JP2002287826A - 位置決め装置および実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワークに加わる上下方向荷重が平面移動機構に
伝達されることのない位置決め装置の提供を目的とす
る。一方、装置の小型化が可能であり、残留振動が発生
せず、または電力消費量が小さい位置決め装置の提供を
目的とする。 【解決手段】平面移動機構における平面移動体１２の移
動によりワークの位置調整をなす位置決め装置であっ
て、ローラガイド機構３０の固定ガイドレール３４に摺
動可能に搭載されたローラ収容体３２とその下方に配置
した平面移動体１２とを連結することにより連動可能と
し、ローラ収容体３２に搭載したワークに加わる上下方
向荷重を前記固定ガイドに伝達可能とした。なお平面移
動機構は、平面移動体１２と外側固定枠１９とを変形部
材１４により接続し、変形部材１４を弾性変形させつつ
平面移動体１２を移動させる駆動手段を設置して構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位置決め装置およ
び実装装置に関するものであり、特に基板上に電子部品
を取り付ける実装装置およびそれを構成する位置決め装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６に示す液晶表示装置における液晶パ
ネル１は、ガラス基板３上に多数の液晶分子をマトリク
ス状に配置した表示部２を有し、各液晶分子に電圧を加
えることにより画像を表示するものである。そのため、
表示部２に隣接して液晶ドライバＩＣ８を設置する。液
晶ドライバＩＣ８は、異方導電性接着剤９を塗布した上
で、ガラス基板３上の液晶ドライバＩＣ接着部５に、加
熱および加圧して接着（実装）する。なお液晶ドライバ
ＩＣ接着部には多数の電極４が形成されていて、液晶ド
ライバＩＣ８の電極を電極４に対応した正確な位置に接
着する必要がある。そのため液晶パネル１を位置決めス
テージ上に載置して位置決めし、その上で液晶ドライバ
ＩＣ８を接着している。

【０００３】従来の位置決めステージは、図７に示すよ
うにボールねじ機構１１０のボールハウジング１１２に
ステージ１１８を接続し、スクリュウ軸１１４をサーボ
モータ１１６で駆動して、ステージ上に配置した液晶パ
ネルの位置決めを行うものであった。そしてボールねじ
機構１１０、１２０を積層することにより、ステージ１
１８を異なる方向に独立して移動可能とし、水平面内で
の位置決めを可能としていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】液晶ドライバＩＣを加
圧して液晶パネルに実装する際に、液晶パネルを搭載し
たステージには上下方向荷重が加わることになる。この
点従来の位置決め装置では、平面移動機構を形成するボ
ールねじおよびサーボモータによってその荷重を支持す
るので、局部的に塑性変形によるがたつきが発生し、位
置決め精度が低下するという問題がある。本発明は上記
問題点に着目し、ワークに加わる上下方向荷重が平面移
動機構に伝達されることのない位置決め装置の提供を目
的とする。また、その位置決め装置を使用した実装装置
の提供を目的とする。

【０００５】一方、ボールねじおよびサーボモータを使
用した従来の位置決め装置では、装置の小型化が困難で
あるという問題がある。また、液晶パネルを目標位置ま
で移動させてサーボモータを停止する際に残留振動が発
生し、液晶パネルが目標位置で静止するまでの間は、液
晶ドライバＩＣの実装ができないという問題がある。さ
らに、液晶パネルが停止している場合でも、その停止位
置を保持するためサーボモータに電力を供給し続ける必
要があり、電力消費量が大きいという問題がある。本発
明は上記問題点に着目し、装置の小型化が可能であり、
残留振動が発生せず、または電力消費量が小さい位置決
め装置の提供を目的とする。また、その位置決め装置を
使用した実装装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明に係る位置決め装置は、平面移動機構におけ
る平面移動体の移動によりワークの位置調整をなす位置
決め装置であって、前記平面移動体を直接または間接的
に固定ガイドに摺動可能に搭載し、前記平面移動体に搭
載した前記ワークに加わる上下方向荷重を前記固定ガイ
ドに伝達可能とした構成とした。上記構成とすることに
より、平面移動体に搭載したワークに上下方向荷重が加
えられても、その荷重は固定ガイドに伝達されて支持さ
れ、その荷重が平面移動機構に伝達されることはない。
従って高精度の位置決め性能を維持することができる。

【０００７】また、平面移動機構における平面移動体の
移動によりワークの位置調整をなす位置決め装置であっ
て、固定ガイドに摺動可能に搭載されたスライダとその
下方に配置した前記平面移動体とを連結することにより
連動可能とし、前記スライダに搭載した前記ワークに加
わる上下方向荷重を前記固定ガイドに伝達可能とした構
成とした。これにより、スライダに搭載したワークに上
下方向荷重が加えられても、その荷重は固定ガイドに伝
達されて支持され、平面移動機構に荷重が伝達されるこ
とはない。従って高精度の位置決め性能を維持すること
ができる。平面移動機構とスライド機構とを別々に製造
して組み立てることができ、上記の位置決め装置を簡単
に形成することができる。

