(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹状半球面を有する第１部材と、その第１部材に対し相対回動可能であり且つ凸状半球面を有する第２部材とから倣い装置本体を構成し、対象物の特定面に前記両部材のうちいずれか１つ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において、
前記第１及び第２部材のうち前記対象物に当接する一方の部材が前記当接面に対して直交する軸線周りに回動するのを規制する回り止め手段と、前記一方の部材が前記対象物に当接したときに、一方の部材により前記対象物にかかる偏荷重を軽減する軽減化手段と、前記一方の部材が前記対象物に当接していないときには、前記一方の部材を他方の部材の中央に戻す原点位置復帰手段とを備え、
前記軽減化手段は、前記両部材のうち対象物の特定面に当接する一方の部材を倣い装置本体の中央に戻す力を付与する複数の弾性体から構成され、各弾性体は水平方向において対峙するように前記倣い装置本体に配置されていることを特徴とする倣い装置。
【請求項２】
前記弾性体はコイルスプリングであって、そのコイルスプリングの一端は、前記第１部材側及び第２部材側のうちいずれか一方に固定されている請求項１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、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は倣い装置が用いられる。この倣い装置としては、凹状半球面を有する装置基台に、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、対象物としての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、揺動体は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対し平行となるように傾動する。すなわち、揺動体のワーク当接面が半導体チップの特定面に対して倣う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の倣い装置では、倣い状態において揺動体が傾動すると、その傾動方向に揺動体の自重による偏荷重が半導体チップに作用する。そして、その影響を受けて半導体チップが破損するおそれがある。このような不具合を解消する方法としては、バネ等の弾性力を利用し、半導体チップにかかる偏荷重を軽減することが考えられる。
【０００４】
ところで、偏荷重を軽減するにあたってバネ等を使用する場合、そのバネ定数を決定することは、倣い装置を設計する上での重要な事項となる。具体的に言うと、バネ定数は偏荷重に応じて決定される。しかし、バネ定数が決定されることに伴い、バネのサイズ、つまりバネの外径、線径及び長さといった各寸法がある程度決定される。しかし、バネを組み付ける場所によっては、バネのサイズに制約を受け、設計に支障をきたす。この結果、倣い装置の構造が複雑化し、コスト高を招くという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、構造を簡単にすることで組み立て易さを向上し、低コスト化を実現することにある。
【０００６】
【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、凹状半球面を有する第１部材と、その第１部材に対し相対回動可能であり且つ凸状半球面を有する第２部材とから倣い装置本体を構成し、対象物の特定面に前記両部材のうちいずれか１つ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において、前記第１及び第２部材のうち前記対象物に当接する一方の部材が前記当接面に対して直交する軸線周りに回動するのを規制する回り止め手段と、前記一方の部材が前記対象物に当接したときに、一方の部材により前記対象物にかかる偏荷重を軽減する軽減化手段と、前記一方の部材が前記対象物に当接していないときには、前記一方の部材を他方の部材の中央に戻す原点位置復帰手段とを備え、前記軽減化手段は、前記両部材のうち対象物の特定面に当接する一方の部材を倣い装置本体の中央に戻す力を付与する複数の弾性体から構成され、各弾性体は水平方向において対峙するように前記倣い装置本体に配置されていることを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の倣い装置において、前記弾性体はコイルスプリングであって、そのコイルスプリングの一端は、前記第１部材側及び第２部材側のうちいずれか一方に固定されていることを要旨とする。
【０００９】
