JPH07183692A

JPH07183692A - ツール保持装置

Info

Publication number: JPH07183692A
Application number: JP28914194A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Honda; 位行本多; Masae Aikawa; マサ枝相川; Norio Kawatani; 典夫川谷; Yoshiyuki Yanagisawa; 喜行柳沢
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-11-11
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 1995-07-21

Abstract

(57)【要約】【目的】所定のツールを可動体に保持するツール保持装
置において、ツールの平行出しを容易に微調整し得るツ
ール保持装置を提案する。【構成】調整板２５の板状部材２３に対する固定位置及
び板状部材２３に螺合されたボルト３３に対する調整板
２５の当接部間において当該調整板２５にツール３０を
結合し、ボルト３３の螺合量に応じて調整板２５を撓ま
せるようにしたことにより、調整板２５に結合されたツ
ール３０の平行度を容易に微調整し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。産業上の利用分野従来の技術発明が解決しようとする課題課題を解決するための手段（図４及び図７）作用（図４及び図７）実施例（１）第１実施例（図１〜図４）（２）第２実施例（図１及び図５〜図８）（３）他の実施例発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明はツール保持装置に関し、
例えばＩＣチツプを吸着保持するツールの保持装置に適
用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、例えばＩＣチツプを吸着保持して
搬送するＩＣチツプ実装装置においては、所定の駆動手
段にツールホルダを介してＩＣチツプ吸着用のツールを
固定し、駆動手段によつて当該ツールを移動することに
より、当該ツールに吸着保持されたＩＣチツプを所定位
置に搬送し、装着対象となる基板上に実装し得るように
なされている。

【０００４】ここでツールが固定されたツールホルダ
は、ＩＣチツプ実装装置のツール保持装置によつて、実
装対象となる基板ステージに対して水平なＸ方向及び当
該Ｘ方向に直交したＹ方向にそれぞれ調整ねじによつて
調整し得るようになされており、かつ固定ねじによつて
ツール保持部に固定されている。

【０００５】従つてＸ方向及びＹ方向の調整ねじによつ
てツールの下面及び基板ステージの平行出しを行い、そ
の後固定ねじによつてツールホルダをツール保持部に固
定するようになされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところがかかる構成の
ＩＣチツプ実装装置においては、調整ねじの微妙な動き
によつてツールの平行出しを行うことにより、当該ツー
ルの平行出しが難しく、調整作業に要する時間が長くな
る問題があつた。

【０００７】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、ツールの平行出しを一段と容易に行うことができる
ツール保持装置を提案しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、所定のツール３０を可動体２２に
保持するツール保持装置において、可動体２２に固定さ
れた剛性の高い板状部材２３と、板状部材２３に対して
剛性の低い板状でなり板状部材に対して一部を固定した
調整板２５と、板状部材２３に螺合し、先端部を調整板
２５に当接する単数又は複数のボルト３３と、調整板２
５の板状部材２３に対する固定位置及びボルト３３に対
する当接位置間において調整板２５にツール３０を結合
する結合手段２９とを備え、ボルト３３の板状部材２３
に対する螺合量に応じてボルト３３の先端部が当接する
調整板２５を撓ませ、当該撓み量に応じてツール３０の
位置合わせを行うようにする。

【０００９】また本発明においては、調整板２５は、球
形状の受圧手段２８を介してツールを結合するようにす
る。

【００１０】さらに本発明においては、所定のツール３
０を可動体２２に保持するツール保持装置において、可
動体２２に固定された第１の板状部材２３と、第１の板
状部材２３に単数又は複数のボルト４５Ａ〜４５Ｄによ
つて結合され、かつ第１の板状部材２３に対向する面に
対して反対側の面にツール３０が取り付けられた第２の
板状部材４１と、第１及び第２の板状部材２３及び４１
間に設けられた単数又は複数の弾性部材４３Ａ〜４３Ｄ
とを備え、ボルト４５Ａ〜４５Ｄの螺合量に応じて弾性
部材４３Ａ〜４３Ｄを撓ませ、当該撓み量に応じてツー
ル３０の位置合わせを行うようにする。