【０００８】なお前記平面移動機構は、前記平面移動体
と外側固定枠とを変形部材により接続し、前記変形部材
を弾性変形させつつ前記平面移動体を移動させる駆動手
段を設置して構成されるのが好ましい。変形部材を弾性
変形させつつ平面移動体を移動させるには、ある程度大
きな空気圧が必要なので、微小な圧力変動によって平面
移動体の位置が左右されることがなく、高精度の位置決
めが可能となる。また、ワークを目標位置まで移動させ
て圧縮空気の供給を停止する際に、ワークに残留振動が
発生しない。さらに、ボールねじおよびサーボモータを
使用しないので、装置の小型化が可能となる。

【０００９】また、平面移動機構における平面移動体の
移動によりワークの位置調整をなす位置決め装置であっ
て、前記平面移動体と中間枠とを第１変形部材により接
続し、前記第１変形部材を弾性変形させつつ前記平面移
動体を第１の方向に移動させる駆動手段を設置し、前記
中間枠と外側固定枠とを第２変形部材により接続し、前
記第２変形部材を弾性変形させつつ前記第１の方向とは
異なる第２の方向に前記中間枠を移動させる駆動手段を
設置し、第１固定ガイドに摺動可能に第１スライダを搭
載し、前記第１固定ガイドとは異なる方向に配置した第
２ガイドを前記第１スライダに固定し、前記第２ガイド
に摺動可能に第２スライダを搭載し、前記第２スライダ
と前記平面移動体とを連結することにより連動可能と
し、前記第２スライダに搭載した前記ワークに加わる上
下方向荷重を前記第１固定ガイドによって支持可能とし
た構成とした。これにより、従来の位置決め装置と同様
に、水平面内での位置決めが可能となる。

【００１０】なお前記駆動手段として、圧縮空気の供給
手段と、前記圧縮空気の空気圧を調整する電空レギュレ
ータと、前記電空レギュレータの動作を制御する制御部
とを設置するのが好ましい。これにより、圧縮空気を供
給してステージを目標位置まで移動させた後、電空レギ
ュレータを閉じることにより停止位置を保持することが
できる。従って電力を供給し続ける必要がなく、電力消
費量を削減することができる。

【００１１】また前記ガイドおよび前記スライダは、ロ
ーラガイド機構により構成されているのが好ましい。前
記ガイドをローラガイド機構のガイドレールで構成する
とともに、前記スライダをローラガイド機構のローラ収
容体で構成することにより、相互に低摩擦で摺動可能と
なり、高精度の位置決めが可能となる。一方、本発明に
係る実装装置は、前記ワークとして基板を搭載する請求
項１ないし４のいずれかに記載の位置決め装置と、前記
基板に電子部品を取り付ける圧着ヘッドを構成要素とす
る加圧手段とを備えた構成とした。これにより、請求項
１ないし４の効果をともなった実装装置とすることがで
きる。

【００１２】また、前記ワークとして基板を搭載する請
求項１ないし３のいずれかに記載の第１の位置決め装置
と、前記基板に電子部品を取り付ける圧着ヘッドを前記
ワークに代えて設置した請求項１ないし３のいずれかに
記載の第２の位置決め装置を構成要素とする加圧手段と
を、相互に異なる方向の位置決めが可能となるように配
置した構成とした。これにより、請求項１ないし３の効
果をともなった実装装置とすることができるとともに、
装置を複雑にすることなく水平面内での位置決めが可能
な実装装置とすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態につき、図面
を参照して詳細に説明する。なお以下に記載するのは本
発明の実施形態の一態様にすぎず、本発明はこれらに限
定されるものではない。まず、第１の実施の形態につい
て説明する。図１に第１実施形態に係る位置決め装置の
斜視図を示す。図２に第１実施形態に係る位置決め装置
の平面図および駆動手段のブロック図を示す。第１実施
形態に係る位置決め装置は、平面移動体１２と外側固定
枠１９とを変形部材１４により接続し、平面移動体１２
を移動させる圧縮空気の供給手段２２と、圧縮空気の空
気圧を調整する電空レギュレータ２４と、電空レギュレ
ータ２４の動作を制御する制御部２８とを設置し、ロー
ラガイド機構３０の固定ガイドレール（固定ガイド）３
４に摺動可能に搭載されたローラ収容体（スライダ）３
２とその下方に配置した平面移動体１２とを連結するこ
とにより連動可能とし、ローラ収容体３２に搭載したワ
ークの位置決めを行うものである。

【００１４】平面移動体１２と外側固定枠１９とを変形
部材１４により接続する。平面移動体１２は厚さ１０ｍ
ｍ程度の鋼板等により形成する。一方変形部材１４も金
属材料等により形成する。変形部材１４は、その一方端
部を平面移動体１２に接続し他方端部を外側固定枠１９
に接続して、平面移動体１２と外側固定枠１９とを接続
する。なお外側固定枠１９はその位置が固定されたもの
である。変形部材１４は、平面移動体の移動方向である
図１のＸ方向に対応して、平面移動体１２の両端部に設
置する。また変形部材１４にはひずみゲージ１７を接着
する（図２参照）。