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部材及び第２部材のうちいずれか一方の部材を対象物の特定面に当接させると、一方の部材は特定面の傾きに倣って回動する。これにより、一方の部材の当接面と、対象物の特定面とが互いに平行になる。このとき、回り止め手段により、一方の部材は、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、高精度な倣いを行うことが可能になる。又、一方の部材が回動することに伴い、一方の部材の自重による偏荷重が対象物にかかる。しかし、軽減化手段によって対象物に対してかかる偏荷重が軽減され、偏荷重によって対象物が破損するのを防止することができる。更に、軽減化手段は、第１部材及び第２部材とから構成される倣い装置本体に配置されている。言い換えれば、比較的構造が簡単な倣い装置本体に軽減化手段が配置されている。そのため、軽減化手段の設計に無理が生じず、倣い装置全体の構成を簡単にすることが可能になる。一方、第１部材及び第２部材のうちいずれか一方の部材が対象物の特定面に当接しないときには、原点位置復帰手段によって一方の部材が他方の部材の中央に戻される。
【００１０】
又、請求項１に記載の発明によると、軽減化手段を構成する弾性体が複数設けられ、しかもその弾性体は、各弾性体は水平方向において対峙するように配置されている。このことから、前記第１部材及び第２部材のうち対象物の特定面に対して当接する一方の部材が対象物から離れたとき、一方の部材が対象物に当接していないときの原点位置、すなわち他方の部材の中央部に、一方の部材を迅速且つ正確に復帰させやすい。一方の部材を迅速に原点位置に復帰させることのできる理由としては、複数の弾性体があることから十分な弾性力を得ることができるからである。又、一方の部材を正確に原点位置に復帰させることのできる理由としては、各弾性体が均等配置されていることから、一方の部材に対して弾性力を均一に付与できるからである。
【００１１】
請求項２に記載の発明によると、各弾性体はそれぞれコイルスプリングで構成されているため、倣い装置の構造の簡素化を図るのに貢献できる。従って、倣い装置がコスト高になるのをいっそう確実に防止できる。更に、コイルスプリングは部品コストが安いことから倣い装置がよりコスト高になるのをいっそう確実に防止できる。
【００１２】
【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、倣い装置Ｆ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且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。
【００１３】
図１〜図３に示すように、第１部材（他方の部材）としての装置基台１０は、固定ブロック１１と、その下面に設けられた凹状半球面１２ａを有する環状多孔質材１２とから構成されている。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。
【００１４】
固定ブロック１１の一側面（図１の左側）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はエア通路１３ａを介して固定ブロック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１３ａ及び環状溝１４を介して環状多孔質材１２の表面全体から噴出される。
【００１５】
固定ブロック１１の下面には吸引用環状溝１７が形成されている。固定ブロック１１の他側面（図１の右側）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はエア通路１８ａ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、エア通路１８ａを介してエアが吸引され、吸引用環状溝１７に沿ってエアによる吸引力が作用する。
【００１６】
環状多孔質材１２の凹状半球面１２ａには、第２部材（一方の部材）としての金属製揺動体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に対して重なり合うように係合されている。なお、本実施形態において、前記第１部材である装置基台１０と、第２部材である揺動体２０とから倣い装置本体１９が構成されている。
【００１７】
揺動体２０の中央部下面には、対象物としてのワークＷを吸着するための吸着ホルダ２１が突設されている。揺動体２０と吸着ホルダ２１とは一体的に可動するようになっている。従って、本実施形態では、揺動体２０と吸着ホルダ２１とから揺動部材が構成されている。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の曲率半径を示す。そして、吸着ホルダ２１の先端面がワーク当接面、いわゆる倣い面となっており、その面上に揺動体２０の回動中心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。
【００１８】
吸着ホルダ２１の基端にはネジ部２１ａが形成され、そのネジ部２１ａは揺動体２０に着脱可能に螺合されている。従って、長さが異なる複数種類の吸着ホルダ２１を自在に交換できるようになっている。吸着ホルダ２１の外周面には、ポート２２が設けられている。ポート２２には、外端が吸着ホルダ２１の先端面（以下、ワーク当接面という。）２１ｂにおいて開口されたエア通路２３が形成されている。このエア通路２３は図示しない吸引ポンプに接続されている。そして、吸引ポンプからポート２２及びエア通路２３を介してエアが吸引される。
