CN111212935B - 工件保持夹具及装载/卸载装置 - Google Patents

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Abstract

将框架体(2)的多个第一销(31)插通到背面板(1)的多个第一孔中，通过锁定机构(3)的移动机构(34)使紧固体(33)向外侧方向移动，而使切口部(335)与第一销(33)的前端部的凹部嵌合，由此，将框架体(2)锁定于背面板(1)上。

Description

工件保持夹具及装载/卸载装置
技术领域
本发明涉及用于保持作为表面处理的被处理物的板状工件的工件保持夹具、以及将板状构件装载/卸载于该工件保持夹具的装载/卸载装置。作为所述工件，例如可列举出印刷基板、晶片、半导体基板(特别是Fan-Out Panel Level Package：扇出型板级封装)。另外，作为表面处理，可以列举出(1)实施电镀、无电解镀、置换镀等的镀覆处理、(2)在机械加工时等将附着的树脂残渣等从被处理物中去除的去污处理、(3)实施规定处理之前的前处理、(4)实施规定处理之后的后处理、(5)在各处理前后根据需要进行的清洗处理、(6)活性化处理、以及(7)蚀刻处理等。
背景技术
作为用于保持板状工件的以往的工件保持夹具，例如有专利文献1中记载的夹具。在该夹具中，通过紧固螺钉固定用于夹持板状工件的下侧框体和上侧框体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2005-187910号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1记载的夹具中，通过将多个紧固螺钉一根一根地紧固来进行上侧框体相对于下侧框体的固定作业。因此，固定作业非常麻烦，自动化也很困难。
本发明的目的是提供一种能够通过一次操作进行固定作业的工件保持夹具、以及能够相对于该工件保持夹具自动地装载/卸载板状工件的装载/卸载装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的第一实施方式是一种工件保持夹具，所述工件保持夹具用于保持作为表面处理的被处理物的板状工件，其特征在于，包括：
背面板，所述背面板从背面侧支承所述工件；
框架体，所述框架体从所述工件的前面侧安装于所述背面板，以在所述框架体与所述背面板之间保持所述工件的周缘部；以及
锁定机构，所述锁定机构用于将安装于所述背面板上的所述框架体锁定于所述背面板上，
所述锁定机构包括：
多个第一销，多个所述第一销沿所述框架体的周缘排列，并从所述框架体突出；
多个第一孔，多个所述第一孔形成于所述背面板，并能够供所述第一销插通；
两个以上的紧固体，两个以上的所述紧固体设置在所述背面板的背面，能够沿所述背面板的所述背面从中央向内外侧方向移动；以及
移动机构，所述移动机构使所有所述紧固体同时地向所述内外侧方向移动，
所述紧固体在外周缘具有嵌合部，所述嵌合部能够与从所述第一孔露出的所述第一销的前端部的凹部嵌合，
所述锁定机构通过所述移动机构使所述紧固体向外侧方向移动，而使所述嵌合部嵌合于所述第一销的前端部的所述凹部，从而将所述框架体锁定于所述背面板上。
本发明的第二实施方式是一种装载/卸载装置，所述装载/卸载装置用于相对于所述第一实施方式的工件保持夹具自动地装载/卸载所述工件，其中，所述工件保持夹具用于保持作为表面处理的被处理物的板状工件，其特征在于，包括：
收容部，所述收容部收容被锁定的所述工件保持夹具；
装卸部，所述装卸部相对于收容在所述收容部中的所述工件保持夹具的所述框架体装卸所述背面板；以及
旋转部，所述旋转部使所述收容部及所述装卸部在垂直状态与水平状态之间进行旋转位移，
所述装卸部包括：
把持部，所述把持部从所述背面侧把持水平状态的所述工件保持夹具的所述背面板；