【００１５】なお変形部材１４の長さ方向中央部分を湾
曲させて、蛇腹部１５を形成する。これにより変形部材
１４は比較的小さな力で弾性変形し、平面移動体１２の
駆動力を小さくすることができる。変形部材１４に蛇腹
部１５を形成する場合には、平面移動体１２を所定の方
向に移動可能とするため、移動方向に沿った垂直面に対
して面対称となるように一対の変形部材を設置する。ま
た図２に示すように、湾曲した蛇腹部１５の先端部分に
は、変形部材の断面積を部分的に小さくする切り欠き１
６を設けるのが好ましい。切り欠き１６の部分で剛性が
小さくなるので、平面移動体１２の駆動力をより小さく
することができる。また切り欠き部分に変形が集中する
ので、切り欠き１６にひずみゲージ１７を貼り付けれ
ば、平面移動体１２の移動量を精度良く検出することが
できる。特に蛇腹部１５の先端部分に切り欠き１６を形
成すれば、平面移動体１２と変形部材１４との接続点か
らのいわゆる腕の長さが長くなり、小さな駆動力によっ
て切り欠き部分を大きく変形させることができる。な
お、上記の平面移動体１２、変形部材１４および外側固
定枠１９は、それぞれの外縁形状に沿って鋼板に貫通溝
を穿設することにより、一体的に形成することもでき
る。これにより平面移動機構をコンパクト化することが
できる。

【００１６】一方、ローラガイド機構３０のガイドレー
ル３４を、図１に示すように外側固定枠１９に固定す
る。ローラガイド機構は、複数のローラがガイドレール
表面を転動することにより、ローラ収容体がガイドレー
ルに沿って無推力で移動しうるものである。ローラガイ
ド機構３０は市販のものを使用すればよい。さらに、固
定ガイドレールに摺動可能に搭載されたローラ収容体３
２と、固定ガイドレールの下方に配置した平面移動体１
２とを連結する。連結は複数の連結部材３６によって行
う。ローラ収容体３２の上面には、位置決め対象となる
ワークを搭載するステージを形成する。なお図３に示す
ように、平面移動体を介することなく、ローラ収容体３
２と外側固定枠１９とを直接変形部材１４により接続し
てもよい。これにより、固定ガイドレールに摺動可能に
搭載されたローラ収容体３２は、平面移動機構の平面移
動体としての機能を併有し、部品点数を削減することが
できる。もっとも第１実施形態の構成によれば、既製の
ローラガイド機構に複雑な加工を施すことなく使用する
ことができ、位置決め装置を簡単に形成することができ
る。

【００１７】また、平面移動体１２を移動させる圧縮空
気の供給手段２２と、圧縮空気の空気圧を調整する電空
レギュレータ２４と、電空レギュレータの動作を制御す
る制御部２８とを設置する。図２に第１実施形態に係る
位置決め装置の平面図および駆動手段のブロック図を示
す。圧縮空気供給手段２２は、工場内各所に圧縮空気を
供給している圧力配管を使用してもよいし、個別にコン
プレッサ等を設置してもよい。圧縮空気供給手段２２か
ら配管を２つに分岐して、それぞれ電空レギュレータ２
４の入口側に接続する。電空レギュレータ２４は、入口
側から供給された圧縮空気の圧力変動を吸収するととも
に、入力された電圧信号に応じて出口側の空気圧を所定
値に調整するものである。電空レギュレータ２４の出口
側に接続した配管は、平面移動体１２の移動方向である
図２のＸ方向に対応して、外側固定枠１９に接続する。
外側固定枠１９の配管接続部分には予め貫通穴１９ａを
穿設しておく。さらに貫通穴１９ａから平面移動体１２
にかけて金属ベローズ１８を設置する。金属ベローズ１
８は、内部の圧縮空気の漏出を防止するとともに、小さ
な力によりその長さを伸縮可能としたものである。

【００１８】なお上記に加えて、ステージ上に載置され
たワークを撮影するＣＣＤカメラ２６を設置する。さら
にワークの位置決め制御を行う制御部２８を設置する。
制御部２８は、ＣＣＤカメラの画像データからワークの
初期位置を検出する画像処理部２８ａ、ステージの移動
方向および移動量を計算する計算部２８ｂ、位置決め装
置のキャリブレーション結果を保存するメモリ２８ｃ、
および電空レギュレータ２４へ制御電圧を出力する出力
部２８ｄにより形成する。

【００１９】以上のように構成された第１実施形態に係
る位置決め装置は、以下のようにして使用する。なお以
下には、ワークとしての液晶パネルに液晶ドライバＩＣ
を実装する場合を例にして説明するが、その他のワーク
の位置決めも同様に行うことができるのであり、本発明
の用途は以下に限定されるものではない。

【００２０】液晶ドライバＩＣの実装作業に先行して、
位置決め装置のキャリブレーションを行う。まず一方の
電空レギュレータ２４の入力電圧値を段階的に設定し、
変形部材１４に接着したひずみゲージ１７の出力値およ
び平面移動体１２の現実の移動量を測定する。なお平面
移動体１２の現実の移動量は、位置決め装置に設置され
ているＣＣＤカメラ２６を用いて測定すればよい。その
結果から、電空レギュレータの入力電圧値とひずみゲ
ージの出力値との関係式、およびひずみゲージの出力
値と平面移動体の移動量との関係式を求める。上記の関
係式は制御部２８内のメモリ２８ｃに保存し、計算部２
８ｂから読み出し可能にしておく。

