JPH10249772A - 吸着装置 - Google Patents

吸着装置

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JPH10249772A
JPH10249772A JP9057621A JP5762197A JPH10249772A JP H10249772 A JPH10249772 A JP H10249772A JP 9057621 A JP9057621 A JP 9057621A JP 5762197 A JP5762197 A JP 5762197A JP H10249772 A JPH10249772 A JP H10249772A
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Akihiko Yabuki
彰彦 矢吹
Hideo Kato
秀雄 加藤
Shigeru Akema
滋 明間
Tetsuo Hizuka
哲男 肥塚
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸着装置に関し、PD等の被吸着物を位置ず
れなく、特に複数のPD等の被吸着物を同時に且つ位置
ずれなく、正確に且つ吸着することのできる吸着装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 穴14を有するボディ12と、該ボディ
の穴内に可動に配置され、少なくとも一つの吸着部2
6、28及び観察用貫通穴30を有する可動体16と、
該可動体を該ボディに対して支持するために該可動体と
該ボディとの間に延びる少なくとも一対の平行ばね36
a、36bと、該ボディから該可動体を通って該少なく
とも一つの吸着部へ延びる少なくとも一つの吸引通路3
2、34とからなる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は吸着装置に関し、例
えばレーザーダイオードが実装されている部品に対して
2つのフォトダイオードを同時に実装するときに使用さ
れる吸着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】吸着装置を使用して物品を移動したり、
組み立てたり、位置決めしたりすることは公知である。
本願の吸着装置は例えば光ディスク用の光学ヘッドを組
み立てるのに使用される。光学ヘッドは、光ディスクへ
向かって光を照射するレーザダイオード(以下LDとい
う)と、光ディスクで反射した光を受けて電気信号を発
生するフォトダイオード(以下PDという)とを備えて
いる。LD及びPDは小さな光学ヘッド内に正確に組付
けられる必要がある。通常は最初にLDをその支持部材
に実装し、実装されたLDに対して位置合わせしながら
PDを実装する。PDの実装に際して、吸着装置を使用
する。
【0003】PDが1個の場合には、コレットで吸着し
たPDの表面の指標パターンを観察装置で認識し、該指
標パターンが実装位置と一致するようにPDの位置決め
を行う方法が一般的である。PDが2個の場合にも、1
個目のPDと2個目のPDとを順次上記した手順で実装
することができる。しかし、この場合、実装時間が2倍
かかることになり、量産性の問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、2個のPDを
同時に実装できるようにすることが望まれる。2個のP
Dを同時に実装するためには、一つの吸着ヘッドに2つ
の吸着部を設けて、2個のPDを一つの吸着ヘッドで同
時に吸着し、そして実装位置へ搬送することが考えられ
る。このとき、2個のPDの吸着された位置関係が、2
個のPDの実装位置関係と精密に対応していると、2個
のPDを吸着して搬送するだけで簡単に実装することが
できる。
【0005】しかし、PDを吸着ヘッドで吸着すると
き、PDと吸着ヘッドとの間に隙間があると、吸着ヘッ
ドで吸引を開始するときにPDが完全に吸着される前に
PDの位置が横にずれてしまうという問題がある。PD
の位置が横にずれてしまうと、2個のPDの位置関係が
ずれてしまい、2個のPDを実装位置で同時に位置決め