切换部，所述切换部使所述移动机构动作而使所述锁定机构闭锁、解锁；以及
上下移动部，所述上下移动部使把持所述背面板的所述把持部上下移动，
通过利用所述切换部解锁所述锁定机构，并利用所述上下移动部使所述把持部下降，以将所述背面板从所述框架体分离，从而在所述背面板与所述框架体之间形成用于装载/卸载所述工件的空间。
发明效果
根据本发明第一实施方式的工件保持夹具，仅通过使锁定机构的移动机构动作，就能够将框架体锁定于背面板上。因此，能够通过一次操作来进行框架体相对于背面板的固定作业。因此，能够提高作业效率。
根据本发明的第二实施方式的装载/卸载装置，对于工件保持夹具，能够自动地解锁锁定机构，将背面板从框架体分离，并且将工件载置于背面板上或从背面板搬出。因此，能够高效率地实施工件的装载/卸载作业。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的工件保持夹具的背面立体图，其示出解锁状态的锁定机构。
图2是图1的II向视放大局部图。
图3是示出从框架体分离背面板的状态的立体图。
图4是示出通过背面板和框架体来保持工件的状态的剖视图。
图5是示出锁定机构的解锁状态的示意图。
图6是在图4中加入锁定机构的剖视图。
图7是示出锁定机构的闭锁状态的示意图。
图8是相当于图1的图，其示出闭锁状态的锁定机构。
图9是图8的IX向视放大局部图。
图10是示出紧固体的动作的放大剖面局部图，其示出锁定机构的解锁状态。
图11是示出紧固体的动作的放大剖面局部图，其示出锁定机构的闭锁状态。
图12是示出锁定机构的嵌合部的变形例的放大剖面局部图。
图13是示出工件保持夹具的俯视观察时的形态的变形例的背面图。
图14是示出根据本发明实施方式的装载/卸载装置的立体图；
图15是垂直状态的收容部的主视图，其示出非工作状态的限位机构。
图16是垂直状态的收容部的主视图，其示出工作状态的限位机构。
图17是装拆部的立体图。
图18是示出装载/卸载装置的装载工作的一工序的示意图。
图19是图18之后的工序的示意图。
图20是图19之后的工序的示意图。
图21是图20之后的工序的示意图。
图22是图21之后的工序的示意图。
图23是图22之后的工序的示意图。
具体实施方式
[工件保持夹具]
图1是本发明的一实施方式的工件保持夹具的背面立体图。图2是图1的II向视放大局部图。该工件保持夹具10包括背面板1、框架体2和锁定机构3。
如图3所示，背面板1在俯视观察时呈矩形，从背面侧支承在俯视观察时呈矩形的板状工件4。框架体2在俯视观察时呈矩形，并且从工件4的前面侧安装到背面板1，以在该框架体2与背面板1之间保持工件4的边缘部。图4是示出通过背面板1和框架体2来保持工件4的状态的剖视图。
框架体2具有：矩形环状的主体21；导电构件22，所述导电构件22遍及主体21的整周设置；接触构件23，所述接触构件23以能够与工件4的周缘部41电接触的方式与导电构件22电连接并沿导电构件22设置；以及密封构件24，所述密封构件24在比接触构件23更靠内侧处遍及主体21的整周而设置。接触构件23沿主体21的各边设置。另外，在主体21的右边外侧设置有右引导杆26，在主体21的左边外侧设置有左引导杆27。
背面板1具有嵌入框架体2的主体21的开口210的凸部11，工件4嵌入形成于凸部11的上表面111的浅的凹部112。这里，凸部11具有大致格子结构，但是优选具有平面结构。
另外，在图4的状态下、即在密封构件24及接触构件23与工件4的周缘部41抵接的状态下，框架体2构成收容周缘部41、导电构件22及接触构件23的密封空间20。密封构件24例如由海绵橡胶构成。密封构件24被压缩在工件4的周缘部41上而与该工件4的周缘部41紧贴。
框架体2具有多个第一销31。第一销31沿框架体2的周缘排列设置，并从框架体2向背面侧突出。另一方面，背面板1具有多个第一孔32。第一孔32形成为能供第一销31插通。然后，通过将第一销31插通到第一孔32，以将框架体2安装在背面板1上。