【００２１】次に実装作業を行う。まず液晶パネルをロ
ーラ収容体３２上に形成したステージに搭載するととも
に、液晶ドライバＩＣを所定位置にセットし、異方導電
性接着剤を塗布する。そしてＣＣＤカメラ２６により液
晶パネルを撮影する。その画像データを制御部２８に伝
送し、画像処理部２８ａにおいて液晶パネルの初期位置
を検出する。この位置情報により計算部２８ｂでは、平
面移動体の移動方向および移動量を算出する。ここで計
算部は、メモリ２８ｃからひずみゲージの出力値と平
面移動体の移動量との関係式を読み出し、目標とする移
動量に対応するひずみゲージ１７の出力値を求める。さ
らに計算部は、メモリから電空レギュレータの入力電
圧値とひずみゲージの出力値との関係式を読み出し、目
標とする出力値に対応する電空レギュレータ２４の入力
電圧値を求める。そして出力部２８ｄは、平面移動体の
移動方向の上流側に対応する電空レギュレータ２４に対
して、計算部２８ｂが求めた入力電圧値に対応する電圧
を出力する。

【００２２】電空レギュレータ２４は、入力電圧に従っ
て出口側の空気圧を上昇させる。そしてその空気圧によ
り、平面移動体１２が押されて移動する。平面移動体１
２が移動すると、これに連結したローラ収容体３２も同
時に移動し、ローラ収容体３２上のステージに載置した
液晶パネルも同時に移動する。

【００２３】以上の操作でも位置決めはできるが、より
精緻な位置決めをするため、フィードバック制御を行
う。まず平面移動体１２の移動過程でひずみゲージ１７
の出力値を測定し、制御部２８に伝送する。次に計算部
２８ｂが、最初に求めたひずみゲージ１７の目標出力値
と現在の出力値との比較を行う。同時にメモリ２８ｃか
ら電空レギュレータの入力電圧値とひずみゲージの出
力値との関係式を読み出し、目標とする出力値に近づけ
るべく入力電圧値を決定する。制御動作にはＰＩＤ制御
動作（比例積分微分動作）を採用して、ひずみゲージの
出力値をできるだけ早く目標出力値に一致させるのが好
ましい。そして出力部２８ｄは電空レギュレータ２４に
対して、計算部２８ｂが決定した入力電圧値に対応する
電圧を出力する。以上の作業を繰り返して行い、平面移
動体を目標位置まで移動させる。

【００２４】平面移動体１２が目標位置に到達したら、
電空レギュレータ２４を閉じて停止位置を保持する。次
に圧着ヘッドを下降させ、液晶ドライバＩＣを液晶パネ
ルに接着する。その際、予め加熱しておいた圧着ヘッド
により加熱および加圧して接着する。なお、圧着ヘッド
の熱が位置決め装置に伝達されると、ひずみゲージ１７
が正確なひずみ量を出力しなくなる場合がある。また、
上記実施形態のように平面移動体１２を変形部材１４の
変形によって移動させる構成とした場合、圧着ヘッドの
熱が位置決め装置に伝達されることにより、変形部材自
体が熱変形し、位置決め精度が低下する場合がある。こ
の点ローラ収容体３２が、断熱材を介して平面移動体１
２と連結されているのが好ましい。具体的には、連結手
段３６の全体をセラミック等の断熱材により形成する
か、またはその途中部分に断熱材を挟み込んで形成す
る。これにより、実装作業の熱がローラ収容体から平面
移動体に伝わりにくくなり、ひずみゲージに熱影響を与
えることがなく、正確なひずみ量を出力させることがで
きる。また、変形部材の熱変形を抑えることができ、位
置決め精度を向上できる。

【００２５】なおひずみゲージに代えて、ローラ収容体
の移動量を非接触により測定する移動量測定手段を設置
してもよい。このような移動量測定手段として具体的に
は、リニアスケール等の直線位置センサまたはレーザ変
位計等の変位センサを設置する。非接触式の移動量測定
手段は、接触式のひずみゲージのように熱による影響を
受けることが少ないので、正確な移動量を直接測定する
ことができる。また液晶パネルを搭載したローラ収容体
の移動量を測定することにより、液晶パネルの移動量を
正確に推定することができる。なお移動量測定手段とし
て前述したＣＣＤカメラを使用することもできるが、Ｃ
ＣＤカメラは画像処理に時間がかかり、移動量を逐時測
定してフィードバック制御を行うのが難しい。そこでひ
ずみゲージの出力値を逐時測定し、その測定値から平面
移動体の移動量を算出していた。しかし直線位置センサ
を設置することにより、移動量を直接にしかも逐時測定
できるので、ひずみゲージを使用する必要がなくなり、
制御プロセスを単純化することができる。