【００１９】
前記固定ブロック１１の上部には回り止め手段としての回り止め装置２５が設けられている。この回り止め装置２５は、下面が開口された四角箱状（矩形状）をなす固定基材としての固定ケーシング２６を備えている。この固定ケーシング２６内には、下面が開口された四角箱状の可動ケーシング（第１可動体）２７が収容されている。
【００２０】
Ｘ軸方向における可動ケーシング２７の外側面には、第１加圧流体供給手段としての第１多孔質材２８が設けられている。第１多孔質材２８の表面と、固定ケーシング２６の内側面との間は、ほとんど隙間が形成されていない。そのため、可動ケーシング２７は、固定ケーシング２６に対してＹ軸及びＺ軸方向のみの移動が許容されている。第１多孔質材２８は、板状に形成されており、前記環状多孔質材１２と同じ材料から構成されている。本実施形態において、第１多孔質材２８の表面と、固定ケーシング２６の内側面との間は、５〜１０μｍに設定されている。
【００２１】
前記可動ケーシング２７内には、第２可動体としての可動ブロック３７が収容されている。Ｙ軸方向における可動ケーシング２７の内側面には、第２加圧流体供給手段としての第２多孔質材３８が設けられている。その第２多孔質材３８の裏側における可動ケーシング２７の内側面には、前記エア通路３０に連通する凹部３９が形成されている。
【００２２】
第２多孔質材３８の表面と、可動ブロック３７の外側面との間は、ほとんど隙間が形成されていない。そのため、可動ブロック３７は、可動ケーシング２７に対してＸ軸及びＺ軸方向にのみの移動が許容されている。本実施形態において、第２多孔質材３８の表面と、可動ブロック３７の外側面との間は、５〜１０μｍに設定されている。
【００２３】
前記エア通路３０上において各第１多孔質材２８の中央部に位置する箇所には、流体導入口としてのエア導入口２９がそれぞれ形成されている。各エア導入口２９は、第１多孔質材２８の裏面に形成された凹部３１を介してエア通路３０に連通されている。固定ケーシング２６の両側面において前記各エア導入口２９と対向する箇所には、前記エア導入口２９に通じ、且つ導入口２９よりも径の大きいエア供給口３６がそれぞれ形成されている。２つのエア供給口３６は固定ケーシング２６に形成された流路３５を介して互いに連通されている。両エア供給口３６のうち一方（図１に示す左側のエア供給口）は、固定ケーシング２６の外部に開口され、その開口部には図示しない圧力供給源に接続されたエア供給チューブ３６ａが接続されている。
【００２４】
圧力供給源から送られる加圧エアが、各エア供給口３６から非接触状態でエア導入口２９、各凹部３１を介してエア通路３０に供給される。そして、加圧エアが第１多孔質材２８の表面全体から噴出されることにより、Ｘ軸方向における固定ケーシング２６と可動ケーシング２７との界面に静圧がもたらされる。よって、エア供給口３６とエア導入口２９とを非接触にした状態で、エア通路３０内加圧エアを供給することが可能である。そのため、本実施形態では、エア導入口２９を有する第１多孔質材２８によって第３加圧流体供給手段が構成されている。要するに、第１多孔質材２８は、第１加圧流体供給手段と第３加圧流体供給手段とを兼ねている。又、加圧エアが第２多孔質材３８の表面全体から噴出されることにより、Ｙ軸方向における可動ケーシング２７と可動ブロック３７との界面に静圧がもたらされる。
【００２５】
Ｚ軸方向における可動ケーシング２７の内側面には、第３多孔質材４６が設けられている。第３多孔質材４６の表面と、可動ブロック３７の上面との間は、ある程度の隙間が形成されている。第３多孔質材４６の裏側における可動ケーシング２７には、前記エア通路３０に連通する凹部４７が形成されている。そして、エア供給チューブ３６ａから加圧エアが、エア供給口３６、エア通路３０、凹部４７を介して第３多孔質材４６の表面全体から噴出される。これにより、Ｚ軸方向における可動ケーシング２７と可動ブロック３７との界面に静圧がもたらされる。
【００２６】
可動ブロック３７は、その下面から突設された連結ブロック４４を介して揺動体２０に一体的に形成されている。連結ブロック４４は、前記固定ブロック１１の中央部に形成された連通孔４５に遊挿されている。これにより、可動ブロック３７と揺動体２０とは一体的に可動するようになっている。
【００２７】
固定ブロック１１のＸ軸方向側面及びＹ軸方向側面には、上下方向に沿って延びる複数のバネ支持アーム４０が設けられている。各バネ支持アーム４０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において対峙する位置関係に配置されている。揺動体２０の側面付近に位置している各バネ支持アーム４０先端部には、貫通ネジ孔４０ａが形成されている。揺動体２０において各貫通ネジ孔４０ａと対向する箇所には、バネ収容穴４１が凹設され、そのバネ収容穴４１内には弾性体としてのコイルスプリング４２が収容されている。従って、本実施形態では、コイルスプリング４２は倣い装置本体１９に配置されている。コイルスプリング４２は、揺動体２０に対しその中心方向に向けて常に弾性力を付与し、固定ブロック１１の中心軸線に揺動体２０の中心軸線を一致させる働きがある。
