(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の特定面に当接して同特定面と平行に倣う可動部材の回動を規制する回り止め装置において、
第１の部材、第２の部材、第３の部材を備え、
前記第１及び第２の部材のうちいずれか一方に、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸のうちＸ軸方向に沿って延びる直線状の第１溝部を設けるとともに、他方に前記第１溝部に係合する第１突部を設け、前記第１溝部と第１突部との両側面同士を当接し、それらを摺動可能に係合し、
前記第２及び第３の部材のうちいずれか一方に、Ｙ軸方向に沿って延びる直線状の第２溝部を設けるとともに、他方に前記第２溝部に対向して配置される第２突部を設け、前記第２溝部と第２突部との両側面同士を当接し、それらを摺動可能に係合したことを特徴とする回り止め装置。
【請求項２】
前記第１〜第３の部材のうち、少なくとも第２の部材は、低摩擦材料から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回り止め装置。
【請求項３】
前記第１の部材と第２の部材との境界部、第２の部材と第３の部材との境界部には、各部材をＺ軸方向に沿って離間させる方向に付勢する弾性部材がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回り止め装置。
【請求項４】
凹状半球面及び凸状半球面のうちいずれか一方を備える固定部材に、他方を備える可動部材を回動可能に設け、対象物の特定面に前記可動部材を当接させることにより、その当接面を前記対象物の特定面に対し平行となるように倣わせるようにした倣い装置であって、
前記両部材との間に加圧流体を噴出することにより、前記両部材同士を非接触にし、可動部材を前記当接面に対して直交する軸線周りに回動規制するために請求項１〜３のいずれかに記載の回り止め装置を備えたことを特徴とする倣い装置。
【請求項５】
前記可動部材を対象物に当接させた状態で所定の位置に保持する位置ずれ防止手段が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の倣い装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回り止め装置及び倣い装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ダイシングされた半導体チップをダイ・ボンディング装置のリードフレーム上に搬送するチップマウンタ等に用いられる倣い装置がある。この倣い装置は、凹状半球面を有する基台に、凸状半球面を有する揺動体が回動可能に支持されている。そして、半導体チップの特定面に、凸状及び凹状半球面の曲率中心にある揺動体のワーク当接面（倣い面）を当接させると、揺動体が同一平面において互いに直交するＸ軸及びＹ軸を中心に回動する。この回動により、揺動体のワーク当接面が半導体チップの特定面に合わせて傾動する。これにより、揺動体のワーク当接面が半導体チップの特定面に対し平行になる。
【０００３】
かかる倣い装置においては、基台と揺動体との摩擦抵抗が極めて低いため、揺動体はＸ軸及びＹ軸周りのみならず、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面に対して直交するＺ軸周りにも回動してしまう。この結果、倣い精度に悪影響を及ぼす。
【０００４】
そこで、揺動体がＺ軸周りに回動するのを阻止する防止する手段としては、一般にゴニオステージと呼ばれる装置が知られている。このゴニオステージは、複数の揺動ブロックを連設して構成されている。各揺動ブロックの界面には、水平方向において互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に延びる円弧面がそれぞれ形成されている。そして、倣いを行う際には、それぞれの円弧面に沿って各揺動ブロックが傾動するため、Ｚ軸周りに回動しないようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の回り止め装置においては、各揺動ブロック同士を組み付けるために、それらを連結する多くの連結部材が必要となり部品点数が多い。しかも、各ブロックと支持部材とを組み付けるのに多くのネジを用いるため、組付けに手間がかかる。