如图1和图2所示，在背面板1的背面侧设有锁定机构3。图5是锁定机构3的示意图。图6是在图4中加入锁定机构3的剖视图。另外，在图6中示出锁定状态。锁定机构3包括框架体2的多个第一销31、背面板1的多个第一孔32、四个紧固体33和移动机构34。
紧固体33在俯视观察时呈三角形。这里，紧固体33具有图1和图2所示的框架结构，但是也可以具有板体结构。紧固体33的顶部331位于背面板1的中央侧，并且底边332位于背面板1的周缘侧。四个紧固体33在背面板1的背面沿周向排列。紧固体33具有三个在相对于底边332正交的方向上延伸的第一长孔333。三个第一长孔333以等距离L1相对于底边332定位，并且以等间隔L2位于底边332的中央和两端。从背面板1的背面突出的第二销334插通到各第一长孔333中。因此，紧固体33通过沿第二销334滑动，能够沿背面板1的背面从中央向内外侧方向(箭头X方向)移动。另外，紧固体33在底边332具有多个切口部335。各切口部335形成且配置成，当紧固体33向箭头X的外侧方向移动时与框架体2的第一销31的前端部的凹部311(图4、图6)嵌合。即，紧固体33在外周缘具有相对于第一销31的多个嵌合部。凹部311由第一销31的头部312与主体部313之间的细径部314形成，切口部335通过外嵌于细径部314而与凹部311嵌合。在紧固体33中，多个切口部335在底边332的全长上大致均等地配置。
移动机构34包括在背面板1的背面中央处旋转的旋转体341、从旋转体341向背面板1的背面侧突出的四个第三销342、以及形成在各紧固体33的顶部331上的第二长孔343。第三销342插通到第二长孔343内。第二长孔343相对于箭头X的方向倾斜延伸。由此，移动机构34通过使旋转体341向图5所示的箭头R1方向旋转而使第三销342在第二长孔343内向内侧移动地滑动，从而使紧固体33向箭头X的外侧方向移动，另外，通过使旋转体341向图7所示的箭头R2方向旋转而使第三销342在第二长孔343内向外侧移动地滑动，从而使紧固体33向箭头X的内侧方向移动。
当紧固体33向箭头X的外侧方向移动而使切口部335与第一销31的凹部311嵌合时，第一销31被固定，其结果是，框架体2固定在背面板1上。即，根据锁定机构3，如图8以及作为图8的IX向视放大局部图的图9所示，通过移动机构34使紧固体33向箭头X的外侧方向移动而使切口部335与第一销31的前端部的凹部311嵌合，其结果是，能够将框架体2锁定在背面板1上。
图10和图11是示出紧固体33的工作的放大剖面局部图。图10示出锁定机构3的解锁状态(非锁定状态)，图11示出锁定机构3的闭锁状态(锁定状态)。框架体2的第一销31的头部312形成为具有锥形面3121的尖细形状。因此，第一销31能够平滑地插入第一孔32。另外，紧固体33的切口部335通过形成锥面3351而随着向外侧方向行进而变薄。因此，如图10所示，即使在第一销31相对于第一孔32的插入不充分的情况下，如图11所示，切口部335也能够一边引出第一销31一边与凹部311嵌合。
接着，对工件保持夹具10的动作进行说明。
(1)首先，将工件4载置于背面板1上。
(2)接着，将框架体2安装到背面板1。此时，将框架体2的第一销31插通到背面板1的第一孔32中。
(3)然后，使锁定机构3动作。即，旋转体341沿箭头R1的方向旋转。当旋转体341旋转时，第三销342强制在第二长孔343内朝内滑动，由此，紧固体33向箭头X的外侧方向移动，其结果是，紧固体33的切口部335与框架体2的第一销31的凹部311嵌合。由此，框架体2锁定在背面板1上。
(4)另外，在锁定状态下，当旋转体341沿箭头R2的方向旋转时，第三销342强制在第二长孔343内朝外滑动，由此，紧固体33向箭头X的内侧方向移动，其结果是，紧固体33的切口部335与框架体2的第一销31的凹部311的嵌合消除，由此解除框架体2与背面板1的锁定。