【００２８】
コイルスプリング４２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において対峙する位置関係で配置されている。コイルスプリング４２は、同一円周上において等間隔に配置されている。本実施形態においてコイルスプリング４２は４つ設けられていることから、各コイルスプリング４２は９０゜おきに配置されている。各コイルスプリング４２のバネ定数は同じに設定されている。従って、各コイルスプリング４２が均等配置されていることから、揺動体２０に対しコイルスプリング４２の弾性力が均一に付与されている。
【００２９】
コイルスプリング４２の一端は、バネ収容穴４１の内奥面に形成された第１係止部としての係止突部４１ａにはめ込まれている。一方、コイルスプリング４２の他端は、前記貫通ネジ孔４０ａに螺合されたバネ圧調整ネジ４３の内端面に支持されている。バネ圧調整ネジ４３の内端面には第２係止部としての係止突部４３ａが形成され、この係止突部４３ａはコイルスプリング４２の他端にはめ込まれている。係止突部４３ａにより、コイルスプリング４２の他端がバネ圧調整ネジ４３に固定されている。各バネ圧調整ネジ４３を進退させることにより、各コイルスプリング４２の弾性力をそれぞれ調整できるようになっている。なお、複数の弾性体、つまり複数のコイルスプリング４２から軽減化手段と原点位置復帰手段とが構成されている。本実施形態においては、複数のコイルスプリング４２は、軽減化手段と原点位置復帰手段とを兼用するものである。
【００３０】
次に、上記のように構成された倣い装置Ｆを用いて対象物としてのワークを搬送するには次のように行う。
ワークＷを吸着する前において、ポート１３からエア通路１３ａを介して加圧エアが供給され、環状多孔質材１２の表面全体から揺動体２０の上面に向けて加圧エアが噴出される。これにより、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からエア通路１８ａを介してエアが吸引され、環状溝１７内は負圧になる。そして、揺動体２０の中央部付近には凹状半球面１２ａへの吸引力が働き、同揺動体２０は固定ブロック１１に引き寄せられる。よって、環状多孔質材１２の凹状半球面１２ａ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。
【００３１】
各エア供給チューブ３６ａによって送られる加圧エアは、一方のエア供給口３６（図１の左側）から直接一方のエア導入口２９に流れるとともに、流路３５及び他方のエア供給口（図１の右側）３６を介して他方のエア導入口２９に流れる。そして、各エア供給口３６からエア通路３０にエアが供給される。このとき、供給される加圧エアは全てエア導入口２９に導入されるのではなく、各第１多孔質材２８と固定ケーシング２６の内側面との間から若干量漏れる。この漏れた加圧エアは、固定ケーシング２６に形成した図示しない排気ポートを介して外部に排出される。
【００３２】
各エア供給口３６からエア通路３０を介して加圧エアが供給されると、各第１多孔質材２８の表面全体から固定ケーシング２６のＸ軸方向内側面に向けて加圧エアが噴出される。すると、Ｘ軸方向における固定ケーシング２６と可動ケーシング２７との間に静圧が生じる。そして、固定ケーシング２６に対して、可動ケーシング２７がＹ軸及びＺ軸方向に沿って滑らかに移動できるようになる。
又、Ｘ軸方向における固定ケーシング２６と可動ケーシング２７との間に生じる静圧によって、固定ケーシング２６と可動ケーシング２７とは非接触になる。この状態で、各エア供給口３６から各エア導入口２９に加圧エアが供給され続ける。
【００３３】
それとともに、第２多孔質材３８の表面全体から可動ブロック３７のＹ軸方向内側面に向けて加圧エアが噴出される。すると、Ｙ軸方向における可動ケーシング２７と可動ブロック３７との間に静圧が生じる。そして、可動ケーシング２７に対して、可動ブロック３７がＸ軸及びＺ軸方向に沿って滑らかに移動できるようになる。
【００３４】
ここで、図４（ａ）に示すように、装置基台１０と揺動体２０との界面に摩擦がないのに加え、揺動体２０の重心Ｇは、その回動中心Ｃよりも上方に位置している。そのため、揺動体２０の姿勢バランスが悪く、揺動体２０及び吸着ホルダ２１の自重により傾動しやすい。揺動体２０がＸ軸方向に沿って傾動すると、可動ブロック３７が傾動する側のコイルスプリング（図４（ａ）では右側にあるスプリング）４２の弾性力により、可動ブロック３７が傾動前の位置に押し戻される。それとともに、揺動体２０が傾動する側とは反対側にあるコイルスプリング４２（図４（ａ）では左側にあるスプリング）の弾性力により、揺動体２０が傾動前の位置に引き戻される。
【００３５】