従って、構造が複雑化するとともに製造コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工や組み付けを簡単にすることにより、製造コストの低減を図ることが可能な回り止め装置及びこれを用いた倣い装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、対象物の特定面に当接して同特定面と平行に倣う可動部材の回動を規制する回り止め装置において、第１の部材、第２の部材、第３の部材を備え、前記第１及び第２の部材のうちいずれか一方に、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸のうちＸ軸方向に沿って延びる直線状の第１溝部を設けるとともに、他方に前記第１溝部に係合する第１突部を設け、前記第１溝部と第１突部との両側面同士を当接し、それらを摺動可能に係合し、前記第２及び第３の部材のうちいずれか一方に、Ｙ軸方向に沿って延びる直線状の第２溝部を設けるとともに、他方に前記第２溝部に対向して配置される第２突部を設け、前記第２溝部と第２突部との両側面同士を当接し、それらを摺動可能に係合したことをその要旨としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の回り止め装置において、前記第１〜第３の部材のうち、少なくとも第２の部材は、低摩擦材料から形成されていることをその要旨としている。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の回り止め装置において、前記第１の部材と第２の部材との境界部、第２の部材と第３の部材との境界部には、各部材をＺ軸方向に沿って離間させる方向に付勢する弾性部材がそれぞれ配置されていることを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、凹状半球面及び凸状半球面のうちいずれか一方を備える固定部材に、他方を備える可動部材を回動可能に設け、対象物の特定面に前記可動部材を当接させることにより、その当接面を前記対象物の特定面に対し平行となるように倣わせるようにした倣い装置であって、前記両部材との間に加圧流体を噴出することにより、前記両部材同士を非接触にし、可動部材を前記当接面に対して直交する軸線周りに回動規制するために請求項１〜３のいずれかに記載の回り止め装置を備えたことを要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の倣い装置において、前記可動部材を対象物に当接させた状態で所定の位置に保持する位置ずれ防止手段が設けられていることを要旨とする。
【００１２】
以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項１に記載の発明によると、第１の部材及び第２の部材は、第１溝部と第１突部との係合によって組み付けられている。又、第２の部材及び第３の部材は、第２溝部と第２突部との係合によって組み付けられている。そのため、各部材を組み付けるためにそれらを連結する連結部材や多くのネジ等を用いる必要がない。従って、第１〜第３の部材の加工や組み付けが簡単になり、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によると、第１〜第３の部材のうち、少なくとも第２の部材は、低摩擦材料から形成されているため、各溝部と各突部との摺動抵抗を小さくすることができる。従って、第１〜第３の部材をスムーズに動かすことができるので、倣い精度を向上することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によると、第１の部材と第２の部材との境界部、及び第２の部材と第３の部材との境界部に弾性部材が配置されている。そして、この弾性部材の弾性力によって、各部材をスムーズに可動させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によると、固定部材と可動部材との間に加圧流体が噴出されるため、その加圧流体のもたらす静圧が両部材の間に作用する。これにより、両部材は非接触となるため、両部材間に摺動抵抗がほとんど作用しない。よって、両部材のうちいずれかを回動させて、当接面を対象物の特定面に対して平行にすることが可能になる。このとき、前述した回り止め装置により、回動する部材は、その当接面に対して直交する軸線周りの回動が規制される。従って、極めて構成が簡単で、かつ低コストな回り止め装置を用いることにより、倣い装置においても製造コストを低減することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によると、位置ずれ防止手段によって、対象物に当接している可動部材を所定の位置に保持することが可能になる。そのため、可動部材が極めて小さい荷重で動作する場合であっても、それを対象物に対して倣わせた状態に確実に保持することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に基づき詳細に説明する。なお、本実施形態において、倣い装置１０の上下（鉛直）方向をＺ軸方向とし、このＺ軸方向に対して直交し、かつ同一水平面上において互いに直交する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とする。
