JP2003115503A - 高温処理部品の調整組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザチップ等の高温処理部品のよう
に高温処理により部品締結を行う際の各々の位置を熱揺
らぎなく高精度に調整できるよう実装時の位置検出が可
能な調整組立装置を提供する。 【解決手段】 ワークＡと撮像手段５との間の空間を制
御環境として環境制御手段１３により環境制御し、撮
像、画像処理及び位置検出を行わせることにより、ワー
クＡに関して熱揺らぎのない高精度な画像処理による位
置検出ができる。特に、制御環境をチャンバ４を利用し
た真空状態とすることで、真空状態では、加熱手段２か
ら輻射熱を受ける気体が少ない状態であり、熱によって
揺らぐもの自体の存在が希薄となり、熱揺らぎが解消さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザチッ
プやマイクロ光学部品等の部品を実装する場合のよう
に、はんだや共晶結合等の高温処理により部品締結を行
う高温処理部品の調整組立装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体レーザチップを始めとする
高温処理により締結を行う部品の実装方位調整機構とし
ては、カメラ（撮像手段）で部品の外形や半導体レーザ
の場合には発光点を撮像しその画像情報から部品の方位
姿勢を調整する方式が一般的である。

【０００３】この方式は、移動するテーブル上にワーク
（高温処理部品）を載置し、そのワークの上方にＣＣＤ
カメラを設置し、ＣＣＤカメラで撮像したワークの外形
全体の画像情報や発光点の画像情報からワークの位置と
姿勢とを検出して、基準位置からのワークのずれ量を算
出し、そのずれ量がなくなるようにテーブルを移動し、
ワークの方位姿勢を調整するものである。

【０００４】ところが、はんだや共晶結合等の高温処理
を伴なうプロセスを対象とする部品締結の場合を想定す
ると、高温処理に伴ない、ワーク近傍の気体温度を上昇
させ、周囲温度との間に温度差が発生してしまう。

【０００５】この結果、上述したような実装方位調整機
構を用いて画像の撮像を行うと、ワークとＣＣＤカメラ
（撮像手段）との間でこの温度差のある気体が影響し合
い、“熱揺らぎ”という現象が発生してしまう。このよ
うな熱揺らぎ現象を発生している気体を通して撮像した
画像は、一定の画像とはならず、撮像タイミングにより
検出位置が変化してしまう。

【０００６】この点について、はんだや共晶結合等の高
温処理により部品締結を行う図３に示すような調整組立
装置の例で説明する。図３は、ワークＢに対してワーク
Ａをアライメント手段１００により位置調整した後、加
熱手段１０１によりワークＡ，Ｂ間に挟持される面に設
けられた高温処理材料１０２を加熱して液化させ、その
後、冷却して固体化することにより部品（ワークＡ，
Ｂ）の調整と接合が完了する構成である。

【０００７】ちなみに、ワークＢとワークＡとの相対的
な関係は、図４に示すように幾つか考えられるが、ここ
では、アライメント対象のワーク（この場合、ワーク
Ａ）に関して、把持（吸着）面と観察面（発光面若しく
はアライメントマーク面）が同一でない場合を考えてい
る。図４では、ワークＡが半導体レーザチップの例を示
しており、１０３が発光点、１０４が把持面を示してい
る。ワークＡ，Ｂ間の相対位置については、図４（ｂ）
を図３に用いているが、もちろん図４（ａ）の場合やそ
の他の場合でも同じことであるので、代表例としてこの
相対位置関係を使用した。

【０００８】図３に示す構成でワークＡの位置調整する
場合、少なくとも加熱時には加熱手段１０１が高温とな
り、ワークＢに伝熱し、その近傍の気体に輻射し、気体
の温度も上昇させる。位置調整の基準となる撮像手段１
０５はワーク観察面を撮像できる位置に設けてあり、そ
の撮像手段１０５とワーク観察面との間の空間が熱揺ら
ぎ発生空間１０６となり、温度が上昇した気体と常温に
近い気体が混じり合い熱揺らぎが発生する。