【００１１】さらに本発明においては、弾性部材４３Ａ
〜４３Ｄは皿ばねでなるようにする。

【００１２】

【作用】調整板２５の板状部材２３に対する固定位置及
び板状部材２３に螺合されたボルト３３に対する調整板
２５の当接部間において当該調整板２５にツール３０を
結合し、ボルト３３の螺合量に応じて調整板２５を撓ま
せるようにしたことにより、調整板２５のボルト３３に
対する当接位置の変位量に対してツール３０との結合位
置における変位量を小さくすることができる。従つて当
該結合位置において調整板２５に結合されたツール３０
の位置決め（平行度調整）の微調整を容易に行うことが
できる。

【００１３】また第１及び第２の板状部材２３及び４１
間に弾性部材４３Ａ〜４３Ｄを設け、ボルト４５Ａ〜４
５Ｄの螺合量に応じて弾性部材４３Ａ〜４３Ｄを撓ませ
るようにしたことにより、所望のボルト４５Ａ〜４５Ｃ
又は４５Ｄの螺合量を変化させた際に生じる第１及び第
２の板状部材２３及び４１間のガタを弾性部材４３Ａ〜
４３Ｄによつて吸収し得る。従つて押し引きねじのよう
に、あるボルトの螺合量を調整した際に他のボルトの螺
合量も調整するといつた手間を省略し得、第２の板状部
材４１に取り付けられたツール３０の位置決め（平行度
調整）の微調整を容易に行うことができる。

【００１４】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１５】（１）第１実施例図１において１０は全体としてＩＣチツプ実装装置を示
し、基台１１上に支柱９を介してガイド部材１２が固定
されており、当該ガイド部材１２に沿つてチツプ搬送装
置１３が矢印ｘで示す方向又はこれとは逆方向に移動自
在に支持されている。

【００１６】チツプ搬送装置１３は下端部にチツプ吸着
部２０を有し、当該チツプ吸着部２０においてＩＣチツ
プ１８を吸着保持し得るようになされている。また当該
チツプ搬送装置１３はチツプ吸着部２０を矢印ｚで示す
方向又はこれとは逆方向に上下動し得るようになされて
いる。またチツプ搬送装置１３の可動体２２は矢印ｒで
示す方向又はこれとは逆方向に回動し得るようになされ
ている。

【００１７】またチツプ吸着部２０に吸着保持されたＩ
Ｃチツプを実装する実装対象としての基板１９は矢印ｙ
で示す方向又はこれとは逆方向に移動し得るステージ１
５上に保持されている。

【００１８】従つてチツプ搬送装置１３はＩＣチツプ供
給部１６のＩＣチツプを吸着保持し、これをカメラ１７
によつて撮像することにより、チツプ吸着部２０に対す
るＩＣチツプ１８の吸着状態を認識した後、チツプ搬送
装置１３に設けられたカメラ１４によつて基板１９のパ
ターンを認識することにより、基板１９上のＩＣチツプ
実装位置を確認し、当該実装位置にＩＣチツプ１８を実
装する。

【００１９】ここで図２はチツプ吸着部２０の詳細構成
を示し、チツプ搬送装置１３に設けられた可動体２２に
円板２３が固定されている。この円板２３の下側面側か
らボール受けボルト２６によつて平面十字形状の調整板
２５が円板２３に固定されている。

【００２０】また調整板２５にはスペーサ２８を介して
吸着ツール３０がそのフランジ部３０Ａにおいてねじ２
９によつて締結されている。吸着ツール３０の底面３０
Ｂには吸着部３０Ｄが形成され、当該吸着部３０Ｄには
吸着孔３０Ｃが形成されている。

【００２１】この吸着孔３０Ｃは吸着ツール３０の内部
に形成された真空路３０Ｅを介して真空配管のジヨイン
ト螺合部３０Ｆに連通されている。従つて当該真空路３
０Ｅを介して吸着孔３０Ｃに与えられた負圧によつて吸
着部３０ＤにＩＣチツプを吸着保持することができる。