【００２６】上記のように構成した第１実施形態に係る
位置決め装置を、上記のように使用することにより、高
精度の位置決めが可能であり、なおかつ装置の小型化が
可能である。この点、ボールねじおよびサーボモータを
使用した従来の位置決め装置では、装置の小型化が困難
であるという問題があった。しかし第１実施形態に係る
位置決め装置は、平面移動体と外側固定枠とを変形部材
により接続し、変形部材を弾性変形させつつ平面移動体
を移動させる圧縮空気の供給手段と、圧縮空気の空気圧
を調整する電空レギュレータと、電空レギュレータの動
作を制御する制御部を設置し、ローラガイド機構の固定
ガイドレールに摺動可能に搭載されたローラ収容体とそ
の下方に配置した平面移動体とを連結することにより連
動可能とした構成とした。変形部材を弾性変形させつつ
平面移動体を移動させるには、ある程度大きな空気圧が
必要なので、微小な圧力変動によって平面移動体の位置
が左右されることがなく、高精度の位置決めが可能とな
る。その結果、±２００μｍ程度もの移動可能量を確保
できるのに対して、位置決め誤差はサブミクロンオーダ
ーに抑えることができる。

【００２７】また第１実施形態に係る位置決め装置は、
従来の位置決め装置のようにボールねじおよびサーボモ
ータを使用しないので、装置の小型化が可能となる。さ
らにステージを目標位置で停止させる際に、ステージに
残留振動を発生させることがない。この点サーボモータ
を使用した従来の位置決め装置では、サーボモータ停止
時の残留振動によりステージにも残留振動を発生させ、
その静定時間内はステージが目標位置で静止しないた
め、実装作業にとりかかることができなかった。しかし
第１実施形態に係る位置決め装置では、平面移動体を移
動させるためにある程度大きな空気圧力が必要なので、
微小な圧力変動によって平面移動体の位置が左右される
ことがなく、圧縮空気の供給を停止する際に平面移動体
に残留振動を発生させることがない。従ってステージに
も残留振動を発生させることがなく、直ちに実装作業に
とりかかることができる。

【００２８】加えて第１実施形態に係る位置決め装置
は、ローラガイド機構の固定ガイドレールに摺動可能に
搭載されたローラ収容体とその下方に配置した平面移動
体とを連結することにより連動可能とした構成としたの
で、高精度の位置決め性能を維持することができる。こ
の点、液晶パネルが配置されるステージを、変形部材の
変形によって移動させるように構成した平面移動機構を
備えた位置決め装置においては、平面移動機構に加わる
荷重は、変形部材へも加わることになるので、この荷重
によって変形部材が変形し、位置決め精度が低下すると
いう問題がある。しかし第１実施形態に係る位置決め装
置では、ローラ収容体に入力された上下方向の荷重を固
定ガイドレールが支持し、平面移動体には荷重が入力さ
れないので、変形部材がこれを負担することがない。従
って変形部材が塑性または弾性変形することがなく、高
精度の位置決め性能を維持することができる。

【００２９】一方第１実施形態に係る位置決め装置は、
圧縮空気供給手段、電空レギュレータおよび制御部を有
するので、圧縮空気を供給してステージを目標位置まで
移動させた後、電空レギュレータを閉じることにより停
止位置を保持することができる。この点サーボモータを
使用した従来の位置決め装置では、停止位置を保持する
ためフィードバック制御を続ける必要があり、電力を供
給し続ける必要があった。しかし第１実施形態に係る位
置決め装置では、電空レギュレータを閉じるだけで停止
位置が保持され、制御を継続する必要がないので、電力
を供給し続ける必要がなく電力消費量を削減することが
できる。

【００３０】次に、第２の実施の形態について説明す
る。図４に第２実施形態に係る位置決め装置の斜視図を
示す。第２実施形態に係る位置決め装置は、平面移動体
１２と中間枠４２とを第１変形部材１４により接続し、
第１変形部材１４を弾性変形させつつ平面移動体をＸ方
向に移動させる駆動手段を設置し、中間枠４２と外側固
定枠１９とを第２変形部材４４により接続し、第２変形
部材４４を弾性変形させつつＹ方向に中間枠４２を移動
させる駆動手段を設置したものである。なお駆動手段と
して、圧縮空気の供給手段と、圧縮空気の空気圧を調整
する電空レギュレータと、電空レギュレータの動作を制
御する制御部を設置する。加えて、第１ローラガイド機
構３０の第１固定ガイドレール（第１固定ガイド）３４
に摺動可能に第１ローラ収容体（第１スライダ）３２を
搭載し、第１固定ガイドレール３４とは異なる方向に配
置した第２ガイドレール（第２ガイド）５４を第１ロー
ラ収容体３２に固定し、第２ローラガイド機構５０の第
２ガイドレール５４に摺動可能に第２ローラ収容体（第
２スライダ）５２を搭載し、第２ローラ収容体５２と平
面移動体１２とを連結することにより連動可能とし、第
２ローラ収容体５２に搭載したワークの位置決めを行う
ものである。なお第１実施形態と同じ構成となる部分に
ついては、その説明を省略する。