【０００９】この現象が、部品接合の瞬間だけに発生す
るのであれば、問題は小さい。しかし実際には、タクト
の問題から位置調整（アライメント）する間にも加熱手
段１０１をある程度の高温に保っておく必要があり、ワ
ーク位置検出のための画像撮像時にもこの現象が発生
し、撮像手段１０５の撮像による位置検出精度が劣化し
てしまう。かといって、部品接合のための高温処理の時
のみに加熱手段１０１を動作させ、次の位置調整は、加
熱手段１０１や周囲気体温度が常温になるまで待って行
う、という工程を繰返すのではタクト的に実用的ではな
い。

【００１０】このような課題に対して、実際の製造装置
等で施されている熱揺らぎの対策は、高温で処理するワ
ークとそのワークを撮像する光学系との距離を極力短く
し、熱によって揺らぐ空気層を薄くするようにしてい
る。撮像光学系には熱補償をハード的、ソフト的に施し
ているものもある。

【００１１】ちなみに、特開２０００−２９９５０１公
報例によれば、ＬＥＤチップの実装についてこの熱揺ら
ぎのない撮像を可能とする構成が提案されている。その
構成及びプロセスは、ボンディング前に、光透過性支持
部材に設けられた保持部（コレット）により発光素子発
光方向から保持された状態で、この発光素子の発光部が
発光され、光透過性支持部材を通して発光素子の発光状
態が撮像される。次に、撮像された発光状態に基づい
て、発光素子の発光中心位置が認識され、ボンディング
処理がなされるものである。この場合、発光素子と撮像
手段との間には高温処理による熱揺らぎの発生する空間
が無いことになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、同公報例
は、ＬＥＤチップのような発光面と把持（吸着）面とが
同一方向である特殊な場合に限られ、半導体レーザチッ
プ等のように発光面と把持（吸着面）とが同一でないよ
うな一般的な構成には適用することができない。

【００１３】そこで、本発明は、半導体レーザチップや
マイクロ光学部品等の高温処理部品を実装する場合のよ
うに、高温処理により部品締結を行う際の各々の位置を
熱揺らぎなく高精度に調整できるよう実装時の位置検出
が可能な高温処理部品の調整組立装置を提供することを
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
周囲環境温度よりも高い温度を帯び、若しくは、高い温
度で処理する第１の高温処理部品を、撮像手段により撮
像しその画像処理により第２の高温処理部品に対する位
置検出を行い、前記第２の高温処理部品に対する前記第
１の高温処理部品の位置を調整して組立てる高温処理部
品の調整組立装置において、前記第１の高温処理部品と
前記撮像手段との間の空間を制御環境としてその環境の
制御を行う環境制御手段を備え、前記環境制御手段によ
り制御された制御環境下で前記撮像手段による撮像、そ
の画像処理及び位置検出を行わせるようにした。

【００１５】従って、第１の高温処理部品と撮像手段と
の間の空間を制御環境として環境制御手段により環境制
御し、撮像、画像処理及び位置検出を行わせることによ
り、第１の高温処理部品に関して熱揺らぎのない高精度
な画像処理による位置検出ができる。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の高
温処理部品の調整組立装置において、前記環境制御手段
は、前記制御環境を真空状態とする。

【００１７】従って、真空状態（低真空〜高真空）で
は、加熱手段から輻射熱を受ける気体が少ない（究極的
には無い）状態であり、熱によって揺らぐもの自体の存
在が希薄となり、熱揺らぎが解消される。

【００１８】請求項３記載の発明は、請求項２記載の高
温処理部品の調整組立装置において、共晶、はんだ等の
高温処理により部品締結する当該調整組立装置のワーク
加熱部を含むワーク台と、位置調整の対象となる前記第
１の高温処理部品を第１のワークとして把持しつつ第２
の高温処理部品としての第２のワークに対して位置調整
をするアライメント手段とが前記環境制御手段により環
境制御されたチャンバ内に設けられ、前記撮像手段は前
記チャンバ内部の前記第１のワークを撮像するようにし
た。