することができず、2個のPDの位置をそれぞれに検出
し、位置合わせをしなければならなくなる。
【0006】本発明の目的は、PD等の被吸着物を位置
ずれなく正確に且つ吸着することのできる吸着装置を提
供することである。本発明の他の目的は、複数のPD等
の被吸着物を同時に且つ位置ずれなく正確に吸着するこ
とのできる吸着装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による吸着装置
は、穴を有するボディと、該ボディの穴内に可動に配置
され、少なくとも一つの吸着部及び観察用貫通穴を有す
る可動体と、該可動体を該ボディに対して支持するため
に該可動体と該ボディとの間に延びる少なくとも一対の
平行ばねと、該ボディから該可動体を通って該少なくと
も一つの吸着部へ延びる少なくとも一つの吸引通路とか
らなることを特徴とするものである。
【0008】この構成において、ボディはロボット又は
移動ステージ等により動かされる可動体は平行ばねによ
りボディに支持されており、ボディとともに動く。吸着
部をPD等の被吸着物に向かって押しつけるときに、可
動体はボディに対して押しつけ方向にのみコンプライア
ンスをもって支持されていることになる。押しつけ方向
以外の方向においては、可動体は実質的にボディと一体
に移動する。
【0009】従って、PD等の被吸着物を吸着するとき
には、ボディをPD等の被吸着物に対して位置決めし、
ボディを下降させて吸着部をPD等の被吸着物に向かっ
て押しつける。このときに、可動体は押しつけ方向にコ
ンプライアンスをもってボディに支持されているので、
PD等の被吸着物を損傷させることはない。そして、吸
着部がPD等の被吸着物に接触した状態で吸着部を真空
を供給し、PD等の被吸着物を吸着する。従って、吸着
に際して、PD等の被吸着物の位置が横にずれてしまう
という問題はない。PD等の被吸着物を吸着したら、ボ
ディを移動させて、PD等の被吸着物を実装位置等へ搬
送する。
【0010】上記構成とともに、下記の特徴を含むこと
ができる。前記少なくとも一対の平行ばねが前記ボディ
及び前記可動体のそれぞれ上面側及び下面側に平行に配
置された板ばねからなる。前記少なくとも一つの吸着部
が複数の吸着部からなり、前記観察用貫通穴が該複数の
吸着部の間の中央に配置されることを特徴とする請求項
1に記載の吸着装置。
【0011】前記少なくとも一対の平行ばねが前記可動
体の観察用貫通穴の両側に直線上に配置された少なくと
も2対のばねからなる。前記少なくとも一対の平行ばね
が前記可動体の観察用貫通穴の両側に第1の直線上に配
置された2対の平行ばねと前記可動体の観察用貫通穴の
両側に前記第1の直線と交差する第2の直線上に配置さ
れた2対の平行ばねとからなる。
【0012】前記少なくとも一つの吸着部が前記可動体
の観察用貫通穴の両側に配置された2つの吸着部からな
り、前記少なくとも一つの吸引通路は前記ボディから前
記可動体を通って前記吸着部の一方に延びる第1の吸引
通路と、前記ボディから前記可動体を通って前記吸着部
の他方に延びる第2の吸引通路とからなり、該第1の吸
引通路と該第2の吸引通路とは該可動体の中心に関して
互いに対向し且つ該第1の直線と該第2の直線とが形成
する角度の中心線上に配置される。
【0013】前記ボディの穴の内周壁は円筒形状であ
り、前記可動体の外周壁は円筒形状である。前記ボディ
はリング状の外周部分と、該外周部分の直径方向にブリ
ッジ状に延びるブリッジ部分とを有し、前記ボディの穴
は該ブリッジ部分に設けられる。前記少なくとも一つの
吸着部が前記可動体の観察用貫通穴の両側に配置された
2つの吸着部からなり、前記少なくとも一つの吸引通路
は前記ボディから前記可動体を通って前記吸着部の一方
に延びる第1の吸引通路と、前記ボディから前記可動体
を通って前記吸着部の他方に延びる第2の吸引通路とか
らなり、該第1の吸引通路及び該第2の吸引通路は該ボ
ディにおいては該ブリッジ部分に設けられる。
【0014】前記可動体の観察用貫通穴は該ブリッジ部
分に対して垂直方向に長い長円形状をしている。さらに
該可動体を該ボディに対して固定的に保持するための電
磁保持手段を備える。前記ボディを移動させるための移