従って、コイルスプリング４２の弾性力により、揺動体２０は、その重心Ｇと中心軸Ｚとが一致した状態に保持される。要するに、倣い動作が行われていないとき、揺動体２０は揺れることなく安定した状態で固定ブロック１１の中央部に保持される。又、揺動体２０がＹ軸方向に傾動した場合についても同様に、Ｙ軸方向にあるコイルスプリング４２の弾性力により、揺動体２０は安定した状態で固定ブロック１１の中央部に保持される。
【００３６】
次いで、倣い装置Ｆ全体が下降してワークＷに接近すると、吸着ホルダ２１のワーク当接面２１ｂがワークＷに当接する。すると、ワークＷの上面（特定面）がＹ軸方向に沿って傾斜していれば、その傾きに追従するように揺動体２０はＸ軸周りに回動する。これは、固定ケーシング２６に対して可動ケーシング２７がＹ軸及びＺ軸方向のみの移動が許容されているからである。
【００３７】
これに対して、ワークＷ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。これは、可動ケーシング２７に対して可動ブロック３７がＸ軸及びＺ軸方向のみの移動が許容されているからである。以上のように、揺動体２０はＺ軸周りに回動することなく、吸着ホルダ２１のワーク当接面２１ｂがワークＷに対し平行となるように倣う。
【００３８】
この倣い状態においては、図４（ｂ）に示すように、揺動体２０及び吸着ホルダ２１が回動する方向に、それらの自重による回転モーメントＭが作用する。このとき、揺動体２０が回動する側のコイルスプリング（図４（ｂ）では右側にあるスプリング）４２の弾性力により、揺動体２０は装置基台１０の中央部（反回動側）に押し戻されようとする。それとともに、揺動体２０が回動する側とは反対側のコイルスプリング（図４（ｂ）では左側にあるスプリング）４２の弾性力により、揺動体２０は装置基台１０の中央部側に引き戻されようとする。これにより、Ｘ軸方向の回転モーメントＭは軽減される。
【００３９】
又、揺動体２０がＹ軸方向に回動した場合についてもＸ軸方向に回動する場合と同様に、回転モーメントＭはＹ軸方向にあるコイルスプリング４２の弾性力によって軽減される。以上説明したように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における回転モーメントＭの軽減により、ワークＷにかかる偏荷重ｍｇを軽減することが可能になる。ちなみに、偏荷重ｍｇは、理論上ゼロにすることが可能である。
【００４０】
なお、ワークＷの上面の傾斜角度θ、揺動体２０及び吸着ホルダ２１の重量、揺動体２０及び吸着ホルダ２１の軸線方向の長さに比例して、回転モーメントＭは大きくなる。同様に、コイルスプリング４２の弾性力も、ワークＷの上面の傾斜角度θに比例して大きくなる。
【００４１】
又、ワークＷにかかる偏荷重ｍｇをいっそう少なくするために、揺動体２０の姿勢バランスを調整する必要がある。この調整方法として、コイルスプリング４２のバネ荷重を変更する。すなわち、コイルスプリング４２のバネ荷重を変更するには、バネ圧調整ネジ４３を進退させる。具体的にいえば、コイルスプリング４２のバネ荷重を大きくするには、バネ圧調整ネジ４３を螺入する。これに対して、コイルスプリング４２のバネ荷重を小さくするには、バネ圧調整ネジ４３を螺退する。
【００４２】
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は装置基台１０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、吸着ホルダ２１は倣った状態に保持される。
【００４３】
この状態で、吸着ホルダ２１に設けられたポート２２からエア通路２３を介してエアが真空引きされると、吸着ホルダ２１のワーク当接面２１ｂにワークＷが吸着される。そして、倣い装置Ｆ全体が上昇され、ワークＷが所定の位置まで搬送されたら、倣い装置Ｆが下降する。その後、ポート２２からからエアの真空引きを停止し、吸着ホルダ２１からワークＷを離す。
【００４４】
又、揺動体２０の回動中心Ｃ、すなわち凸状半球面２０ａの曲率中心は、吸着ホルダ２１のワーク当接面（倣い面）２１ｂに一致していることが高精度な倣いをする上で望ましい。しかしながら、加工精度の誤差により、揺動体２０の回動中心Ｃが吸着ホルダ２１のワーク当接面２１ｂに一致しない場合がある。この場合には、上述したように揺動体２０に対して適正な長さの吸着ホルダ２１を付け替える。
【００４５】
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）揺動体２０をワークＷの特定面に当接させると、揺動体２０は特定面の傾きに倣って回動する。これにより、揺動体２０の当接面と、ワークＷの特定面とが互いに平行になる。このとき、回り止め装置２５により揺動体２０はＺ軸周りの回動が規制されることから、高精度な倣いを行うことが可能になる。
【００４６】
（２）揺動体２０が回動することに伴い、揺動体２０の自重による偏荷重がワークＷにかかろうとするが、コイルスプリング４２の弾性力によってワークＷにかかる偏荷重を軽減できる。従って、ワークＷが例えばガラス基板のように脆性材からなるものである場合には、ワークＷの破損を防止することができる。