【００２２】また調整板２５側に設けられたボール受け
ねじ２６及び吸着ツール３０に螺合されたボール受け部
材３６間には鋼球２８が介挿され、ＩＣチツプを吸着保
持した吸着部３０Ｄを基板１９（図１）に対して加圧し
た際、吸着ツール３０に高さ変動が生じることを回避す
ることができる。

【００２３】ここで円板２３は例えば鉄等のような剛性
の高い材料でなり、図３に示すように当該円板２３には
ほぼ90°間隔に４箇所、ねじ孔２３Ａが形成されてお
り、当該ねじ孔２３Ａには蝶ボルト３３が螺合されてい
る。これに対して調整板２５は例えばリン青銅等のよう
なばね性が大きい材料でなる。

【００２４】従つて図４に示すように蝶ボルト３３を円
板２３のねじ孔２３Ａに対してねじ込むことにより、蝶
ボルト３３の先端部が調整板２５の上側面に当接し、調
整板２５は蝶ボルト３３のねじ込み量に応じて基準線ａ
に対して直角な方向ｂから所定角度θ₁だけ傾くように
撓む。

【００２５】ここで調整板２５及び吸着ツール３０はね
じ２９によつて締結されていることにより、調整板２５
が蝶ボルト３３のねじ込み量に応じて撓んだとき、吸着
ツール３０は当該撓み量に応じてその基準線ａが角度θ
₂だけ傾くように傾斜する。この結果基準線ａ上に位置
する吸着孔３０Ｃは基準線ａに対して角度θ₂だけ傾い
た基準線ａ´上の位置に変位する。

【００２６】かくして円板２３上に設けられた４つのね
じ孔２３Ａに対して螺合された蝶ボルト３３を選択的に
所定量だけねじ込むことにより、ねじ込まれた蝶ボルト
に応じた方向かつ当該蝶ボルト３３のねじ込み量に応じ
た量だけ吸着ツール３０の吸着部３０Ｄが変位する。

【００２７】以上の構成において、蝶ボルト３３を回転
させてこれをねじ込んだ場合、当該調整板２５の変形が
距離に対して３次関数的な変形となることにより、蝶ボ
ルト３３の先端部によつて押圧される調整板２５の撓み
量に対して、当該調整板２５の吸着ツール３０との締結
部（ねじ２９の螺合部）の撓み量（撓み角）は小さくな
る。

【００２８】すなわち蝶ボルト３３はＭ３のボルトでな
り、ピツチが 0.5〔mm〕であることから当該蝶ボルト３
３を10°回動することにより当該蝶ボルト３３は円板２
３に対して 500/36 ＝13.9〔μｍ〕変位する。従つて当
該蝶ボルト３３によつて調整板２５が蝶ボルト３３との
当接部において13.9〔μｍ〕変位する。

【００２９】ここで基準線ａからねじ２９の螺合部まで
の距離Ｌ₁及び基準線ａから蝶ボルト３３までの距離Ｌ
₂の比はＬ₁：Ｌ₂＝１：２であり、当該調整板２５の
蝶ボルト３３による変形が３次関数的であることから、
ねじ２９の螺合部（吸着ツール３０との締結部）におけ
る調整板２５の変位量は13.9/8＝ 1.7〔μｍ〕となる。

【００３０】従つて吸着ツール３０の底面の形状として
一辺が20〔mm〕の四角形であれば、吸着ツール３０の下
側面３０Ｂに設けられた吸着孔３０Ｃの高さの変位とし
て１〔μｍ〕以下の調整を行うことができる。

【００３１】このように以上の構成によれば、調整板２
５において基準線ａから蝶ボルト３３の当接位置までの
距離を、基準線ａからねじ２９の螺合部までの距離より
も大きくし、蝶ボルト３３をねじ込んだ際の調整板２５
の３次関数的変形を利用して吸着ツール３０の底面３０
Ｂの平行度調整を行うことにより、ミクロンオーダの調
整を実現できる。

【００３２】因に鋼球２８を介して調整板２５に吸着ツ
ール３０を締結することにより、吸着ツール３０を基板
に押圧した際の吸着ツール３０の高さ変化を防止するこ
とができる。