根据所述结构的工件保持夹具10，仅通过使锁定机构3的旋转体341旋转，就能够将框架体2锁定在背面板1上。因此，能够通过一次操作来进行框架体2相对于背面板1的固定作业。因此，能够提高作业效率。
(变形例)
(1)凹部311和切口部335的关系也可以如图12所示那样改变。即，在图12中，第一销31的凹部311是横向开口的横凹部，嵌合部是能够嵌入横凹部的、紧固体33的外周缘(底边部)330。在该情况下，不需要切口部。
(2)背面板1和框架体2也可以如图13所示在俯视观察时呈圆形。在该情况下，紧固体33具有大致扇形的形状。
(3)如果紧固体33为两个以上，则不限于四个。
(4)第一长孔333的数量不限于三个，但是考虑到紧固体33的动作的稳定性，优选为两个以上。
[装载/卸载装置]
图14是示出本发明一实施方式的装载/卸载装置的立体图。该装载/卸载装置100是用于相对于本发明的工件保持夹具10自动地装载/卸载板状工件4的装置。
装载/卸载装置100包括：收容部6，所述收容部6收容被锁定的工件保持夹具10；装卸部7，所述装卸部7相对于收容在收容部6中的工件保持夹具10的框架体2装卸背面板1；以及旋转部8，所述旋转部8使收容部6和装卸部7在垂直状态和水平状态之间旋转进行位移。
(收容部6)
收容部6包括右导轨61及左导轨62，通过将工件保持夹具10的框架体2的右引导杆26及左引导杆27分别插入右导轨61及左导轨62，来收容工件保持夹具10。右导轨61和左导轨62的下端部分别闭合，而上端为插入口611、621。收容部6具有用于固定收容的工件保持夹具10的限位机构。
如图15所示，限位机构具有右限位部63和左限位部64。右限位部63具有：按压构件631，所述按压构件631用于在插入口611附近按压插入右导轨61的右引导杆26的端面；以及驱动汽缸632，所述驱动汽缸632使按压构件631在按压位置与非按压位置之间进行位移。按压构件631经由旋转轴6311和支架6312支承于右导轨61，以便进行旋转位移。驱动汽缸632通过使连结到按压构件631的杆6321伸缩，从而使按压构件631进行旋转位移。驱动汽缸632经由支架6322支承于右导轨61。左限位部64设置在左导轨62中，除与右限位部63左右对称这一点之外，具有相同的结构。即，左限位部64具有按压构件641、旋转轴6411、支架6412、驱动汽缸642、杆6421和支架6422。图15示出限位机构动作前的状态，图16示出限位机构动作后的状态。
当限位机构动作时，即当驱动汽缸632、642动作使得杆6321、杆6421延伸时，按压构件631、按压构件641进行旋转位移，右引导杆26的端部和左引导杆27的端部被按压构件631、按压构件641从上方按压，其结果是，工件保持夹具10固定在收容部6内。另外，与此相反，当驱动汽缸632、642动作使得杆6321、杆6421收缩时，按压构件631、按压构件641进行旋转位移，右引导杆26的端部和左引导杆27的端部被按压构件631、按压构件641释放，其结果是，在收容部6内中的工件保持夹具10的固定被解除。
(装卸部7)
如图17所示，装卸部7包括：把持部71，所述把持部71从背面侧把持水平状态的工件保持夹具10的背面板1；切换部72，所述切换部72使工件保持夹具10的移动机构34动作而使锁定机构3闭锁、解锁；上下移动部73，所述上下移动部73使把持背面板1的把持部7上下移动。
把持部71具有在俯视观察时呈矩形的可动板711、和配置在可动板711的四角的把持爪712。把持部71通过将把持爪712插入到背面板1的长孔15(图18)，来把持背面板1。