【００１８】
図１，図２に示すように、基台１１の下面には、固定部材としての環状多孔質材１２が設けられ、その下面には凹状半球面１２ａが形成されている。前記環状多孔質材１２の形成材料としては、例えば焼結アルミニウム、焼結銅、焼結ステンレス等の金属材料を使用することができる。その他にも、焼結三ふっ化樹脂、焼結四ふっ化樹脂、焼結ナイロン樹脂、焼結ポリアセタール樹脂等のような合成樹脂材料や、焼結カーボン、焼結セラミックスなどが使用可能である。
【００１９】
基台１１の一側面にはポート１３が形成され、このポート１３は図示しない圧力供給源に接続されている。ポート１３は図示しないエア通路を介して基台１１に形成された環状溝１４に連通されている。この環状溝１４は前記環状多孔質材１２の裏面に開口されている。そして、図示しない圧力供給源から加圧流体としての加圧エアが、ポート１３、エア通路及び環状溝１４を介して環状多孔質材１２の表面から噴出される。
【００２０】
環状多孔質材１２には、吸引用環状溝１７が形成されている。基台１１の側面には、真空引きポート１８が形成され、その真空引きポート１８には図示しない吸引ポンプが接続されている。この真空引きポート１８は図示しないエア通路を介して吸引用環状溝１７に連通されている。そして、吸引ポンプから真空引きポート１８、図示しないエア通路を介してエアが吸引される。
【００２１】
環状多孔質材１２の凹状半球面１２ａには、可動部材としての揺動体２０が設けられている。揺動体２０の上面には、凸状半球面２０ａが形成され、この凸状半球面２０ａの曲率半径は、前記凹状半球面１２ａの曲率半径と同じになっている。従って、揺動体２０の凸状半球面２０ａは、環状多孔質材１２の凹状半球面１２ａに対して係合されている。
【００２２】
揺動体２０の中央部下面には、対象物としての基板Ｋの上面（特定面）に半導体チップを圧着するためのツール２１が突設されている。なお、図１に示す符号Ｒは、凸状半球面２０ａ及び凹状半球面１２ａの曲率半径を示し、その曲率中心はツール２１の先端面（基板Ｋの表面）にある。従って、本実施形態では、揺動体２０とツール２１とから可動部材が構成され、ツール２１の先端面がワーク当接面２１ａ、いわゆる倣い面となっており、その面上に揺動体２０の回転中心Ｃが存在している。ちなみに、揺動体２０によるＸ軸及びＹ軸周りの回動可能な角度（倣い角度）は、平常時のバランス状態を０゜とすると、±０．５゜に設定されている。
【００２３】
基台１１の中央部には、位置ずれ防止手段としてのマグネット２３がマグネットホルダ２４を介してネジ２５によって取り付けられている。揺動体２０の中心には上下方向に沿って延びるシャフト２６が複数のネジ２７によって固定されている。そのシャフト２６の先端部は、前記マグネット２３及びマグネットホルダ２４にそれぞれ形成された挿通孔２３ａ，２４ａを貫通して同ホルダ２４の上面から突出されている。
【００２４】
マグネット２３は、その磁力によって揺動体２０が微妙に位置ずれするのを防止する役割を果たす。従って、極めて小さい荷重で動作する揺動体２０であっても、倣わせた状態に確実に保持することが可能である。又、例えば倣い装置１０の電源が突然遮断され、真空引きポート１８に対するエアの吸引が停止した場合でも、マグネット２３の磁力のみで揺動体２０を倣わせた状態に保持することが可能になる。
【００２５】
次に、本実施形態の要部について説明する。
図１〜図３に示すように、前記基台１１上には回り止め装置３１が設けられている。この回り止め装置３１は、上下両端面が開口された固定ケーシング３２を備え、この固定ケーシング３２は複数のネジ３３によって基台１１上に取り付けられている。これにより、固定ケーシング３２の下部開口部が基台１１によって塞がれている。又、固定ケーシング３２の上部には、下面に取付突部３４ａを有する支持蓋３４が複数のネジ３５によって取り付けられている。この支持蓋３４によって固定ケーシング３２の上部開口部が塞がれることにより、固定ケーシング３２内には収容空間３６が形成されている。
【００２６】
図３，図４に示すように、固定ケーシング３２の収容空間３６内には、オルダム式カップリング３７が設けられている。そして、前記揺動体２０は、シャフト２６、カップリング３７を介して支持蓋３４に吊り下げ支持されている。
【００２７】
前記オルダム式カップリング３７は、第１の部材としての下部ブロック４１と、第２の部材としての中間ブロック４２と、第３の部材としての上部ブロック４３とから構成されている。又、各ブロック４１，４２，４３は、その順で下側から配置され、それぞれＺ軸上に連設されている。
【００２８】
下部ブロック４１は、その中央部下面から前記シャフト２６の先端部が嵌入固定されている。下部ブロック４１の上面には、その中心を通りかつＸ軸方向に沿って延びる直線状の第１突部４１ａが形成されている。
【００２９】