【００３１】まず、平面移動体１２と中間枠４２とを第
１変形部材１４により接続する。第１変形部材１４は、
図４のＸ方向に対応する平面移動体１２の両端部に設置
する。中間枠４２は金属材料等からなり、平面移動体１
２の外周に沿って形成する。さらに中間枠４２と外側固
定枠１９とを第２変形部材４４により接続する。第２変
形部材４４は、図４のＹ方向に対応する中間枠４２の両
端部に設置する。なお、図４のＸＹ方向は相互に直交す
る方向である。第２変形部材４４は第１変形部材１４と
同形状とするのが好ましい。これにより、キャリブレー
ションの結果を共用することができ、平面移動体の移動
量の計算アルゴリズムを単純化することができる。な
お、上記の平面移動体１２、第１変形部材１４、中間枠
４２、第２変形部材４４および外側固定枠１９は、それ
ぞれの外縁形状に沿って鋼板に貫通溝を穿設することに
より一体的に形成することもできる。これにより平面移
動機構をコンパクト化することができる。

【００３２】一方、第１ローラガイド機構３０の第１ガ
イドレール３４を外側固定枠１９に固定し、これに摺動
可能に第１ローラ収容体３２を搭載する。図４に示す積
層されたローラガイド機構のうち、下側に位置するのが
第１ローラガイド機構３０であり、上側に位置するのが
第２ローラガイド機構５０である。また、第１固定ガイ
ドレール３４と直交する方向に配置した第２ガイドレー
ル５４を、第１ローラ収容体３２に固定する。なお第２
ガイドレール５４は外側固定枠１９等には固定しない。
さらに、第２ガイドレール５４に摺動可能に第２ローラ
収容体５２を搭載する。加えて、第２ローラ収容体５２
と平面移動体１２とを連結することにより連動可能とす
る。連結は複数の連結部材５６によって行う。なお第１
ローラ収容体３２は平面移動体１２とは連結しない。

【００３３】平面移動体１２および中間枠４２の駆動手
段として、圧縮空気の供給手段と、圧縮空気の空気圧を
調整する電空レギュレータと、電空レギュレータの動作
を制御する制御部とを設置する。圧縮空気供給手段から
配管を４つに分岐して、それぞれ電空レギュレータの入
口側に接続する。電空レギュレータの出口側に接続した
配管は、中間枠４２を移動させるものは、図４のＹ方向
に対応して外側固定枠１９に接続する。一方平面移動体
１２を直接移動させるものは、図４のＸ方向に対応して
中間枠４２の両端部に接続する。中間枠４２にも外側固
定枠１９と同様に予め貫通穴を穿設しておく。さらに外
側固定枠１９の貫通穴から中間枠４２にかけて金属ベロ
ーズ４８を設置する。

【００３４】以上のように構成された第２実施形態に係
る位置決め装置は、以下のようにして使用する。なお第
１実施形態と同じ構成となる部分については、その説明
を省略する。キャリブレーションの方法は第１実施形態
と同様である。次に実装作業を行う。液晶パネルを第２
ローラ収容体５２上に形成したステージに搭載するとと
もに、液晶ドライバＩＣを所定位置にセットする。そし
てＣＣＤカメラで液晶パネルを撮影し、制御部の画像処
理部でその位置を検出する。この位置情報により計算部
では、ステージの移動方向および移動量を、ＸＹ方向そ
れぞれについて算出する。さらにキャリブレーションで
求めた関係式により、電空レギュレータの入力電圧値を
求める。そして出力部は、ＸＹ方向それぞれにつき平面
移動体の移動方向の上流側に対応する電空レギュレータ
に対して、計算部が求めた入力電圧値に対応する電圧を
出力する。

【００３５】電空レギュレータは、入力電圧に従って出
口側圧力を上昇させる。図４のＹ方向では、空気圧によ
りまず中間枠４２が押されて移動する。すると変形部材
１４を介して中間枠４２に接続された平面移動体１２も
Ｙ方向に移動する。一方Ｘ方向では、空気圧により直接
平面移動体１２が押されて移動する。従って平面移動体
１２は、ＸＹ両方向にそれぞれ所定量だけ移動する。平
面移動体１２が移動すると、これに連結した第２ローラ
収容体５２も同時に移動し、第２ローラ収容体上のステ
ージに搭載した液晶パネルも同時に移動する。

【００３６】上記のように構成した第２実施形態に係る
位置決め装置を、上記のように使用することにより、水
平面内での位置決めが可能となる。この点、第１実施形
態は単方向の位置決めを行うものであったが、第２実施
形態に係る位置決め装置では第２ローラ収容体に配置し
たワークを、直交する２方向に独立して移動させること
ができるので、水平面内での位置決めが可能となる。こ
れにより図７に示す従来の位置決め装置と置き換えるこ
とができる。

【００３７】そして第２実施形態に係る位置決め装置
は、第１実施形態に係る位置決め装置を複合的に用いる
ものであるため、第１実施形態に係る位置決め装置の効
果をすべて発揮することができる。すなわち装置の小型
化が可能であり、なおかつ高精度の位置決めができる。
またステージに残留振動を発生させることがなく、さら
に電力消費量を削減することができる。

【００３８】加えて第２実施形態に係る位置決め装置
は、第１ローラガイド機構の第１固定ガイドレールに摺
動可能に第１ローラ収容体を搭載し、第１固定ガイドレ
ールとは異なる方向に配置した第２ガイドレールを第１
ローラ収容体３２に固定し、第２ローラガイド機構の第
２ガイドレールに摺動可能に第２ローラ収容体を搭載
し、第２ローラ収容体と平面移動体とを連結することに
より連動可能とした構成としたので、高精度の位置決め
性能を維持することができる。すなわち、第２ローラ収
容体に入力された上下方向の荷重を、外側固定枠に固定
された第１固定ガイドレールが支持し、平面移動体には
荷重が入力されないので、平面移動体に接続された変形
部材および中間枠に接続された変形部材がその荷重を負
担することがない。従って、いずれの変形部材も荷重に
よって塑性または弾性変形することがなく、高精度の位
置決め性能を維持することができる。