動手段と、前記少なくとも一つの吸着部に支持される被
吸着物を前記観察用貫通穴を介して観察するための観察
手段とを備える。
【0015】
【発明の実施の形態】以下本発明を光ディスク用の光学
ヘッドの実装に使用される吸着装置を例として説明す
る。図4は光ディスク用の光学ヘッド1を示している。
光学ヘッド1は、レーザダイオード(以下LDという)
2と2個のフォトダイオード(以下PDという)3、4
とを含む。最初にLD2がその支持部材に固定され、2
個のPD3、4はLD2に対して位置合わせしながら所
定の位置に実装される。
【0016】図1及び図2は本発明の実施例による吸着
装置(吸着ヘッド)10を示している。吸着装置10
は、その中心に円筒形状の穴14を有する円筒形状のボ
ディ12と、このボディ12の穴14内に可動に配置さ
れた円筒形状の可動体16とからなる。ボディ12の穴
14の内周壁と可動体16の外周壁との間には、例えば
数10μmの隙間ができるようになっている。
【0017】ボディ12はリング状の外周部分18と、
この外周部分18の直径方向にブリッジ状に延びるブリ
ッジ部分20とを有し、前記ボディの穴14はブリッジ
部分20に設けられている。外周部分18とブリッジ部
分20との間には、ボディ12の上面側から下面側まで
貫通した円弧状の空所部分22が設けられる。さらに、
ボディ12上面側及び下面側には、外周部分18とブリ
ッジ部分20との段差として、穴14と同心円状の円形
のキャビティ24が形成される。
【0018】可動体16はその下面側に突出する2つの
吸着部26、28及びその中央に位置して上面側から下
面側まで貫通した観察用貫通穴30を有する。吸着部2
6、28は真空吸引口を有する。図2には2つのPD
3、4が吸着部26、28に吸着された状態が示されて
おり、図2には吸着部26、28に吸着された2つのP
D3、4が上方から観察用貫通穴30を通して見えてい
るところが示される。
【0019】2つの吸着部26、28はそれぞれ第1の
吸引通路32及び第2の吸引通路34に接続されてい
る。第1の吸引通路32は、ボディ12に形成された吸
引通路部分32a及び可動体16に形成された吸引通路
部分32bによって形成され、よってボディ12から可
動体16を通って一方の吸着部26に延びる。第2の吸
引通路34は、ボディ12に形成された吸引通路部分3
4a及び可動体16に形成された吸引通路部分34bに
よって形成され、よってボディ12から可動体16を通
って他方の吸着部28に延びる。
【0020】第1の吸引通路32のボディ12に形成さ
れた吸引通路部分32aの内端部分はボディ12の上面
又は下面と平行に延び、且つ可動体16に形成された吸
引通路部分32bの内端部分もボディ12の上面又は下
面と平行に延び、これらの内端部分は上記したボディ1
2の穴14の内周壁と可動体16の外周壁との間の間隙
を介して対向する。
【0021】同様に、第2の吸引通路34のボディ12
に形成された吸引通路部分34aの内端部分はボディ1
2の上面又は下面と平行に延び、且つ可動体16に形成
された吸引通路部分34bの内端部分もボディ12の上
面又は下面と平行に延び、これらの内端部分は上記した
ボディ12の穴14の内周壁と可動体16の外周壁との
間の間隙を介して対向する。
【0022】上記したボディ12の穴14の内周壁と可
動体16の外周壁との間の数10μmの隙間は、可動体
16のボディ12に対する相対運動を可能とするととも
に、これらの吸引通路部分の引き継ぎ部32a─32
b、34a─34bにおける洩れができるだけ少なくな
るように設定されている。そして、第1及び第2の吸引
通路32、34はボディ12及び可動体16の内部に形
成されているので、例えばこれらの吸引通路をボディ1
2及び可動体16に取りつけられたチューブ等で形成す
る場合と比べて可動体16にボディ12に対して好まし
くない力を与えることがない。
【0023】さらに、可動体16をボディ12に対して
支持するために、少なくとも一対の(実施例においては
4対の)平行ばね36a、36bが可動体16とボディ
12との間に延びる。各対の平行ばね36a、36bは
ボディ12及び可動体16のそれぞれ上面側及び下面側
に平行に配置された板ばねからなる。実施例において