【００４７】
（３）コイルスプリング４２は、回り止め装置２５よりも構造が簡単な倣い装置本体１９に配置されているため、倣い装置Ｆが設計し易くなるとともに、倣い装置Ｆ全体の構造が複雑にならない。従って、倣い装置Ｆの組み付け作業が容易となり、低コスト化を図ることができる。又、既存の倣い装置Ｆにコイルスプリング４２を装着することも容易になる。
【００４８】
（４）コイルスプリング４２は、複数個設けられているため、揺動体２０に対して十分な弾性力を付与することができる。従って、揺動体２０がワークＷから離れたときに、揺動体２０を原点位置、装置基台１０の中央部に速やかに復帰させることができる。
【００４９】
（５）複数のコイルスプリング４２は、同一円周上に等間隔に配置されているため、揺動体２０に対して常に均等な弾性力を付与することができる。従って、揺動体２０が任意の方向に回動しても、偏荷重を確実に軽減することができる。
【００５０】
（６）汎用性があり且つ低コストなコイルスプリング４２を用いてワークＷにかかる偏荷重を軽減するため、倣い装置Ｆの構造をいっそう簡単にすることができる。
【００５１】
（７）Ｘ軸方向における固定ケーシング２６と可動ケーシング２７との界面に、静圧をもたらす加圧エアを供給するための第１多孔質材２８が設けられている。そして、第１多孔質材２８には、エア供給口３６から噴出される加圧エアをエア通路３０に導入するエア導入口２９が設けられている。そのため、Ｘ軸方向における固定ケーシング２６と可動ケーシング２７との間に生じる静圧によって、各エア供給口３６と各エア導入口２９とが非接触状態をとりながら、加圧エアをエア通路３０に供給することができる。従って、エア供給チューブ３６ａを可動ケーシング２７に取り付けてエア通路３０に加圧エアを供給する場合に比較して、エア供給チューブ３６ａによるテンションの影響を可動ケーシング２７が受けることはない。この結果、倣い精度を向上させることができる。
【００５２】
（８）固定ケーシング２６の両側にエア供給口３６が形成されているため、可動ケーシング２７の両側からエア通路３０に加圧エアが供給される。従って、各第１多孔質材２８から噴出するエア圧を均一にすることができる。
【００５３】
（９）第１多孔質材２８によって、エア供給口３６及びエア導入口２９を非接触状態にしてエア通路３０に加圧エアを供給することと、静圧を生じさせて可動ケーシング２７の動きを滑らかにすることとを兼ねている。従って、部品点数を減らすことができるので、回り止め装置２５の構造を簡単にでき、製造コストをいっそう低減することができる。
【００５４】
（１０）揺動体２０に対して吸着ホルダ２１が着脱可能になっている。そのため、長さの異なる吸着ホルダ２１を複数種類用意しておき、その中から適正な長さの吸着ホルダ２１を選出して取り付けることができる。これにより、揺動体２０の姿勢バランスを調整することができる。しかも、吸着ホルダ２１の長さを変えることができるので、回動中心Ｃをワーク当接面２１ｂに一致させることができる。この結果、正確な倣いを行うことができる。
【００５５】
（１１）複数のコイルスプリング４２には、揺動体２０がワークに当接したときに揺動体２０による偏荷重がワークに対してかかるのを軽減する機能と、揺動体２０がワークに当接していないときに揺動体２０を固定ブロック１１の中央に戻す機能とがある。要するに、複数のコイルスプリング４２は、軽減化手段と原点位置復帰手段とを兼用している。そのため、部品点数が多くなるのを防止でき、倣い装置Ｆの構造が複雑化するのを防止できる。
【００５６】
（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。
【００５７】
さて、この第２の実施形態では、図５，図６に示すように、揺動体２０の外周面には平行ピン５１が複数（本実施形態では４つ）突設されている。各平行ピン５１は、バネ支持アーム４０と対峙するように配置されている。各平行ピン５１の先端部は、バネ支持アーム４０に形成された係合部としての貫通孔５２に遊挿されている。この遊挿により、揺動体２０はＺ軸周りに±１゜の範囲で回動が許容される。別の言い方をすれば、Ｚ軸周りに±１゜を越える範囲では揺動体２０の回動が規制される。従って、本実施形態では、これらの平行ピン５１により、簡易的な回り止め手段が構成されている。
【００５８】
各平行ピン５１には、コイルスプリング４２がそれぞれ外挿されている。各コイルスプリング４２の一端は、各バネ支持アーム４０の先端部に形成されたバネ係合段部５３に挿入係止されている。これに対し、コイルスプリング４２の他端は、揺動体２０において、平行ピンの周囲に位置する箇所に形成された別のバネ係合段部５４に挿入係止されている。各コイルスプリング４２の両端部外周は、それぞれの係合段部５３，５４の内周面に当接されている。そして、Ｙ軸方向にあるコイルスプリング４２が弾性的に曲げ変形されることにより、揺動体２０はＸ軸周りに回動する。又、Ｘ軸方向にあるコイルスプリング４２が弾性的に曲げ変形されることにより、揺動体２０はＹ軸周りに回動する。
【００５９】