【００３９】次に、第３の実施の形態について説明す
る。図５に第３実施形態に係る実装装置の説明図を示
す。同図（１）は側面図であり、同図（２）は正面図で
ある。第３実施形態に係る実装装置は、ワークとして液
晶パネル６２を搭載する第１実施形態に係る第１の位置
決め装置６０と、液晶パネル６２に液晶ドライバＩＣを
取り付ける圧着ヘッド７２をワークに代えて設置した第
１実施形態に係る第２の位置決め装置７０を構成要素と
する加圧手段とを、それぞれＸ方向およびＹ方向の位置
決めが可能となるように配置したものである。なお第１
実施形態と同じ構成となる部分については、その説明を
省略する。

【００４０】第１位置決め装置６０の構成は、第１実施
形態と同様である。第１位置決め装置６０は、図５のＸ
方向に対する位置決めが可能となるように設置する。一
方第２位置決め装置７０は、液晶パネル６２に液晶ドラ
イバＩＣを取り付ける圧着ヘッド７２を、第１実施形態
におけるローラ収容体３２に設置したものである。圧着
ヘッド７２は先細形状であり、その先端部で接着部を加
圧する。また圧着ヘッド７２の内部にはヒータが内蔵さ
れ、接着部を加熱できるようになっている。なお第２位
置決め装置７０は、図５のＹ方向に対する位置決めが可
能となるように設置する。

【００４１】以上のように構成された第３実施形態に係
る位置決め装置は、以下のようにして使用する。なお第
１実施形態と同じ構成となる部分については、その説明
を省略する。キャリブレーションの方法は第１実施形態
と同様である。次に実装作業を行う。液晶パネル６２を
第１位置決め装置６０のローラ収容体３２上に形成した
ステージに搭載するとともに、液晶ドライバＩＣを所定
位置にセットする。そして両者をＣＣＤカメラで撮像
し、制御部の画像処理部で両者の位置を検出する。この
位置情報により計算部では、平面移動体１２の移動方向
および移動量を、ＸＹ方向それぞれについて算出する。
さらにキャリブレーションで求めた関係式により、電空
レギュレータの入力電圧値を決定する。そして出力部
は、第１位置決め装置６０および第２位置決め装置７０
につき平面移動体１２の移動方向の上流側に対応する電
空レギュレータに対して、計算部が求めた入力電圧値に
対応する電圧を出力する。

【００４２】電空レギュレータは、入力電圧に従って出
口側圧力を上昇させる。そしてその空気圧により、各位
置決め装置６０、７０の平面移動体１２、１２が押され
て移動する。第１位置決め装置６０の平面移動体１２が
移動すると、これに接続したローラ収容体３２も同時に
移動し、ローラ収容体３２上のステージに載置した液晶
パネル６２も同時にＸ方向に移動する。一方第２位置決
め装置７０の平面移動体１２が移動すると、これに接続
したローラ収容体３２も同時に移動し、ローラ収容体３
２に設置した圧着ヘッド７２も同時にＹ方向に移動す
る。このようにして、水平面内における両者の位置決め
がなされる。

【００４３】上記のように構成した第３実施形態に係る
実装装置を、上記のように使用することにより、装置を
複雑にすることなく水平面内での位置決めが可能な実装
装置とすることができる。この点図７に示す従来の位置
決め装置は、一方側のみに水平面内における位置決め機
能を負担させていたので、装置が複雑になっていた。し
かし第３実施形態にかかる実装装置は、上側と下側とに
それぞれ単方向の位置決め機能を分担させているので、
装置が簡単である。しかもそれぞれの方向が直交するの
で、水平面内での位置決めが可能となる。そして位置決
めの後、圧着ヘッドを下降させることにより、液晶ドラ
イバＩＣを実装することができる。

【００４４】そして第３実施形態に係る実装装置は、第
１実施形態に係る位置決め装置を相対して設置したもの
であるため、第１実施形態に係る位置決め装置の効果を
すべて発揮することができる。すなわち装置の小型化が
可能であり、なおかつ高精度の位置決めができる。また
ステージに残留振動を発生させることがなく、さらに電
力消費量を削減することができる。加えて、外側固定枠
に固定したガイドレールが上下方向荷重を支持し、変形
部材が荷重によって塑性または弾性変形することがな
く、高精度の位置決め性能を維持することができる。

【００４５】

【発明の効果】平面移動機構における平面移動体の移動
によりワークの位置調整をなす位置決め装置であって、
前記平面移動体を直接または間接的に固定ガイドに摺動
可能に搭載し、前記平面移動体に搭載した前記ワークに
加わる上下方向荷重を前記固定ガイドに伝達可能とした
構成としたので、ワークに加わる上下方向荷重が平面移
動機構に伝達されることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る位置決め装置の斜視図であ
る。