は、各ばね36a、36bはボディ12及び可動体16
のそれぞれ上面及び下面にねじ38によって取りつけら
れる。
【0024】従って、吸着部26、28をPD3、4に
向かって押しつけるときに、可動体16はボディ12に
対して押しつけ方向にのみコンプライアンスをもって支
持されていることになり、押しつけ方向以外の方向にお
いては、可動体16は実質的にボディ12と一体に移動
する。実施例では、4mm/kgfで吸着部26、28
をPD3、4に向かって押しつけることができる。
【0025】また、平行ばね36a、36bの配置にお
いて、2対の平行ばね36a、36bは可動体16の観
察用貫通穴30の両側に直線上に配置されている。そし
て、4対の平行ばね36a、36bの配置において、2
対の平行ばね36a、36bは可動体16の観察用貫通
穴30の両側に第1の直線上に配置され、他の2対の平
行ばね36a、36bは可動体16の観察用貫通穴30
の両側に前記第1の直線と交差する第2の直線上に配置
されている。このようにして、平行ばね36a、36b
は横方向にあるいは回転方向にずれることなく、押しつ
け方向以外では剛性よく可動体16を支持する。
【0026】そして、第1の吸引通路32及び第2の吸
引通路34は可動体16の中心に関して互いに対向し且
つ前記第1の直線と前記第2の直線とが形成する角度の
中心線上に配置される。これによって、吸引力が平行ば
ね36a、36bにもたらす曲げモーメントをほぼ0に
することができる。実施例においては、前記第1の直線
及び前記第2の直線はボディのブリッジ部分20に交差
するように配置され、第1の吸引通路32及び第2の吸
引通路34とブリッジ部分20の中心線に沿って配置さ
れる。また、可動体16の観察用貫通穴30はブリッジ
部分20に対して垂直方向に長い長円形状をしている。
【0027】図3は、ボディ12を移動させるための移
動手段40と、吸着部26、28に支持されるPD3、
4を観察用貫通穴30を介して観察するための観察手段
42とを備えた吸着装置全体を示す図である。実施例に
おいては、移動手段40は多軸ステージからなり、観察
手段42はCCDカメラからからなる。観察手段42は
Z軸ステージ43に取りつけられている。さらに、第1
の吸引通路32及び第2の吸引通路34はそれぞれ電磁
弁44、46を介してバキュームポンプ48に接続され
るようになっている。ホストコンピュータ50が移動手
段40及びZ軸ステージ43を制御し、且つ観察手段4
2は画像処理装置52を介してホストコンピュータ50
に接続される。
【0028】図5は本発明による吸着装置10の変形例
を示す図である。この吸着装置10は図1及び図2に示
される吸着装置10と基本的に類似した構成を有し、同
じ部材は同じ参照番号で示されている。図5において
は、吸着装置10はさらに可動体16をボディ12に対
して固定的に保持するための電磁保持手段60を備えて
いる。電磁保持手段60はアーム60aに取りつけられ
た電磁ソレノイド60bからなる。アーム60aはボデ
ィ12に固定され、電磁ソレノイド60bは可動体16
に近接した位置に配置される。
【0029】以下上記実施例の作動について図6から図
11を参照して説明する。吸着装置10は電磁保持手段
60を備えたものとする。図6に示されるように、観察
手段42が可動体16の観察用貫通穴30を介してPD
3を観察できるように、1枚目のPD3を一方の吸着部
26の下の観察手段42の視野内に搬送し、観察手段4
2をPD3の表面に焦点を合わせ、PD3の表面と可動
体16の吸着部26の先端との間の距離を測定する。
【0030】それから、PD3の表面の指標パターンを
位置認識し、吸着装置のX、Y位置、Z軸回りのθ姿勢
を決定し、多軸ステージからなる移動手段40を駆動し
て吸着装置10をPD3に対して位置決めする。そこ
で、焦点位置誤差(例えば±μm)を吸収し、且つ5g
fの接触力で吸着部26をPD3に押しつけるため、P
D3の表面と可動体16の吸着部26の先端との間の前
記測定距離よりも20μmだけ多く吸着装置10をPD
3の表面に向かって下降させる。
【0031】このときに、可動体16はばね36a、3