【００３３】（２）第２実施例図２との対応部分に同一符号を付して示す図５におい
て、４０は全体として第２実施例のチツプ吸着部を示
す。チツプ吸着部４０は可動体２２に固定された円板２
３に対して、当該円板２３と同様に剛性の高い円板４１
がボルト４４（４４Ａ〜４４Ｄ）及びナツト４５（４５
Ａ〜４５Ｄ）を介して結合されている。また円板４１の
下面側には、ＩＣチツプを吸着保持する吸着ツール３０
がねじ４２によつて固定されている。

【００３４】これに加えて、円板２３及び４１の間には
皿ばね４３（４３Ａ〜４３Ｄ）が設けられており、当該
皿ばね４３（４３Ａ〜４３Ｄ）はその中心開口部５０を
ボルト４４（４４Ａ〜４４Ｄ）が貫通するように、各ボ
ルト４４（４４Ａ〜４４Ｄ）に対応する位置に設けられ
ている。因に、ボルト４４（４４Ａ〜４４Ｄ）は第１実
施例の蝶ボルト３３（図３）と同様に円板２３にほぼ90
°間隔で４箇所設けられおり、従つて図６に示すように
皿ばね４３（４３Ａ〜４３Ｄ）及びナツト４５（４５Ａ
〜４５Ｄ）もボルト４４（４４Ａ〜４４Ｄ）に対応する
位置に合計４個設けられている。

【００３５】チツプ吸着部４０はボルト４４の一端を円
板４１に形成されたねじ孔及び円板４１の下面側に設け
られたナツト４５（４５Ａ〜４５Ｄ）に螺合することに
より円板４１を円板２３に結合するようになされてい
る。

【００３６】従つて図７に示すように、ボルト４４Ａ〜
４４Ｃ又は４４Ｄを円板４１のねじ孔に対してねじ込む
ことにより、円板４１全体がボルト４４Ａ〜４４Ｃ又は
４４Ｄのねじ込み量に応じて基準線ａに対して直角な方
向ｂから所定角度θ₁だけ傾く。

【００３７】ここで吸着ツール３０はねじ４２によつて
円板４１に締結されていることにより、円板４１がボル
ト４４Ａ〜４４Ｃ又は４４Ｄのねじ込み量に応じて角度
θ₁だけ傾いたとき、基準線ａから角度θ₂だけ傾いた
位置に変位する。かくして円板２３上に設けられた４つ
のボルト４４Ａ〜４４Ｄの螺合量を選択的に所定量だけ
変化させることにより、螺合量を変化させたボルト４４
Ａ〜４４Ｃ又は４４Ｄに応じた方向かつ当該４４Ａ〜４
４Ｃ又は４４Ｄの螺合変化量に応じた量だけ吸着ツール
３０の吸着部３０Ｄが傾く。

【００３８】また皿ばね４３Ａ〜４３Ｄは、コイルばね
やゴム等の弾性部材と比較して撓み方向に非常に薄く形
成できることにより、円板２３及び４１間の間隙を小さ
く設定でき、チツプ吸着部４０を小型化できる。

【００３９】ここで皿ばね４３Ａ〜４３Ｄはボルト４４
Ａ〜４４Ｄの螺合量に応じて、図８のｚ方向に伸縮す
る。この実施例の場合、皿ばね４３Ａ〜４３Ｄの内径φ
ｄは 7.2〔mm〕、外径φＤは14〔mm〕、厚さｔは 0.8
〔mm〕、高さＨは 1.1〔mm〕に選定されている。実験に
よれば、この皿ばね４４Ａ〜４４Ｄを 0.5ｈだけ撓ませ
るには 56kgf〔Ｎ〕の加重が必要であり、0.75ｈだけ撓
ませるには 81kgf〔Ｎ〕の加重が必要であつた。この実
験結果からも明らかなように、かなり大きな加重をかけ
た場合でも、皿ばね４４Ａ〜４４Ｄの撓み量は微小であ
る。このように皿ばね４４Ａ〜４４Ｄは、コイルばねや
ゴム等の弾性部材と比較して加重に対する撓み量が小さ
いことにより、チツプ吸着部４０を高速で上下動させた
場合の加速度に基づく吸着ツール３０の変動を回避でき
る。