【図２】第１実施形態に係る位置決め装置の平面図およ
び駆動手段のブロック図である。

【図３】第１実施形態に係る位置決め装置の変形例の斜
視図である。

【図４】第２実施形態に係る位置決め装置の斜視図であ
る。

【図５】第３実施形態に係る実装装置の説明図であり、
（１）は側面図であり、（２）は正面図である。

【図６】液晶パネルおよび液晶ドライバＩＣの説明図で
あり、（１）は平面図であり、（２）は正面図である。

【図７】従来技術に係る位置決め装置の斜視図である。

【符号の説明】

１………液晶パネル、２………表示部、３………ガラス
基板、４………電極、５………液晶ドライバＩＣ接着
部、８………液晶ドライバＩＣ、９………異方導電性接
着剤、１２………平面移動体、１４………変形部材、１
５………蛇腹部、１６………切り欠き、１７………ひず
みゲージ、１８………金属ベローズ、１９………外側固
定枠、１９ａ………貫通穴、２２………圧縮空気供給手
段、２４………電空レギュレータ、２６………ＣＣＤカ
メラ、２８………制御部、３０………ローラガイド機
構、３２………ローラ収容体、３４………ガイドレー
ル、３６………連結部材、４２………中間枠、４４……
…第２変形部材、４８………金属ベローズ、５０………
第２ローラガイド機構、５２………第２ローラ収容体、
５４………第２ガイドレール、５６………連結部材、６
０………第１位置決め装置、６２………液晶パネル、７
０………第２位置決め装置、７２………圧着ヘッド、１
１０………ボールねじ機構、１１２………ボールハウジ
ング、１１４………スクリュウ軸、１１６………サーボ
モータ、１１８………ステージ、１２０………ボールね
じ機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C030 DA36 5E313 AA01 AA11 CC02 CC07 EE01 EE02 EE03 EE38 FF12 FF13 FF24 FF29 5H303 AA06 BB01 BB06 BB11 CC01 DD08 FF14 GG14

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面移動機構における平面移動体の移動
   によりワークの位置調整をなす位置決め装置であって、
   前記平面移動体を直接または間接的に固定ガイドに摺動
   可能に搭載し、前記平面移動体に搭載した前記ワークに
   加わる上下方向荷重を前記固定ガイドに伝達可能とした
   ことを特徴とする位置決め装置。
2. 【請求項２】 平面移動機構における平面移動体の移動
   によりワークの位置調整をなす位置決め装置であって、
   固定ガイドに摺動可能に搭載されたスライダとその下方
   に配置した前記平面移動体とを連結することにより連動
   可能とし、前記スライダに搭載した前記ワークに加わる
   上下方向荷重を前記固定ガイドに伝達可能としたことを
   特徴とする位置決め装置。
3. 【請求項３】 前記平面移動機構は、前記平面移動体と
   外側固定枠とを変形部材により接続し、前記変形部材を
   弾性変形させつつ前記平面移動体を移動させる駆動手段
   を設置して構成されることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の位置決め装置。
4. 【請求項４】 平面移動機構における平面移動体の移動
   によりワークの位置調整をなす位置決め装置であって、
   前記平面移動体と中間枠とを第１変形部材により接続
   し、前記第１変形部材を弾性変形させつつ前記平面移動
   体を第１の方向に移動させる駆動手段を設置し、前記中
   間枠と外側固定枠とを第２変形部材により接続し、前記
   第２変形部材を弾性変形させつつ前記第１の方向とは異
   なる第２の方向に前記中間枠を移動させる駆動手段を設
   置し、第１固定ガイドに摺動可能に第１スライダを搭載
   し、前記第１固定ガイドとは異なる方向に配置した第２
   ガイドを前記第１スライダに固定し、前記第２ガイドに
   摺動可能に第２スライダを搭載し、前記第２スライダと
   前記平面移動体とを連結することにより連動可能とし、
   前記第２スライダに搭載した前記ワークに加わる上下方
   向荷重を前記第１固定ガイドによって支持可能としたこ
   とを特徴とする位置決め装置。
5. 【請求項５】 前記駆動手段として、圧縮空気の供給手
   段と、前記圧縮空気の空気圧を調整する電空レギュレー
   タと、前記電空レギュレータの動作を制御する制御部と
   を設置したことを特徴とする請求項３または４に記載の
   位置決め装置。
6. 【請求項６】 前記ガイドおよび前記スライダは、ロー
   ラガイド機構により構成されていることを特徴とする請
   求項２または４に記載の位置決め装置。
7. 【請求項７】 前記ワークとして基板を搭載する請求項
   １ないし４のいずれかに記載の位置決め装置と、前記基
   板に電子部品を取り付ける圧着ヘッドを構成要素とする
   加圧手段とを備えたことを特徴とする実装装置。
8. 【請求項８】 前記ワークとして基板を搭載する請求項
   １ないし３のいずれかに記載の第１の位置決め装置と、
   前記基板に電子部品を取り付ける圧着ヘッドを前記ワー
   クに代えて設置した請求項１ないし３のいずれかに記載
   の第２の位置決め装置を構成要素とする加圧手段とを、
   相互に異なる方向の位置決めが可能となるように配置し
   たことを特徴とする実装装置。