従って、本実施形態においても第１実施形態と同じように、軽減化手段を構成する弾性体としてのコイルスプリング４２は、倣い装置本体１９に配置されている。よって、コイルスプリング４２の組み付け作業が簡単になる。バネ支持アーム４０に設けられた貫通孔５２には、揺動体２０から突設された平行ピン５１が遊挿されている。このような簡単な構成によって、揺動体２０がＺ軸周りに回動するのを規制することができるため、回り止め装置の低コスト化を図ることができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、前記吸着ホルダ２１に代えて揺動体２０には、ツール５５が設けられている。このツール５５とは対象物としてのガラス基板に半導体チップを圧着するものである。
【００６１】
（第３実施形態）
図７，図８に示すように、倣い装置本体１９には４組の弾性体が同一円周上において等間隔に設けられ、各弾性体は２つのコイルスプリング４２から構成されている。各弾性体を構成する２つのコイルスプリング４２は、平行ピン５１の両側において、所定の距離をおいて配置されている。各コイルスプリング４２の一端は、各バネ支持アーム４０の先端部に形成されたバネ収容凹部６１に挿入係止されている。一方、各コイルスプリング４２の他端は、揺動体２０の外周面に形成された別のバネ収容凹部６２に挿入係止されている。
【００６２】
各コイルスプリング４２の両端部外周は、それぞれのバネ収容凹部６１，６２の内周面に当接されている。そして、Ｙ軸方向にあるコイルスプリング４２が弾性的に曲げ変形されることにより、揺動体２０はＸ軸周りに回動する。又、Ｘ軸方向にあるコイルスプリング４２が弾性的に曲げ変形されることにより、揺動体２０はＹ軸周りに回動する。
【００６３】
従って、本実施形態においては、弾性体を構成する２つのコイルスプリング４２の間には、平行ピン５１が配置されている。そのため、コイルスプリング４２を取り付けるために、バネ支持アーム４０に形成された貫通孔５２の形状が複雑にならない。そのため、貫通孔５２の切削加工コストを低減することができ、更なる低コスト化を図ることができる。
【００６４】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・  固定ブロック１１のＸ軸方向側面及びＹ軸方向側面に、上下方向に沿って延び、かつ先端部が揺動体２０の外周面に対峙する複数の流体吹き出しアームを設け、そのアームの先端部にエア等の流体が吹き出る流体吹出し口を設けてもよい。そして、流体吹出し口から噴出される流体の流体圧を、揺動体２０を装置基台１０の中央部に戻す力としてもよい。又、この構成を採用した場合には、流体圧を常に一定にすることは勿論、揺動体２０の回動角度を検出するセンサを設け、そのセンサからの検出信号に基づいて流体圧を可変制御してもよい。
【００６５】
・  前記実施形態では、揺動体２０を装置基台１０の中央部に引き寄せるために、コイルスプリング４２を用いた。コイルスプリング４２に代えて、例えばゴムや合成樹脂等からなる弾性体、或いは磁石等に変更してもよい。
【００６６】
・  前記実施形態では、固定ブロック１１に環状多孔質材１２が設けられている。これ以外にも揺動体２０に環状多孔質材１２を設けてもよい。又、固定ブロック１１と揺動体２０の両方に、環状多孔質材１２を対峙するように設けてもよい。
【００６７】
・  前記実施形態では、１つ又は２つのコイルスプリング４２から弾性体を構成したが、３つ以上のコイルスプリング４２から弾性体を構成してもよい。
・  前記第２及び第３実施形態に示す貫通孔５２と平行ピン５１との位置関係を変更してもよい。すなわち、バネ支持アーム４０に平行ピン５１を突設し、その平行ピン５１に対応する揺動体２０の外周面に、同平行ピン５１を遊挿するための孔を設けてもよい。
【００６８】
・  前記各実施形態において、複数のコイルスプリング４２をＸ軸方向又はＹ軸方向において対峙するように配置した。この構成以外にも、例えば、コイルスプリング４２の数を奇数（５つ）にして、それを同一円周上に等間隔に配置すれば、各コイルスプリング４２を対峙させることなく、揺動体２０を装置基台１０の中央部に戻す力を均等に付与することができる。
【００６９】
・  前記各実施形態では、コイルスプリング４２の他端のみをバネ支持アーム４０に固定した。この構成以外に、コイルスプリング４２の一端のみを揺動体２０に固定してもよい。
【００７０】
・  前記実施形態では、固定ブロック１１側に凹状半球面１２ａを設け、揺動体２０側に凸状半球面２０ａを設けたが、この関係を逆にしてもよい。すなわち、固定ブロック１１側に凸状半球面を設け、その凸状半球面に係合する凹状半球面を揺動体２０側に設けてもよい。
【００７１】
次に、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示す。
（１）  前記各弾性体は前記他方の部材の中心線に対して直交する線上に対峙するように配置されている倣い装置。
【００７２】