6bにより押しつけ方向にコンプライアンスをもってボ
ディ12に支持されているので、PD3を損傷させるこ
とはない。そして、図7に示されるように、吸着部26
がPD3に接触したら、吸着部26に真空を供給し、P
D3を吸着する。従って、吸着に際して、PD3の位置
が横にずれてしまうという問題はない。
【0032】それから、図8及び図9に示されるよう
に、吸着装置10を上昇させた後で、同様の手順でもう
一つの吸着部28を2枚目のPD4に押しつけ、2枚目
のPD4を吸着する。この場合にも2枚目のPD4の表
面の指標パターンを位置認識する。そして、2枚目のP
D4が既に吸着している1枚目のPD3に対して規定の
位置関係になるように移動手段40を駆動して吸着装置
10をPD4に対して位置決めする。
【0033】図10に示されるように、PD3、4を吸
着した吸着装置10をPD3、4の実装位置へ搬送す
る。吸着装置10が実装位置へ搬送されたら(あるいは
吸着装置10が実装位置へ搬送される前)、PD3、4
が吸着されている状態で電磁保持手段60を作動させ、
可動体16を電磁ソレノイド60bに吸引し、それによ
って可動体16をボディ12に対して一体化する。それ
から図11に示されるように、観察手段42(又はそれ
と等々の観察装置)によって可動体16の観察用貫通穴
30を介してPD3を観察しながら、PD3、4を光学
ヘッド1の支持部材上に位置決めし、PD3、4を光学
ヘッド1の支持部材上に接着等の固定処理を行った後
で、吸着部26、28への真空の供給を停止し、吸着を
解除する。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
PD等の被吸着物を位置ずれなく、特に複数のPD等の
被吸着物を同時に且つ位置ずれなく、正確に且つ吸着す
ることのできる吸着装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による吸着装置を示す平面図で
ある。
【図2】図1の吸着装置の断面図である。
【図3】図1及び図2の吸着装置の全体構成を示す図で
ある。
【図4】被吸着装置の一例である光学ヘッドを示す斜視
図である。
【図5】図2に類似した吸着装置の変形例を示す断面図
である。
【図6】吸着装置の作動の第1段階である押しつけ工程
を示す斜視図である。
【図7】吸着装置の作動の次の段階である吸着工程を示
す斜視図である。
【図8】吸着装置の作動の次の段階である押しつけ工程
を示す斜視図である。
【図9】吸着装置の作動の次の段階である吸着工程を示
す斜視図である。
【図10】吸着装置の作動の次の段階である可動体固定
工程を示す斜視図である。
【図11】吸着装置の作動の次の段階である実装工程を
示す斜視図である。
【符号の説明】
1…光学ヘッド 2…レーザダイオード 3、4…フォトダイオード 10…吸着装置 12…ボディ 14…穴 16…可動体 18…リング状の外周部分 20…ブリッジ部分 26、28…吸着部 30…観察用貫通穴 32、34…吸引通路 36a、36b…ばね 60…電磁保持手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 明間 滋 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 肥塚 哲男 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 穴を有するボディと、該ボディの穴内に
    可動に配置され、少なくとも一つの吸着部及び観察用貫
    通穴を有する可動体と、該可動体を該ボディに対して支
    持するために該可動体と該ボディとの間に延びる少なく
    とも一対の平行ばねと、該ボディから該可動体を通って
    該少なくとも一つの吸着部へ延びる少なくとも一つの吸
    引通路とからなることを特徴とする吸着装置。
  2. 【請求項2】 前記少なくとも一対の平行ばねは前記ボ
    ディ及び前記可動体のそれぞれ上面側及び下面側に平行
    に配置された板ばねからなることを特徴とする請求項1
    に記載の吸着装置。
  3. 【請求項3】 前記少なくとも一つの吸着部が複数の吸