第１突部４１ａと対向する箇所において中間ブロック４２の下面には、その中心を通りかつＸ軸方向に沿って延びる直線状の第１溝部４２ａが形成されている。この第１溝部４２ａ内には、前記下部ブロック４１に設けられた第１突部４１ａが摺動可能に係合されている。第１突部４１ａの両側面と、第１溝部４２ａの両側面とは互いに接触している。そして、揺動体２０がＸ軸周りに回動することにより、両ブロック４１，４２は揺動体２０と一体的に回動する。
【００３０】
Ｚ軸方向において、第１突部４１ａの先端面と第１溝部４２ａの内奥面との間には、隙間Ｓ１が形成されている。本実施形態において、各隙間Ｓ１は、１〜２ｍｍに設定されている。この隙間Ｓ１を形成したのは、下部ブロック４１がＺ軸方向への移動を許容できるようにするためである。要するに、揺動体２０がＹ軸周りに回動すると、隙間Ｓ１の存在によって両ブロック４１，４２同士が当たらないように「逃げ」の役割を果たすためである。
【００３１】
上部ブロック４３は、その中央部下面に前記支持蓋３４に形成された取付突部３４ａが嵌入固定されている。上部ブロック４３の下面には、その中心を通りかつＹ軸方向に沿って延びる直線状の第２突部４３ａが形成されている。
【００３２】
第２突部４３ａと対向する箇所において中間ブロック４２の上面には、その中心を通りかつＹ軸方向に沿って延びる直線状の第２溝部４２ｂが形成されている。この第２溝部４２ｂ内には、前記上部ブロック４３に設けられた第２突部４３ａが摺動可能に係合されている。第２突部４３ａの両側面と、第２溝部４２ｂの両側面とは互いに接触している。そして、揺動体２０がＹ軸周りに回動することにより、下部ブロック４１は揺動体２０と一体的に回動する。
【００３３】
Ｚ軸方向において、第２突部４３ａの先端面と第２溝部４２ｂの内奥面との間には、隙間Ｓ２が形成されている。本実施形態において、各隙間Ｓ２は、１〜２ｍｍに設定されている。この隙間Ｓ２を形成したのは、中間ブロック４２がＺ軸方向への移動を許容できるようにするためである。要するに、揺動体２０がＸ軸周りに回動すると、隙間Ｓ２の存在によって両ブロック４２，４３同士が当たらないように「逃げ」の役割を果たすためである。
【００３４】
なお、下部ブロック４１及び上部ブロック４３は金属から形成され、中間ブロック４２はカーボンを含浸した合成樹脂から形成されている。つまり、中間ブロック４２は、軽量であって摩擦係数が小さい材料となっている。そのため、各ブロック４１〜４３が摺動する際に働く摩擦抵抗が低減されるようになっている。従って、各ブロック４１〜４３による極めてスムーズな動きが実現されている。
【００３５】
次に、上記のように構成された倣い装置１０を用いて基板Ｋに半導体チップを圧着するには次のように行う。
ポート１３から加圧エアが供給され、環状多孔質材１２の凹状半球面１２ａ全体から揺動体２０の凸状半球面２０ａに向けて加圧エアが噴出される。これにより、揺動体２０と環状多孔質材１２との界面に静圧がもたらされ、揺動体２０は環状多孔質材１２から離間する。それと同時に、真空引きポート１８からエアが吸引され、環状溝１７内は負圧になり、凹状半球面１２ａへの吸引力が働き、同揺動体２０は環状多孔質材１２に引き寄せられる。よって、環状多孔質材１２から揺動体２０が離れる力と、揺動体２０が環状多孔質材１２側に引き寄せられる力とが釣り合うことにより、揺動体２０は環状多孔質材１２に対して非接触な状態で回動可能に支持される。
【００３６】
この状態で倣い装置１０全体が下降して基板Ｋに接近すると、ツール２１の先端面が基板Ｋに当接する。ここで、基板Ｋの上面がＹ軸方向に沿って傾斜していれば、その傾斜角度に追従するように、揺動体２０はＸ軸周りに回動する。このとき、下部ブロック４１及び中間ブロック４２は、揺動体２０と一体的にＸ軸周りに回動する。これは中間ブロック４２と上部ブロック４３との間に形成された隙間Ｓ２によって、中間ブロック４２の移動が許容されているからである。以上のように、基板ＫがＹ軸方向に傾斜していても、ツール２１のワーク当接面２１ａは基板Ｋの表面に対して平行に倣う。
【００３７】
これに対して、基板Ｋの上面がＸ軸方向に沿って傾斜していれば、その傾斜角度に追従するように、揺動体２０はＹ軸周りに回動する。このとき、下部ブロック４１は、揺動体２０と一体的にＹ軸周りに回動する。これは中間ブロック４２と下部ブロック４１との間に形成された隙間Ｓ１によって、下部ブロック４１の移動が許容されているからである。以上のように、基板ＫがＸ軸方向に傾斜していても、ツール２１のワーク当接面２１ａは基板Ｋの表面に対して平行に倣う。
【００３８】
ツール２１が基板Ｋに当接される際において、揺動体２０及びツール２１はＺ軸周りに回動することがなく、ツール２１のワーク当接面２１ａは、基板Ｋの表面に対し平行となるように倣う。これは、Ｙ軸方向において、第１突部４１ａの両側面と、第１溝部４２ａの両側面とは接しており、更にＸ軸方向において、第２突部４３ａの両側面と、第２溝部４２ｂの両側面とは互いに接しているからである。