【００１９】従って、より具体的な構成として、共晶及
びはんだ等の高温処理により部品締結する当該調整組立
装置のワーク加熱部を含んだワーク台と位置調整の対象
となる第１の高温処理部品を第１のワークとして把持し
つつ位置調整するアライメント手段とが環境制御された
チャンバ内に設けられ、チャンバ内部の第１のワークを
撮像する撮像手段を持つことにより、熱揺らぎを回避で
き、高温処理により部品締結するワークの高精度な調整
組立が可能となる。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の高
温処理部品の調整組立装置において、環境制御された前
記チャンバは、前記ワーク台と前記アライメント手段と
を有する調整組立室と、外部との間及び前記調整組立室
との間で前記ワークの授受が可能なワーク供給・排出用
ステーションを有する少なくとも１つ以上のロードロッ
ク室とを備え、各々の室毎に前記環境制御手段を設け
た。

【００２１】従って、このように環境制御されたチャン
バでは、ワーク調整組立室においてアライメント手段が
ワークの位置を調整し加熱冷却によりワーク同士を締結
している間に、ロードロック室のワーク供給・排出用ス
テーションに次のワークを供給し、環境を制御するプロ
セスを進行させることにより、環境制御プロセスを進行
させる時間が実効的なタクトには寄与せず、環境制御し
ない場合と同様の効率的な工程タクトを実現できる。

【００２２】請求項５記載の発明は、請求項３又は４記
載の高温処理部品の調整組立装置において、前記ワーク
同士を位置調整する際に、前記第２のワークを共晶温度
以上に上昇させておき、前記ワーク間に微小空間を空け
た状態で位置調整完了後、前記ワーク同士を互いに接触
させ、共晶材料を一旦共晶温度以上とさせた後、互いの
ワーク温度差により前記共晶材料を共晶温度以下として
固体化させることで前記ワーク同士を締結組立するシー
ケンス制御手段を備える。

【００２３】従って、ワーク同士を位置調整する際に、
第２のワークを共晶温度以上に上昇させておき、ワーク
間に微小空間を空けた状態で位置調整完了後、ワーク同
士を互いに接触させ、冷却手段無しに第１のワークの伝
熱速度を利用して第２のワークとの境界面にある共晶材
料が、一旦共晶温度以上に局部的に温められ、その後、
第１のワーク全体の温度が均一化され、共晶材料の温度
を共晶点以下として固体化させることで品締結をするこ
とにより、冷却手段も無く、熱的にも効率的な高温処理
による部品締結が可能となる。

【００２４】請求項６記載の発明は、請求項５記載の高
温処理部品の調整組立装置において、前記アライメント
手段は前記第１のワークに対する冷却手段を備え、前記
シーケンス制御手段は、位置調整後前記ワーク同士の接
触時に前記アライメント手段により保持されている前記
第１のワークを前記冷却手段により冷却させる。

【００２５】従って、アライメント手段に冷却手段を備
え、位置調整後ワーク同士の接触時にアライメント手段
にて保持している第１のワークを冷却し、共晶材料の共
晶温度以下への降下を促進することにより、共晶材料が
共晶温度以上から以下へと降下する時間が速くなり、高
速な部品締結が可能となる。また、加熱手段からの冷却
よりも熱的に効率化できる。

【００２６】請求項７記載の発明は、請求項１ないし６
の何れか一記載の高温処理部品の調整組立装置におい
て、前記アライメント手段が微小変位空圧アクチュエー
タである。

【００２７】従って、アライメント手段として潤滑油等
の油分を必要とする直動ガイド等を持たない微小変位空
圧アクチュエータを使用することにより、真空中での高
精度な位置調整が可能となる。

【００２８】請求項８記載の発明は、請求項１ないし６
の何れか一記載の高温処理部品の調整組立装置におい
て、前記アライメント手段が微小変位ピエゾアクチュエ
ータである。

【００２９】従って、アライメント手段として潤滑油等
の油分を必要とする直動ガイド等を持たない微小変位ピ
エゾアクチュエータを使用することにより、真空中での
高精度な位置調整が可能となる。

【００３０】請求項９記載の発明は、請求項１ないし８
の何れか一記載の高温処理部品の調整組立装置におい
て、前記環境制御手段は、前記制御環境として、その環
境内の気体の温度を均一状態に制御する。

【００３１】従って、制御環境として、その環境内の気
体の温度を均一状態に制御することにより、第１の高温
処理部品に関して熱揺らぎのない高精度な画像処理によ
る位置検出ができる。