切换部72具有：旋转板721，所述旋转板721具有四个插入销(第四销)7211，四个所述插入销7211插入到工件保持夹具10的移动机构34的旋转体341的四个插入孔3411(图1)中；以及旋转部722，所述旋转部722使旋转板721旋转。切换部72设置在可动板711的中央。切换部72通过在将插入销7211插入插入孔3411的状态下使旋转板721旋转，从而使移动机构34的旋转体341旋转，由此使锁定机构3闭锁、解锁。
上下移动部73具有：固定板731，所述固定板731将可动板711支承成能上下移动；驱动汽缸732，所述驱动汽缸732使可动板711上下移动；以及四个线性轴733，四个所述线性轴733将可动板711支承成能够与固定板731接触分离。上下移动部73使驱动汽缸732动作，从而使可动板711相对于固定板731上下移动。
(旋转部8)
旋转单元8具有水平的旋转轴81、和固定在旋转轴81上的旋转框架82。旋转框架82构成箱状框体，而收容部6和装卸部7固定在旋转框架82内。旋转轴81由水平的基台83的垂直的两个支柱831、832支承，并且由驱动部(未图示)旋转驱动。
接着，对装载/卸载装置100的动作进行说明。
(装载动作的情况)
(1)首先，搬运工件保持夹具10的夹具搬运机构(未图示)动作，未保持工件4且被锁定的工件保持夹具10如图18的箭头A所示，朝设定为垂直状态的收容部6内搬运。即，工件保持夹具10的框架体2的右引导杆26和左引导杆27分别插入右导轨61和左导轨62中，其结果是，工件保持夹具10被收容到收容部6中。当工件保持夹具10被收容时，限位机构动作。即，驱动汽缸632、642动作，右引导杆26的端面和左引导杆27的端面分别由按压构件631、按压构件641按压。
(2)接着，旋转部8动作，如图19的箭头B所示，收容工件保持夹具10的收容部6和装卸部7从垂直状态向水平状态旋转。
(3)接着，上下移动部73动作，如图20的箭头C所示，可动板711上升。
(4)当可动板711上升时，如图21所示，由把持爪712把持背面板1。另外，此时，切换部72的四个插入销7211插入到工件保持夹具10的移动机构34的旋转体341的四个插入孔3411中。然后，通过使切换部72的旋转板721旋转，移动机构34的旋转体341旋转。由此，由工件保持夹具10的锁定机构3实现的锁定解除，背面板1能够从框架体2分离。
(5)接着，上下移动部73动作，如图21的箭头D所示，可动板711下降。由于背面板1被把手爪712把持在可动板711上，因此，可动板711伴随着背面板1下降。由此，背面板1从框架体2分离。图22示出背面板1从框架体2分离后的状态。
(6)接着，如图23所示，搬运工件4的工件搬运机构9动作，工件4被搬运到框架体2与背面板1之间的空间101，并载置于背面板1上。
(7)然后，进行与上述一系列动作相反顺序的动作。即，载置有工件4的背面板1上升，并安装在框架体2上，然后，工件保持夹具10被锁定，向垂直状态旋转，并由夹具搬运机构从收容部6取出，并向规定的表面处理装置搬运。
(卸载动作的情况)
(1)首先，夹具搬运机构动作，保持工件4且被锁定的工件保持夹具10如图18所示收容在设定为垂直状态的收容部6内。
(2)之后的动作与装载动作的情况相同，即如图19～图22所示那样动作。
(3)然后，如图23所示，工件搬运机构9动作，从框架体2与背面板1之间的空间101搬出背面板1上的工件4。由此，卸载动作结束。
(4)此外，之后，如果工件搬运机构9动作，将新的工件4搬运到框架体2与背面板1之间的空间101，并载置于背面板1上，则装置100以与装载动作的情况的所述(7)相同的方式动作。即，进行装载动作。
根据所述构成的装载/卸载装置100，对于工件保持夹具，能够自动地解锁锁定机构3，将背面板1从框架体2分离，将工件4载置于背面板1上或从背面板1搬出。因此，能够高效率地实施工件4的装载/卸载作业。
(变形例)
(1)插入销7211不限于四个，只要具有相对于旋转体341能够在旋转方向契合的形态，也可以是一个。
工业上的可利用性
本发明的工件保持夹具可以通过一次操作进行框架体相对于背面板的固定作业，因此，在产业上的利用价值很大。