【００３９】
倣い動作が終了した後は、ポート１３への加圧エアの供給が停止されて、環状多孔質材１２の表面から加圧エアの噴出が停止される。これに対して、真空引きポート１８からエアの真空引きは継続される。そのため、環状多孔質材１２から揺動体２０を離そうとする力はゼロになり、揺動体２０を環状多孔質材１２に引き寄せようとする力のみが働くことになる。これにより、揺動体２０は環状多孔質材１２側に押圧される。従って、揺動体２０が回動不能に固定されるため、ツール２１は倣った状態に保持される。
【００４０】
この状態で、倣い装置１０が上昇して基板Ｋから離れ、ツール２１の先端面に図示しない半導体チップが取り付けられた後、倣い装置１０を再び下降させる。そして、ツール２１が基板Ｋに押し付けられ、ツール２１の先端部に取り付けられた半導体チップが基板Ｋに圧着される。
【００４１】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態の倣い装置１０では、揺動体２０の真上において、各ブロック４１〜４３がＺ軸上に連設されている。中間ブロック４２に形成された第１溝部４２ａには、下部ブロック４１に形成された第１突部４１ａが摺動可能に係合されている。又、中間ブロック４２に形成された第２溝部４２ｂには、上部ブロック４３に形成された第２突部４３ａが摺動可能に係合されている。よって、揺動体２０がワーク当接面２１ａに対して直交する軸線周りに回動するのを規制するために、各ブロック４１〜４３の形状を単純にすることができるため、加工に手間がかからない。又、各ブロック４１〜４３を組み付けるのに、それらを連結する部材や多くのネジを用いる必要がないため、組付け付け作業工数を減らすことができる。従って、回り止め装置３１の製造コストを低減することができ、倣い装置１０全体のコストを低減するのに貢献することができる。
【００４２】
（２）オルダム式カップリング３７を構成する各ブロック４１〜４３のうち、上下両端部に位置する上下両ブロック４３，４１の形成材料は金属からなり、中間ブロック４２の形成材料は合成樹脂からなる。従って、各ブロック４１〜４３同士が接している箇所に働く摺動摩擦抵抗を軽減することができ、各ブロック４１〜４３をスムーズに動かすことができる。この結果、高精度な倣いを行うことができる。しかも、摩擦抵抗を軽減するのに、油等の潤滑剤を使用していないので、衛生的な箇所での使用が可能になる。
【００４３】
（３）中間ブロック４２の形成材料にはカーボンが含浸されている。そのため、各ブロック４１〜４３の接触面の耐摩耗性を向上することができる。従って、各ブロック４１〜４３の耐久性を高くすることができ、メンテナンスフリーにすることができる。
【００４４】
（４）  基台１１の中央部には、揺動体２０に取り付けられたシャフト２６を引きつけるためのマグネット２３が設けられている。そのため、マグネット２３による磁力と、吸引用環状溝１７で発生するエアの吸引力とによって、揺動体２０が微妙に位置ずれするのを防止できる。従って、極めて小さい荷重で動作する揺動体２０であっても、倣わせた状態に確実に保持することができる。又、倣い装置１０の電源が突然遮断され、真空引きポート１８からのエアの吸引が停止した場合でも、マグネット２３の磁力のみで揺動体２０を倣わせた状態に保持することができる。
【００４５】
（５）  環状多孔質材１２は基台１１の下面全体を占めている。これにより、揺動体２０の凸状半球面２０ａ全体を環状多孔質材１２にてカバーできるので、加圧エアを凸状半球面２０ａ全体に当てることができる。従って、より大きい荷重で基板Ｋの上面に揺動体２０の先端面を当接させても、揺動体２０を滑らかに揺動させることができるので、高精度な倣い動作を実現することができる。
【００４６】
（６）  環状多孔質材１２には吸引用環状溝１７が形成されている。ツール２１を倣わせたり、揺動体２０を吸着する際に、揺動体２０の凸状半球面２０ａが吸引用環状溝１７の開口部付近に当っても、金属製の揺動体２０は合成樹脂製の吸引用環状溝１７よりも明らかに硬質であるので、凸状半球面２０ａの損傷を防止できる。
【００４７】
（７）吸引用環状溝１７は環状多孔質材１２の外周縁に沿って設けられている。そのため、内周縁にある場合と比較して吸着面積を大きくすることができ、揺動体２０の吸着力を向上することができる。それとともに、揺動体２０の凸状半球面２０ａの外縁部が吸引されるため、揺動体２０を安定した状態で吸着保持することができる。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００４９】
さて、この第２の実施形態では、図６，図７，図９，図１０に示すように、揺動体２０の下面には、直方体状をなす第１の部材としての支持部材５１がネジ５２によって取付固定されている。支持部材５１は、揺動体２０の中心を通りかつＸ軸方向に沿って延設されている。本実施形態では、この支持部材５１の先端部が第１突部５１ａとなっており、その第１突部５１ａは揺動体２０の下端周縁よりも外方に突出されている。