【００３２】請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
高温処理部品の調整組立装置において、前記環境制御手
段は、高温処理により発生する周囲環境との気体温度差
を相殺して前記制御環境内の温度を均一状態にする気体
攪拌手段を備える。

【００３３】従って、ワーク高温処理により発生する周
囲環境との気体温度差を相殺し、制御環境内の温度を気
体攪拌手段により均一状態にすることにより、均一温度
へのプロセスを促進することができる。

【００３４】請求項１１記載の発明は、請求項９記載の
高温処理部品の調整組立装置において、前記環境制御手
段は、高温処理により発生する周囲環境との気体温度差
を相殺して前記制御環境内の温度を均一状態にする気体
流速発生手段を備える。

【００３５】従って、気体流速発生手段により高温気体
を制御環境空間から排除することで、ワーク高温処理に
より発生する周囲環境との気体温度差を相殺し、制御環
境内の温度を均一状態にすることにより、均一温度への
プロセスを促進することができる。

【００３６】請求項１２記載の発明は、請求項９記載の
高温処理部品の調整組立装置において、前記環境制御手
段は、高温処理により発生する周囲環境との気体温度差
を相殺して前記制御環境内の温度を均一状態にする気体
吸入手段を備える。

【００３７】従って、気体吸入手段により高温気体を制
御環境空間から排除することで、ワーク高温処理により
発生する周囲環境との気体温度差を相殺し、制御環境内
の温度を均一状態にすることにより、均一温度へのプロ
セスを促進することができる。

【００３８】請求項１３記載の発明は、請求項９記載の
高温処理部品の調整組立装置において、前記環境制御手
段は、高温処理時の周囲環境との温度の均一性を保持す
る気体加熱保温手段を備える。

【００３９】従って、気体加熱保温手段を設けて、高温
処理時の周囲環境との温度均一性を保持することによ
り、周囲気体温度を加熱手段と近い温度（但し、共晶温
度以下）にし、加熱手段から輻射熱を受けた気体との温
度差を小さくすることで、制御環境内の気体の均一温度
へのプロセスを促進することができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１及び
図２に基づいて説明する。本実施の形態は、第１の高温
処理部品としてのワークＡを第２の高温処理部品として
のワークＢに対してはんだや共晶結合等の高温処理をす
るプロセス（周囲環境温度よりも高い温度を帯び、若し
くは、高い温度で処理するプロセス）を伴ない、位置調
整をし、部品締結する調整組立装置への適用例を示す。
ワークＡは例えば図４に示したような半導体レーザチッ
プであり、ワークＢに対する位置調整、即ち、ワーク
Ａ，Ｂの相対的な関係は、図４に示した場合に準ずるも
のとする。

【００４１】本実施の形態の調整組立装置は、ワーク加
熱部としての加熱手段１を含むワーク台２と、位置調整
の対象となるワークＡを把持しながらワークＢに対して
位置調整するアライメント手段３とがチャンバ４内に設
けられ、このチャンバ４内のワークＡを撮像するＣＣＤ
カメラ等による撮像手段５が設けられている。ここに、
アライメント手段３はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θ軸の各軸方
向のアクチュエータ６，７，８，９及びワーク保持手段
１０により構成されている。もっとも、アクチュエータ
はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θ軸に限らず、必要に応じてα軸
やβ軸の煽り機能や部品の倣い機能を具備してもよい。

【００４２】チャンバ４は、加熱手段１（ワーク台２）
やアライメント手段３を備える調整組立室１１と、１つ
（若しくは、それ以上）のロードロック室１２とを備
え、各々の室１１，１２毎に環境制御手段１３，１４が
設けられており、チャンバ４内（室１１，１２内）は環
境制御されている。本実施の形態では、特にアライメン
ト手段３により保持されたワークＡと撮像手段５との間
の空間を制御環境とし、この環境を含む調整組立室１１
内の環境を環境制御手段１３により制御するものであ
る。ここに、調整組立室１１とロードロック室１２とは
ドア１５により連通可能であって、各々のトレイ１７，
１８からワークＡ，Ｂの供給・排出が可能とされてい
る。また、ロードロック室１２と外部との間はドア１６
により連通可能であって、ワークＡ，Ｂの供給・排出が
可能とされている。ロードロック室１２内には搬送手段
によって供給されるワークを受け取り、アライメント手
段３を介して調整組立室１１に供給させたり、逆に、調
整組立済みのワークをアライメント手段３により調整組
立室１１から受け取り、外部完成品トレイ１９に排出さ
せるためのワーク供給・排出用ステーション２０を備え
ている。なお、ドア１５，１６は同時に開放されないよ
うに開閉制御される。即ち、外部と調整組立室１１とが
直接連通することはない。