【００４０】以上の構成において、吸着ツール３０の吸
着部３０Ｄの平行度を調整する場合、ユーザはボルト４
４Ａ〜４４Ｄの何れか一つの円板４１に対する螺合量を
変化させる。これに伴つて円板２３に対して円板４１全
体が傾くことにより、吸着部３０Ｄが螺合量の変化に応
じた所望量だけ傾く。

【００４１】このとき円板２３に対して円板４１全体が
傾くことにより、螺合量を変化させたボルト４４Ａ〜４
４Ｃ又は４４Ｄの位置だけでなくそれ以外のボルト４４
Ａ〜４４Ｃ又は４４Ｄ位置でも若干円板２３及び円板４
１間の間隙が変化する。この間隙の変化に対して各皿ば
ね４３Ａ〜４３Ｃ又は４３Ｄがその変化量に応じて伸縮
することにより、他のボルト４４Ａ〜４４Ｃ又は４４Ｄ
の螺合量を変化させなくとも円板２３と円板４１間での
ガタの発生を防止できる。

【００４２】かくしてチツプ吸着部４０においては、例
えば押し引きねじのように所望の一つのねじの螺合量を
変化させたときに、他のねじ部分において生じるガタを
無くすために、他のねじも調整しなければならないとい
つた煩雑な手間を回避して容易に吸着部３０Ｄの平行度
調整を行うことができる。

【００４３】またチツプ吸着部４０は、ＩＣチツプ１８
の吸着及び搬送動作の際、非常に高速で上下及び左右方
向に移動する。従つて吸着ツール３０には、大きな加速
度が加わることになる。このとき皿ばね４３Ａ〜４３Ｄ
が、加重にする撓み量が非常に小さい特性を有すること
により、チツプ１８の吸着時や搬送時の不必要な円板２
３及び４１間の間隙変化を防止できる。

【００４４】以上の構成によれば、第１及び第２の円板
２３及び４１をボルト４４Ａ〜４４Ｄによつて結合する
と共に、各ボルト４４Ａ〜４４Ｄに対応する円板間位置
に皿ばね４３Ａ〜４３Ｄを設けるようにしたことによ
り、第２の円板４１に取り付けられた吸着ツール３０の
平行出しを容易に行うことができる。

【００４５】（３）他の実施例なお上述の第１実施例においては、円板２３にほぼ90°
間隔で形成されたねじ孔２３Ａに螺合された４つの蝶ボ
ルト３３を用いた場合について述べたが、蝶ボルト３３
の数はこれに限らず、３つ又は５つ以上の種々の数の蝶
ボルト３３を用いるようにしても良い。同様に第２実施
例におけるボルト４４及びナツト４５の数も４つに限ら
ない。

【００４６】また上述の第２実施例においては、中心開
口部５０をボルト４４Ａ〜４４Ｄが貫通するように各ボ
ルト４４Ａ〜４４Ｄに対応する位置に皿ばね４３Ａ〜４
３Ｄを設けた場合について述べたが、皿ばね４３Ａ〜４
３Ｄの配設位置はこれに限らず、例えば各ボルト４４Ａ
〜４４Ｄ間の中間位置にそれぞれ配設するようにしても
よく、要は円板２３と円板４２の間に配設するようにす
ればよい。

【００４７】また上述の第２実施例においては、円板２
３と円板４２の間に配設する弾性部材として皿ばね４３
Ａ〜４３Ｄを用いた場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、例えば円板２３と円板４２の間にゴム材を
充填するようにしてもよく、さらには弾性係数が大きな
コイルばねを配設するようにしてもよく、種々の弾性部
材を適用することができる。

【００４８】さらに上述の実施例においては、本発明を
ＩＣチツプ実装用のツール保持装置に適用した場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、吸着ツール３０
に代えてカメラ等の撮像装置を保持してその平行度調整
を行う場合にも適用でき、種々のツールを保持するツー
ルの保持装置に広く適用することができる。

