枠体１３の表面に回転自在に支持固定されているヒンジピン５５、５５を介して互いに連結されている。また前記の各々のアーム５４、５４と整列装置１０の枠体１３もまた、枠体１３の表面に回転自在に支持固定されたヒンジピン５６、５６を介して互いに接続されている。
【００８２】
そして、前記のように駆動装置４０のモータ４４を駆動して、昇降プレート４７をアーム５４、５４と共に上昇させると、図８にて枠体１３の右側に備えられているヒンジピン５６が枠体１３と共に上昇する。このため、整列装置１０は、前記のヒンジピン５６が上昇するに従い、図８にて枠体１３の左側に備えられているヒンジピン５５を中心として傾斜移動して右上がりの状態になる。同様に、駆動装置４０のモータ４４を駆動して、昇降プレート４７をアーム５４、５４と共に下降させると、図８にて枠体１３の右側に備えられているヒンジピン５６が枠体１３と共に下降する。このため、整列装置１０は、前記のヒンジピン５６が下降するに従い、図８にて枠体１３の左側に備えられているヒンジピン５５を中心として傾斜移動して右下がりの状態になる。
【００８３】
このように駆動装置４０のモータ４４を駆動して、その駆動軸に接続されたボールねじ４６のねじ軸４６ａの正転及び逆転を繰り返すことにより、整列装置１０の整列板１２は、枠体１３に備えられたヒンジピン５５、５５を中心として揺動する。そして、前記のように整列板に超音波振動を付与しながら整列板１２を揺動させることにより、微小部品（チップ型電子部品）が整列板１２の表面を滑るように往復する移動を繰り返すため、微小部品を整列するために必要な時間を短くすることができる。また、微小部品が整列板１２の上面を広範囲に移動するため、微小部品の整列板１２の透孔１１の内部への充填率（整列の作業を終了した際に内部に微小部品が収容されている透孔１１の数／整列板１２が備える透孔１１の全数）を高くすることができる。
【００８４】
なお、前記のように微小部品を所定方向に向けて収容することのできる多数の透孔を整列配置して備える整列板１２と、この整列板の表面に固定された超音波振動子１７からなる本発明の振動整列板は、例えば、その下方（整列板の振動子が固定されていない表面の側）に間隔をあけて粘着シートを配置することにより、特許文献１の整列装置と同様に整列板の下方から微小部品を取り出す整列装置を構成するための部品として有利に用いることができる。
【００８５】
また、本発明の振動整列板は、その下方に間隔をあけて整列板の透孔に収容された微小部品を支持する支持部材を配置し、そして整列板の厚みを、透孔に収容された微小部品が整列板の上面から突き出る値に設定することにより、整列板の上面から突き出た微小部品に粘着シートを貼り付け、整列板の上方から微小部品を取り出す整列装置を構成するための部品としても有利に用いることができる。
【００８６】
このように、本発明の振動整列板を用いることにより、多数の微小部品をこれらの微小部品に大きな衝撃を付与することなく整列配置する各種の構成の整列装置を提供することができる。なお、本発明の振動整列板を用いて各種の整列装置を構成する場合、整列板の下方に配置される前記の粘着シートや支持部材は、整列板を十分に超音波振動させるため、整列板と間隔をあけて配置することが必要である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の微小部品の整列装置の構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の微小部品の整列方法を示す図である。
【図３】本発明の微小部品の整列方法を示す別の図である。
【図４】本発明の微小部品の整列方法を示す更に別の図である。
【図５】本発明の微小部品の整列方法を示す更に別の図である。
【図６】本発明の微小部品の整列方法を示す更に別の図である。
【図７】図１の整列装置１０の分解斜視図である。
【図８】本発明の微小部品の整列装置１０及び整列装置１０を傾斜移動させる駆動装置４０の構成例を示す正面図である。
【図９】図８に示す整列装置１０及び駆動装置４０の平面図である。
【図１０】図８に示す整列装置１０及び駆動装置４０の左側面図である。
【図１１】図８に記入した切断線Ｉ−Ｉ線に沿って切断した整列装置１０及び駆動装置４０の断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０  整列装置
１１  透孔
１２  整列板
１２ａ、１２ｂ  透孔
１３  枠体
１３ａ  透孔
１４  透孔
１５  弾性シート
１５ａ  透孔
１６  支持板
１６ａ  位置決め用のピン
１７  超音波振動子
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ  圧電振動子
１８  微小部品（チップ型電子部品）
１９  電源
２１  ピン
２２  押圧具
２３  電気配線
２５  スペーサ
２５ａ  透孔
２６  スペーサ
２６ａ  透孔
２７  ボルト
２８  ワッシャー
４０  駆動装置
４１  基台
４２ａ、４２ｂ  支柱
４３  天板
４４  モータ
４５  軸受
４６  ボールねじ
４６ａ  ねじ軸
４６ｂ  ナット
４７  昇降プレート
４８  支柱
４９  スライダ
５１  ヒンジピン
５２  クランプアーム
５３、５４  アーム
５５、５６  ヒンジピン
【図１】
2009155080.tif 000003
【図２】
2009155080.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2009155080.tif 000010
【図９】
2009155080.tif 000011
【図１０】
2009155080.tif 000012
【図１１】
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