【００４３】このような構成において、環境制御された
チャンバ４では、調整組立室１１にてアライメント手段
３がワークＡの位置を調整し、はんだや共晶材料等の高
温処理材料２１を加熱冷却して部品締結している間に、
ロードロック室１２に次のワークを供給し、環境を制御
するプロセスを進行させ、調整組立室１１での調整組立
が完了した時にはロードロック室１２には次のワークが
あり、環境制御も完了している状態とする。そして、完
成品と次のワークとを互いの室１１，１２で交換し、調
整組立室１１ではアライメント・部品締結を実施し、ロ
ードロック室１２ではドア１６を開放させて外部と連通
し、完成品と次ワークを搬送手段により、各々移載し
て、ドア１６を閉めた後、環境制御プロセスを進める。

【００４４】この際、本実施の形態では、環境制御を気
体の圧力が低い状態、即ち、真空状態とするものであ
り、チャンバ４は真空チャンバとして構成され、環境制
御手段１３，１４は負圧発生手段により構成されてい
る。

【００４５】このような真空状態（低真空〜高真空）で
は、加熱手段２から輻射熱を受ける気体が少ない（究極
的には無い）状態であり、熱によって揺らぐもの自体の
存在が希薄となり、制御空間における熱揺らぎが解消さ
れる。この結果、ワークＡの位置調整のために撮像手段
５により撮像を行う場合、ワークＡと撮像手段５との間
で熱揺らぎ現象の影響を受けないため、撮像した画像
は、一定の画像となり、その撮像タイミングによらず検
出位置に変化を生ずることがなく、高精度な位置検出が
可能となる。

【００４６】このように、ワークＡと撮像手段５との間
の空間を制御環境として環境制御手段１３により環境制
御し、撮像手段５による撮像、画像処理及び位置検出を
行わせることにより、加熱手段１による加熱条件下にあ
っても、ワークＡに関して熱揺らぎのない高精度な画像
処理による位置検出ができる。

【００４７】ところで、本実施の形態において、図２を
参照して、部品（ワークＡ，Ｂ）締結時の加熱手段１の
オン・オフと部品（ワークＡ，Ｂ）温度プロファイルと
の好ましい関係及びその制御例について説明する。

【００４８】ワークＡ，Ｂ同士を位置調整させる際に、
まず、ワークＢを加熱手段１を含むワーク台２に載置
し、加熱手段１を図２中のｈからｉの間ＯＮすること
で、ワークＢの温度は常温のｄから共晶温度以上のｅま
で上昇させておく。制御環境が理想的な真空である場合
は空間への放熱がなくワークＢの温度はｅからｆの間保
たれる。理想的真空でない場合や、他の構造物への伝熱
がある場合はｅの温度をｆまで制御することとなる。

【００４９】ワークＡ，Ｂ同士の位置調整をｆ（ワーク
Ａではａ）までにワークＡ，Ｂ間に微小空間を空けた状
態で完了させる。ワークＡ，Ｂ間の微小空間により、ワ
ークＡに対しても真空の場合は、ワークＢの加温による
熱の影響を受けることなく、ワークＡは常温を保つ。も
ちろん、この時の位置検出用の撮像手段５による撮像に
関しても、上述のように、気体が希薄であり、熱揺らぎ
現象が解消された撮像が可能である。

【００５０】その後、ワークＡ，Ｂを互いに接触させ
る。高温処理材料（共晶材料）２１を含んだワークＡは
ワークＢからの伝熱でａからｂまで昇温し、共晶材料２
１は液化する。その後、冷却手段により温度を共晶温度
以下のｃまで降下させ、共晶材料２１を固体化させるこ
とで、ワークＡ，Ｂを締結する。ワークＢはｇまで温度
が降下する。