【００５０】
揺動体２０の下部周縁は切り欠かれており、その切欠き部分２０ｂには第２の部材としてのリング状部材５３が設けられている。このリング状部材５３には、揺動体２０の中心を通りかつＸ軸方向に沿って延びる第１溝部５３ａが形成されている。この第１溝部５３ａ内には、前記支持部材５１の先端部にある第１突部５１ａが摺動可能に係合されている。第１突部５１ａの両側面と、第１溝部５３ａの両側面とは互いに接触している。そして、揺動体２０がＸ軸周りに回動することにより、両部材５１，５３は揺動体２０と一体的に回動する。
【００５１】
Ｚ軸方向において、第１突部５１ａと第１溝部５３ａとの間には、隙間Ｓ１が形成されている。又、揺動体２０とリング状部材５３との間には隙間Ｓ３が形成されている。この隙間Ｓ１，Ｓ３は、揺動体２０がＹ軸周りに回動すると、隙間Ｓ１，Ｓ３の存在によって、両部材５１，５３同士及び部材２０，５３同士がそれぞれ当たらないように「逃げ」の役割を果たすためである。特に、本実施形態では第１突部５１ａと第１溝部５３ａとが対向する面には、バネ収容穴５４が形成され、その内部には第１圧縮バネ５５が収容されている。この第１圧縮バネ５５の存在により隙間Ｓ１，Ｓ３が適度な間隔に保持される。なお、第１圧縮バネ５５のバネ定数は、１〜１０ｇｆ／ｍｍの範囲に設定されている。
【００５２】
図６，図７，図８，図１０に示すように、基台１１の両側部には第３の部材としてのＬ状支持部材６０がネジ６１によって取付固定されている。Ｌ状支持部材６０の先端部は、揺動体２０の中心を通りかつＹ軸方向に沿って延設されている。本実施形態では、このＬ状支持部材６０の先端部が第２突部６０ａとなっており、その第２突部６０ａは揺動体２０の切欠き部分２０ｂに配置されている。
【００５３】
前記リング状部材５３には、揺動体２０の中心を通りかつＹ軸方向に沿って延びる第２溝部５３ｂが形成されている。この第２溝部５３ｂ内には、前記Ｌ状支持部材６０の先端部にある第２突部６０ａが摺動可能に係合されている。第２突部６０ａの両側面と、第２溝部５３ｂの両側面とは互いに接触している。そして、揺動体２０がＹ軸周りに回動することにより、支持部材５１が揺動体２０と一体的に回動する。
【００５４】
Ｚ軸方向において、第２突部６０ａと第２溝部５３ｂとの間には、隙間Ｓ２が形成されている。この隙間は、揺動体２０がＸ軸周りに回動すると、隙間Ｓ２の存在によって両部材５３，６０同士が当たらないように「逃げ」の役割を果たすためである。特に、本実施形態では第２突部６０ａと第２溝部５３ｂとが対向する面には、バネ収容穴６２が形成され、その内部には第２圧縮バネ６３が収容されている。この第２圧縮バネ６３の存在により前記隙間Ｓ２が適度な間隔に保持される。要するに、リング状部材５３は両圧縮バネ５５，６３を介して支持部材５１及びＬ状支持部材６０に支持されている。なお、第２圧縮バネ６３のバネ定数は、前記第１圧縮バネ５５と同じ１〜１０ｇｆ／ｍｍの範囲に設定されている。
【００５５】
なお、支持部材５１及びＬ状支持部材６０は金属から形成され、リング状部材５３はカーボンを含浸した合成樹脂から形成されている。つまり、リング状部材５３は、軽量であって摩擦係数が小さい材料となっている。そのため、各部材５１，５３，６０が相対移動する際に働く摩擦抵抗が低減されるようになっている。
【００５６】
次に、第２実施形態における倣い装置１０の作用について説明する。
第１実施形態で既に説明したように、揺動体２０は環状多孔質材１２に対して非接触な状態で回動可能に支持された状態で、倣い装置１０全体が下降して基板Ｋに接近すると、ツール２１の先端面が基板Ｋに当接する。ここで、基板Ｋの上面がＹ軸方向に沿って傾斜していれば、その傾斜角度に追従するように、揺動体２０はＸ軸周りに回動する。
【００５７】
このとき、支持部材５１及びリング状部材５３は、揺動体２０と一体的にＸ軸周りに回動する。これはリング状部材５３とＬ状支持部材６０との間に形成された隙間Ｓ２によって、リング状部材５３の移動が許容されているからである。以上のように、基板ＫがＹ軸方向に傾斜していても、ツール２１のワーク当接面２１ａは基板Ｋの表面に対して平行に倣う。
【００５８】
これに対して、基板Ｋの上面がＸ軸方向に沿って傾斜していれば、その傾斜角度に追従するように、揺動体２０はＹ軸周りに回動する。このとき、支持部材５１は、揺動体２０と一体的にＹ軸周りに回動する。これはリング状部材５３と支持部材５１との間に形成された隙間Ｓ１、及びリング状部材５３と揺動体２０との間に形成された隙間Ｓ３によって、支持部材５１と揺動体２０の移動が許容されているからである。以上のように、基板ＫがＸ軸方向に傾斜していても、ツール２１のワーク当接面２１ａは基板Ｋの表面に対して平行に倣う。
【００５９】