符号说明
1背面板
2框架体
3锁定机构31第一销
311凹部
314细径部
32第一孔
33紧固体
330外周缘
333第一长孔
334第二销
335切口部
34移动机构
341旋转体
3411插入孔
342第三销
343第二长孔
4板状工件
41周缘部
6收容部
7装卸部
71把持部
72切换部
721插入销(第四销)
73上下移动部
8旋转部
10工件保持夹具
100装载/卸载装置
101空间。

Claims (7)

1.一种工件保持夹具，所述工件保持夹具用于保持作为表面处理的被处理物的板状工件，其特征在于，包括：
背面板，所述背面板从背面侧支承所述工件；
框架体，所述框架体从所述工件的前面侧安装于所述背面板，以在所述框架体与所述背面板之间保持所述工件的周缘部；以及
锁定机构，所述锁定机构用于将安装于所述背面板上的所述框架体锁定于所述背面板上，
所述锁定机构包括：
多个第一销，多个所述第一销沿所述框架体的周缘排列，并从所述框架体突出；
多个第一孔，多个所述第一孔形成于所述背面板，并能够供所述第一销插通；
两个以上的紧固体，两个以上的所述紧固体设置在所述背面板的背面，能够沿所述背面板的所述背面从中央向内外侧方向移动；以及
移动机构，所述移动机构使所有所述紧固体同时地向所述内外侧方向移动，
所述紧固体在外周缘具有嵌合部，所述嵌合部能够与从所述第一孔露出的所述第一销的前端部的凹部嵌合，
所述锁定机构通过所述移动机构使所述紧固体向外侧方向移动，而使所述嵌合部嵌合于所述第一销的前端部的所述凹部，从而将所述框架体锁定于所述背面板上。
2.如权利要求1所述的工件保持夹具，其特征在于，
所述紧固体具有供从所述背面板的所述背面突出的第二销插通的第一长孔，通过沿所述第二销滑动，能够向所述内外侧方向移动。
3.如权利要求1或2所述的工件保持夹具，其特征在于，
所述移动机构具有旋转体，所述旋转体在所述背面板的所述背面的中央处旋转，
所述旋转体具有第三销，所述第三销嵌入形成于所述紧固体上的第二长孔中，
所述移动机构通过使所述旋转体旋转而使所述第三销在所述第二长孔内滑动，从而使所述紧固体向所述内外侧方向移动。
4.如权利要求1或2所述的工件保持夹具，其特征在于，
所述第一销的所述凹部由细径部构成，
所述嵌合部是外嵌于所述细径部的切口部。
5.如权利要求1或2所述的工件保持夹具，其特征在于，
所述第一销的所述凹部是横向开口的横凹部，
所述嵌合部是能够嵌入所述横凹部的、所述紧固体的所述外周缘。
6.一种装载/卸载装置，所述装载/卸载装置用于相对于权利要求1至5中任一项所述的工件保持夹具自动地装载/卸载所述工件，其中，所述工件保持夹具用于保持作为表面处理的被处理物的板状工件，其特征在于，包括：
收容部，所述收容部收容被锁定的所述工件保持夹具；
装卸部，所述装卸部相对于收容在所述收容部中的所述工件保持夹具的所述框架体装卸所述背面板；以及
旋转部，所述旋转部使所述收容部及所述装卸部在垂直状态与水平状态之间进行旋转位移，
所述装卸部包括：
把持部，所述把持部从所述背面侧把持水平状态的所述工件保持夹具的所述背面板；
切换部，所述切换部使所述移动机构动作而使所述锁定机构闭锁、解锁；以及
上下移动部，所述上下移动部使把持所述背面板的所述把持部上下移动，
通过利用所述切换部解锁所述锁定机构，并利用所述上下移动部使所述把持部下降，以将所述背面板从所述框架体分离，从而在所述背面板与所述框架体之间形成用于装载/卸载所述工件的空间。
7.如权利要求6所述的装载/卸载装置，其特征在于，
相对于权利要求3所述的工件保持夹具装载/卸载所述工件，
所述切换部具有两个以上的第四销，能够通过将所述第四销插入所述旋转体的插入孔而与所述旋转体卡合，从而使所述旋转体旋转。
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