【００５１】このようなシーケンス制御は、当該組立調
整装置全体の制御を受け持つマイクロコンピュータ構成
のコントローラにおいて、シーケンス制御手段の機能と
して実行される。

【００５２】冷却手段無しにワークＡの伝熱速度を利用
して高温処理部品（この場合、ワークＢ）との境界面に
ある高温処理材料２１が、一旦共晶温度以上に局部的に
温められ、その後、ワークＡ全体の温度が均一化され、
高温処理材料２１の温度が共晶点以下になれば非常に良
い。それ以外の場合は、上記のように共晶温度以下に冷
却する冷却手段が必要であるが、このためには、アライ
メント手段３に冷却手段（図示せず）を具備し、ワーク
Ａを冷却して高温処理材料２１の共晶温度以下への降下
を促進する方法が効率的である。

【００５３】また、真空中での微小高精度位置決めが要
求されるアライメント手段３としては、潤滑油等の油分
を必要とする直動ガイド等を持たない微小変位空圧（エ
ア）アクチュエータや微小変位ピエゾ（圧電素子）アク
チュエータを使用すると良い。

【００５４】また、環境制御手段１３，１４により制御
された制御環境としては、その環境内の気体の温度を均
一状態とする制御例であってもよい。気体がある場合で
も、撮像のタイミングに、撮像手段５とワークＡの観察
面との間の制御空間に温度の著しく違う空気が共存しな
ければ熱揺らぎ現象も発生しない。そこで、具体的に
は、強制的な手段を設けて、空間の気体温度を制御して
やれば良い。

【００５５】この気体温度を均一状態にする手段とし
て、例えば、気体攪拌手段（図示せず）を設けてもよ
い。気体攪拌により、均一温度へのプロセスを促進す
る。気体攪拌手段に代えて、制御環境の空間に向けた気
体流を発生させる気体流速発生手段（図示せず）を設け
ることで、高温気体をこの空間から排除するようにして
もよく、逆に、気体吸入手段（図示せず）を設けて高温
気体をこの空間から排除するようにしてもよい。

【００５６】また、ワーク高温処理時の周囲環境との温
度均一性を保持するために、気体加熱保温手段（図示せ
ず）を設け、周囲気体温度を加熱手段１と近い温度（但
し、共晶温度以下）にして、加熱手段１から輻射熱を受
けた気体との温度差を小さくして、環境の気体の温度を
均一状態に近づけ、熱揺らぎを回避することも有効であ
る。

【００５７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、第１の高
温処理部品と撮像手段との間の空間を制御環境として環
境制御手段により環境制御し、撮像、画像処理及び位置
検出を行わせることにより、第１の高温処理部品に関し
て熱揺らぎのない高精度な画像処理による位置検出がで
きる。

【００５８】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の高温処理部品の調整組立装置において、前記環境制
御手段は、前記制御環境を真空状態とすることで、真空
状態（低真空〜高真空）では、加熱手段から輻射熱を受
ける気体が少ない（究極的には無い）状態であり、熱に
よって揺らぐもの自体の存在が希薄となり、熱揺らぎが
解消される。

【００５９】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の高温処理部品の調整組立装置において、より具体的
な構成として、共晶及びはんだ等の高温処理により部品
締結する当該調整組立装置のワーク加熱部を含んだワー
ク台と位置調整の対象となる第１の高温処理部品を第１
のワークとして把持しつつ位置調整するアライメント手
段とが環境制御されたチャンバ内に設けられ、チャンバ
内部の第１のワークを撮像する撮像手段を持つことによ
り、熱揺らぎを回避でき、高温処理により部品締結する
ワークの高精度な調整組立が可能となる。

【００６０】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の高温処理部品の調整組立装置において、環境制御さ
れたチャンバは、ワーク台とアライメント手段とを有す
る調整組立室と、外部との間及び調整組立室との間でワ
ークの授受が可能なワーク供給・排出用ステーションを
有する少なくとも１つ以上のロードロック室とを備え、
各々の室毎に環境制御手段を設けているので、このよう
に環境制御されたチャンバでは、ワーク調整組立室にお
いてアライメント手段がワークの位置を調整し加熱冷却
によりワーク同士を締結している間に、ロードロック室
のワーク供給・排出用ステーションに次のワークを供給
し、環境を制御するプロセスを進行させることにより、
環境制御プロセスを進行させる時間が実効的なタクトに
は寄与せず、環境制御しない場合と同様の効率的な工程
タクトを実現できる。