ツール２１が基板Ｋに当接される際において、揺動体２０及びツール２１はＺ軸周りに回動することがなく、ツール２１のワーク当接面２１ａは、基板Ｋの表面に対し平行となるように倣う。これは、Ｙ軸方向において、第１突部５１ａの両側面と、第１溝部５３ａの両側面とが接しており、更にＸ軸方向において、第２突部６０ａの両側面と、第２溝部５３ｂの両側面とが互いに接しているからである。
【００６０】
倣い動作が終了した後は、第１実施形態で説明した動作でもって、ツール２１は倣った状態に保持される。そして、ツール２１が基板Ｋに押し付けられ、ツール２１の先端部に取り付けられた半導体チップが基板Ｋに圧着される。
【００６１】
従って、この第２実施形態においても、前述した第１実施形態とほぼ同様の効果を発揮させることができる。
（１）特に、この第２実施形態においては、リング状部材５３の直径を第１実施形態に示すブロック４１〜４３に比べ大きくすることができる。そのため、各部材５１，５３，６０を同じ寸法交差で加工しても、Ｚ軸周りのがたつきを少なくすることができる。従って、高い倣い精度を維持しつつ、各部材５１，５３，６０等の加工精度を下げることができ、製造を容易にできる。
【００６２】
（２）揺動体２０の外周に沿ってリング状部材５３が配置され、そのリング状部材５３が支持部材５１とＬ状支持部材６０とによって支持されている。そのため、前記第１実施形態で示す固定ケーシング３２を省略することができるので、倣い装置１０の上下方向の長さを短くすることができ、更なる小型化を図ることができる。又、揺動体２０に形成された切欠き部分２０ｂにリング状部材５３が配置されているため、そのリング状部材５３は、揺動体２０が投影される範囲の内側に位置させることができる。よって、水平方向において倣い装置１０が大型化するのを防止できる。
【００６３】
（３）リング状部材５３は、それぞれの圧縮バネ５５，６３を介して支持部材５１及びＬ状支持部材６０に支持されている。そのため、ツール２１が基板Ｋに当接するときの僅かな当接圧で各部材５１，５３，６０を可動させることができる。従って、揺動体２０の倣い精度を高めることができる。
【００６４】
（４）第１圧縮バネ５５の弾性力によって、第１突部５１ａと第１溝部５３ａとの間に形成される隙間Ｓ１を確実に確保することができる。又、第２圧縮バネ６３の弾性力によって、第２突部６０ａと第２溝部５３ｂとの間に形成される隙間Ｓ２を確実に確保することができる。従って、各部材５１，５３，６０をＺ軸方向に沿ってスムーズに動かすことができる。
【００６５】
（５）隙間Ｓ１，Ｓ２を形成するのに、例えば各溝部５３ａ，５３ｂに多孔質材を設け、エアを吹き付ける方法に比べて、エアの配管等の必要がないため構造を簡単にすることができる。よって、倣い装置１０の製造コストが高くなるのを抑えることができる。加えて、隙間Ｓ１，Ｓ２を形成するのに、エアを使用していないので、耳障りなエアの供給音を発することがないので、作業環境の向上を図ることができる。
【００６６】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・  前記第１及び第２実施形態では、揺動体２０に凸状半球面２０ａが形成され、環状多孔質材１２に凹状半球面１２ａが形成されている。これ以外にも、凸状半球面２０ａと凹状半球面１２ａとの関係を逆にしてもよい。すなわち、揺動体２０に凹状半球面を形成し、環状多孔質材１２に凸状半球面を形成し、揺動体２０と環状多孔質材１２とを係合してもよい。
【００６７】
・  第１実施形態の別例として、各ブロック４１〜４３の間に圧縮バネを介在し、各ブロック４１〜４３の間に隙間Ｓ１，Ｓ２を形成してもよい。
・  第１実施形態の別例として、各ブロック４１〜４３に形成された突部４１ａ，４２ａと溝部４２ａ，４２ｂの凹凸の関係を逆にしてもよい。すなわち、下部ブロック４１の上面に第１溝部を形成し、中間ブロック４２の下面に第１突部を形成する。又、上部ブロック４３の下面に第２溝部を形成し、中間ブロック４２の上面に第２突部を形成する。
【００６８】
・  第１実施形態の別例として、下部ブロック４１及び上部ブロック４３をカーボンを含む合成樹脂材料から形成し、中間ブロック４２を金属から形成してもよい。或いは、全てのブロック４１〜４３を合成樹脂材料から形成してもよい。これらの構成にすれば、回り止め装置３１の軽量化にいっそう貢献することができる。又は、全てのブロック４１〜４３を金属から形成し、各突部４１ａ，４３ａ及び各溝部４２ａ，４２ｂに表面処理を施してもよい。これらの構成にすれば、回り止め装置３１の剛性を高めることができる。
【００６９】
・  第１実施形態の別例として、各ブロック４１〜４３に形成された、突部と溝部の延設する方向関係を逆にしてもよい。第１突部４１ａと第１溝部４２ａとをＹ軸方向に沿って延設し、それらと直交するように、第２突部４３ａと第２溝部４２ｂとをＸ軸方向に沿って延設してもよい。
【００７０】