【００４９】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、調整板の
板状部材に対する固定位置及び板状部材に螺合されたボ
ルトに対する調整板の当接部間において当該調整板にツ
ールを結合し、ボルトの螺合量に応じて調整板を撓ませ
るようにしたことにより、調整板に結合されたツールの
平行度を微調整し得るツール保持装置を実現できる。

【００５０】また本発明によれば、第１及び第２の板状
部材間に弾性部材を設け、ボルトの螺合量に応じて弾性
部材を撓ませるようにしたことにより、所望のボルトの
螺合量を変化させた際に生じる第１及び第２の板状部材
間のガタを弾性部材によつて吸収し得え、この結果複数
のボルトを調整することなく第２の板状部材に取り付け
られたツール３０の位置決め（平行度調整）の微調整を
容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＩＣチツプ実装装置の全体構成を示す斜視図で
ある。

【図２】第１実施例のＩＣチツプ吸着部の構成を示す側
面図である。

【図３】第１実施例のＩＣチツプの吸着部の構成を示す
底面図である。

【図４】第１実施例の吸着ツールの変位状態を示す側面
図である。

【図５】第２実施例のＩＣチツプ吸着部の構成を示す側
面図である。

【図６】第２実施例のＩＣチツプ吸着部の構成を示す底
面図である。

【図７】第２実施例の吸着ツールの変位状態を示す側面
図である。

【図８】皿ばねの説明に供する断面図である。

【符号の説明】

１０……ＩＣチツプ実装装置、１８……ＩＣチツプ、２
０、４０……チツプ吸着部、２２……可動体、２３、４
１……円板、２５……調整板、２９……ねじ、３０……
吸着ツール、３０Ｃ……吸着孔、３０Ｄ……吸着部、３
３……蝶ボルト、４３Ａ〜４３Ｄ……皿ばね、４４Ａ〜
４４Ｄ……ボルト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柳沢喜行東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定のツールを可動体に保持するツール保
持装置において、上記可動体に固定された剛性の高い板状部材と、上記板状部材に対して剛性の低い板状でなり上記板状部
材に対して一部を固定した調整板と、上記板状部材に螺合し、先端部を上記調整板に当接する
単数又は複数のボルトと、上記調整板の上記板状部材に対する上記固定位置及び上
記ボルトに対する当接位置間において上記調整板に上記
ツールを結合する結合手段とを具え、上記ボルトの上記
板状部材に対する螺合量に応じて上記ボルトの先端部が
当接する上記調整板を撓ませ、当該撓み量に応じて上記
ツールの位置合わせを行うようにしたことを特徴とする
ツール保持装置。
【請求項２】上記調整板は、球形状の受圧手段を介して
上記ツールを結合することを特徴とする請求項１に記載
のツール保持装置。
【請求項３】所定のツールを可動体に保持するツール保
持装置において、上記可動体に固定された第１の板状部材と、上記第１の板状部材に単数又は複数のボルトによつて結
合され、かつ上記第１の板状部材に対向する面に対して
反対側の面に上記ツールが取り付けられた第２の板状部
材と、上記第１及び第２の板状部材間に設けられた弾性部材と
を具え、上記ボルトの螺合量に応じて上記弾性部材を撓
ませ、当該撓み量に応じて上記ツールの位置合わせを行
うようにしたことを特徴とするツール保持装置。
【請求項４】上記弾性部材は皿ばねでなることを特徴と
する請求項３に記載のツール保持装置。
【請求項５】上記皿ばねは、上記第１の板状部材に上記
第２の板状部材を結合する上記ボルトのそれぞれに対応
する位置に設けられたことを特徴とする請求項４に記載
のツール保持装置。
【請求項６】上記ツールは、ＩＣチツプを吸着する吸着
手段であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求
項３、請求項４又は請求項５に記載のツール保持装置。
【請求項７】上記ツールは、光学装置であることを特徴
とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請
求項５に記載のツール保持装置。