    着部からなり、前記観察用貫通穴が該複数の吸着部の間
    の中央に配置されることを特徴とする請求項1に記載の
    吸着装置。
  4. 【請求項4】 前記少なくとも一対の平行ばねが前記可
    動体の観察用貫通穴の両側に直線上に配置された少なく
    とも2対のばねからなることを特徴とする請求項3に記
    載の吸着装置。
  5. 【請求項5】 前記少なくとも一対の平行ばねが前記可
    動体の観察用貫通穴の両側に第1の直線上に配置された
    2対の平行ばねと前記可動体の観察用貫通穴の両側に前
    記第1の直線と交差する第2の直線上に配置された2対
    の平行ばねとからなることを特徴とする請求項4に記載
    の吸着装置。
  6. 【請求項6】 前記少なくとも一つの吸着部が前記可動
    体の観察用貫通穴の両側に配置された2つの吸着部から
    なり、前記少なくとも一つの吸引通路は前記ボディから
    前記可動体を通って前記吸着部の一方に延びる第1の吸
    引通路と、前記ボディから前記可動体を通って前記吸着
    部の他方に延びる第2の吸引通路とからなり、該第1の
    吸引通路と該第2の吸引通路とは該可動体の中心に関し
    て互いに対向し且つ該第1の直線と該第2の直線とが形
    成する角度の中心線上に配置されることを特徴とする請
    求項5に記載の吸着装置。
  7. 【請求項7】 前記ボディの穴の内周壁は円筒形状であ
    り、前記可動体の外周壁は円筒形状であることを特徴と
    する請求項1に記載の吸着装置。
  8. 【請求項8】 前記ボディはリング状の外周部分と、該
    外周部分の直径方向にブリッジ状に延びるブリッジ部分
    とを有し、前記ボディの穴は該ブリッジ部分に設けられ
    ることを特徴とする請求項1に記載の吸着装置。
  9. 【請求項9】 前記少なくとも一つの吸着部が前記可動
    体の観察用貫通穴の両側に配置された2つの吸着部から
    なり、前記少なくとも一つの吸引通路は前記ボディから
    前記可動体を通って前記吸着部の一方に延びる第1の吸
    引通路と、前記ボディから前記可動体を通って前記吸着
    部の他方に延びる第2の吸引通路とからなり、該第1の
    吸引通路及び該第2の吸引通路は該ボディにおいては該
    ブリッジ部分に設けられることを特徴とする請求項8に
    記載の吸着装置。
  10. 【請求項10】 前記可動体の観察用貫通穴は該ブリッ
    ジ部分に対して垂直方向に長い長円形状をしていること
    を特徴とする請求項9に記載の吸着装置。
  11. 【請求項11】 さらに該可動体を該ボディに対して固
    定的に保持するための電磁保持手段を備えることを特徴
    とする請求項1に記載の吸着装置。
  12. 【請求項12】 前記ボディを移動させるための移動手
    段と、前記少なくとも一つの吸着部に支持される被吸着
    物を前記観察用貫通穴を介して観察するための観察手段
    とを備えることを特徴とする請求項1に記載の吸着装
    置。
  13. 【請求項13】 穴を有するボディと、該ボディの穴内
    に可動に配置され、少なくとも一つの吸着部及び観察用
    貫通穴を有する可動体と、該可動体を該ボディに対して
    支持するために該可動体と該ボディとの間に延びる少な
    くとも一対のばねと、該ボディから該可動体を通って該
    少なくとも一つの吸着部へ延びる少なくとも一つの吸引
    通路とからなり、該少なくとも一対のばねは前記可動体
    の観察用貫通穴の両側に直線上に配置された少なくとも
    2つのばねからなることを特徴とする吸着装置。
  14. 【請求項14】 前記少なくとも一対のばねが前記可動
    体の観察用貫通穴の両側に第1の直線上に配置された2
    つの平行ばねと前記可動体の観察用貫通穴の両側に前記
    第1の直線と交差する第2の直線上に配置された2つの
    ばねとからなることを特徴とする請求項13に記載の吸
    着装置。
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