（２）  前記第１部材及び第２部材のうち少なくともいずれか一方には、凹状半球面と凸状半球面との間に加圧エアを噴出する多孔質材が設けられ、この多孔質材から噴出される加圧エアにより前記第１部材と第２部材とが非接触な状態をとり得る倣い装置。この構成にすれば、第１及び第２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。
【００７３】
（３）  前記回り止め手段は、前記第１及び第２部材のうち対象物の特定面に当接する一方の部材に設けられた係合部と、他方の部材に設けられるとともに前記係合部に遊挿される平行ピンと、から構成されている倣い装置。この構成にすれば、簡単な構成にも拘わらず、第１及び第２部材のうち対象物に当接する一方の部材の回動を規制することができる。
【００７４】
（４）  前記第１及び第２部材のうち対象物の特定面に当接する一方の部材の側面には前記コイルバネの一端部を係合する第１係止部が設けられ、他方の部材に設けられたバネ支持部材には、前記コイルバネの他端部を係合する第２係止部が設けられている倣い装置。この構成にすれば、バネの組み付けを簡単に行うことができる。
【００７５】
（５）  凹状半球面を有する第１部材と、凸状半球面を有する第２部材とを相対回動可能に設け、対象物の特定面に前記両部材のうちいずれか１つ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において、前記第１及び第２部材のうち一方の部材が前記対象物に当接したときに、一方の部材により前記対象物にかかる偏荷重を軽減する軽減化手段を設けたことを特徴とする倣い装置。
【００７６】
（６）  凹状半球面を有する第１部材と、凸状半球面を有する第２部材とを相対回動可能に設け、対象物の特定面に前記両部材のうちいずれか１つ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において、前記第１及び第２部材のうち前記対象物に当接する一方の部材が前記当接面に対して直交する軸線周りに回動するのを規制する回り止め手段を設け、前記一方の部材が前記対象物に当接したときに、一方の部材により前記対象物にかかる偏荷重を軽減する軽減化手段を設け、その軽減化手段を前記回り止め手段を除く箇所に配置したことを特徴とする倣い装置。
【００７７】
（７）  前記軽減化手段は、前記両部材のうち対象物の特定面に当接する一方の部材を倣い装置本体に戻す力を付与する複数の弾性体から構成されている倣い装置。
【００７８】
（８）  前記軽減化手段は、前記原点位置復帰手段を兼ねている倣い装置。この構成にすれば、倣い装置の構造を簡単にすることができる。
【００７９】
（９）  前記軽減化手段は、前記両部材のうち対象物の特定面に当接する一方の部材を倣い装置本体の中央に戻す力を付与する複数の弾性体から構成され、各弾性体は同一円周上に等間隔に配置されていることを特徴とする。軽減化手段を構成する弾性体が複数設けられ、しかもその弾性体は、同一円周上に等間隔に配置されている。このことから、前記第１部材及び第２部材のうち対象物の特定面に対して当接する一方の部材が対象物から離れたとき、一方の部材が対象物に当接していないときの原点位置、すなわち他方の部材の中央部に、一方の部材を迅速且つ正確に復帰させやすい。一方の部材を迅速に原点位置に復帰させることのできる理由としては、複数の弾性体があることから十分な弾性力を得ることができるからである。又、一方の部材を正確に原点位置に復帰させることのできる理由としては、各弾性体が同一円周上に均等配置されていることから、一方の部材に対して弾性力を均一に付与できるからである。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、構造を簡単にすることにより、組み立て易さを向上することができ、低コスト化を実現することができる。
【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断面図。
【図２】図１の２−２断面図。
【図３】図１の３−３断面図。
【図４】（ａ）はバランス状態における倣い装置の説明図、（ｂ）は倣った状態における倣い装置の説明図。
【図５】第２実施形態における倣い装置の断面図。
【図６】図５の６−６断面図。
【図７】第３実施形態における倣い装置の断面図。
【図８】図７の８−８断面図。
【符号の説明】
１０…装置基台（第１部材、他方の部材）、１２ａ…凹状半球面、１９…倣い装置本体、２０…揺動体（第２部材、一方の部材）、２０ａ…凸状半球面、２５…回り止め装置（回り止め手段）、４２…コイルスプリング（弾性体、軽減化手段、原点位置復帰手段）、ｍｇ…偏荷重、Ｗ…ワーク（対象物）。
【図１】
0003857537.tif 000002
【図２】
0003857537.tif 000003
【図３】
0003857537.tif 000004
【図４】
0003857537.tif 000005
【図５】
0003857537.tif 000006
【図６】
0003857537.tif 000007
【図７】
0003857537.tif 000008
【図８】
0003857537.tif 000009