・  第２実施形態の別例として、支持部材５１及びＬ状支持部材６０をカーボンを含む合成樹脂材料から形成し、リング状部材５３を金属から形成してもよい。或いは、全ての部材５１，５３，６０を合成樹脂材料から形成してもよい。これらの構成にすれば、回り止め装置の軽量化にいっそう貢献することができる。又は、全ての部材５１，６３，６０を金属から形成し、各突部５１ａ，６０ａ及び各溝部５３ａ，５３ｂに表面処理を施してもよい。これらの構成にすれば、回り止め装置３１の剛性を高めることができる。
【００７１】
・第１及び第２実施形態において、揺動体２０を強固に回動不能にするために、揺動体２０を倣わせた後に加圧用ポート１３からもエアの真空引きを行ってもよい。
【００７２】
・  第２実施形態の別例として、リング状部材５３の下面の一部を切り欠いて各溝部５３ａ，５３ｂを形成するのではなく、上面を切り欠いて各溝部５３ａ，５３ｂを形成してもよい。或いは、両溝部５３ａ，５３ｂのうち、いずれか一方をリング状部材５３の下面を切り欠いて形成し、他方を上面を切り欠いて形成してもよい。
【００７３】
・  第２実施形態の別例として、各部材５１，５３，６０に形成された、突部と溝部の延設する方向関係を逆にしてもよい。第１突部５１ａと第１溝部５３ａとをＹ軸方向に沿って延設し、それらと直交するように、第２突部６０ａと第２溝部５３ｂとをＸ軸方向に沿って延設してもよい。
【００７４】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
（１）  請求項１〜３のいずれかにおいて、前記第１の部材、第２の部材及び第３の部材は、その順にＺ軸上に連設されていることを特徴とする回り止め装置。この構成にすれば、回り止め装置の組付けを簡単に行うことができる。
【００７５】
（２）  請求項１又は２において、前記低摩擦材料は、カーボンが含浸された合成樹脂材料であることを特徴とする。この構成にすれば、各部材間に働く摩擦力を低減することができるので、第１〜第３の部材をスムーズに相対移動させることができる。
【００７６】
（３）  請求項３において、前記第２の部材は、リング状に形成されるとともに可動部材の外周縁に沿って配置され、同第２の部材は、前記可動部材に取り付けられた第１の部材と、前記固定部材を支持する基台に取り付けられた第３の部材とによって支持されている。この構成にすれば、倣い装置を小型化することができる。
【００７７】
（４）  凹状半球面及び凸状半球面のうちいずれか一方を備える固定部材に、他方を備える可動部材を回動可能に設け、対象物の特定面に前記可動部材を当接させることにより、その当接面を前記対象物の特定面に対し平行となるように倣わせるようにした倣い装置であって、前記両部材との間に加圧流体を噴出することにより、前記両部材同士を非接触にし、可動部材を前記当接面に対して直交する軸線周りに回動規制するための回り止め装置を備え、その回り止め装置を、固定ケーシングと、ケーシング内に設けられたオルダム式カップリングとを含んで構成し、前記可動部材をオルダム式カップリングを介して前記固定ケーシングに連結したことを特徴とする倣い装置。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、加工や組み付けを簡単にすることができるので、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における倣い装置の正面図。
【図２】倣い装置の平面図。
【図３】図２の３−３断面図。
【図４】要部分解斜視図。
【図５】第２実施形態における倣い装置の正面図。
【図６】倣い装置の側面図。
【図７】倣い装置の底面図。
【図８】図６の８−８断面図。
【図９】図５の９−９断面図。
【図１０】要部分解斜視図。
【符号の説明】
１１…基台、１２…環状多孔質材（固定部材）、１２ａ…凹状半球面、２０…揺動体（可動部材）、２０ａ…凸状半球面、２１…ツール（可動部材）、２３…マグネット（位置ずれ防止手段）、３１…回り止め装置、４１…下部ブロック（第１の部材）、４１ａ…第１突部、４２…中間ブロック（第２の部材）、４２ａ…第１溝部、４２ｂ…第２溝部、４３…上部ブロック（第３の部材）、４３ａ…第２突部、５１…支持部材（第１の部材）、５１ａ…第１突部、５３…リング状部材（第２の部材）、５３ａ…第１溝部、
６０…Ｌ状支持部材（第３の部材）、６０ａ…第２突部、Ｋ…基板（対象物）。
【図１】
0003825237.tif 000002
【図２】
0003825237.tif 000003
【図３】
0003825237.tif 000004
【図４】
0003825237.tif 000005
【図５】
0003825237.tif 000006
【図６】
0003825237.tif 000007
【図７】
0003825237.tif 000008
【図８】
0003825237.tif 000009
【図９】
0003825237.tif 000010
【図１０】
0003825237.tif 000011