【００６１】請求項５記載の発明によれば、請求項３又
は４記載の高温処理部品の調整組立装置において、ワー
ク同士を位置調整する際に、第２のワークを共晶温度以
上に上昇させておき、ワーク間に微小空間を空けた状態
で位置調整完了後、ワーク同士を互いに接触させ、冷却
手段無しに第１のワークの伝熱速度を利用して第２のワ
ークとの境界面にある共晶材料が、一旦共晶温度以上に
局部的に温められ、その後、第１のワーク全体の温度が
均一化され、共晶材料の温度を共晶点以下として固体化
させることで品締結をすることにより、冷却手段も無
く、熱的にも効率的な高温処理による部品締結が可能と
なる。

【００６２】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載の高温処理部品の調整組立装置において、アライメン
ト手段に冷却手段を備え、位置調整後ワーク同士の接触
時にアライメント手段にて保持している第１のワークを
冷却し、共晶材料の共晶温度以下への降下を促進するこ
とにより、共晶材料が共晶温度以上から以下へと降下す
る時間が速くなり、高速な部品締結が可能となり、ま
た、加熱手段からの冷却よりも熱的に効率化できる。

【００６３】請求項７記載の発明によれば、請求項１な
いし６の何れか一記載の高温処理部品の調整組立装置に
おいて、アライメント手段として潤滑油等の油分を必要
とする直動ガイド等を持たない微小変位空圧アクチュエ
ータを使用することにより、真空中での高精度な位置調
整が可能となる。

【００６４】請求項８記載の発明によれば、請求項１な
いし６の何れか一記載の高温処理部品の調整組立装置に
おいて、アライメント手段として潤滑油等の油分を必要
とする直動ガイド等を持たない微小変位ピエゾアクチュ
エータを使用することにより、真空中での高精度な位置
調整が可能となる。

【００６５】請求項９記載の発明によれば、請求項１な
いし８の何れか一記載の高温処理部品の調整組立装置に
おいて、制御環境として、その環境内の気体の温度を均
一状態に制御することにより、第１の高温処理部品に関
して熱揺らぎのない高精度な画像処理による位置検出が
できる。

【００６６】請求項１０記載の発明によれば、請求項９
記載の高温処理部品の調整組立装置において、ワーク高
温処理により発生する周囲環境との気体温度差を相殺
し、制御環境内の温度を気体攪拌手段により均一状態に
することにより、均一温度へのプロセスを促進すること
ができる。

【００６７】請求項１１記載の発明によれば、請求項９
記載の高温処理部品の調整組立装置において、気体流速
発生手段により高温気体を制御環境空間から排除するこ
とで、ワーク高温処理により発生する周囲環境との気体
温度差を相殺し、制御環境内の温度を均一状態にするこ
とにより、均一温度へのプロセスを促進することができ
る。

【００６８】請求項１２記載の発明によれば、請求項９
記載の高温処理部品の調整組立装置において、気体吸入
手段により高温気体を制御環境空間から排除すること
で、ワーク高温処理により発生する周囲環境との気体温
度差を相殺し、制御環境内の温度を均一状態にすること
により、均一温度へのプロセスを促進することができ
る。

【００６９】請求項１３記載の発明によれば、請求項９
記載の高温処理部品の調整組立装置において、気体加熱
保温手段を設けて、高温処理時の周囲環境との温度均一
性を保持することにより、周囲気体温度を加熱手段と近
い温度（但し、共晶温度以下）にし、加熱手段から輻射
熱を受けた気体との温度差を小さくすることで、制御環
境内の気体の均一温度へのプロセスを促進することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す調整組立装置の概
略構成図である。

【図２】部品締結時の加熱手段のオン・オフと部品温度
プロファイルとを示すタイムチャートである。

【図３】従来例を示す調整組立装置の概略構成図であ
る。

【図４】ワークＡ，Ｂ同士の位置関係の例を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１ 加熱部 ２ ワーク台 ３ アライメント手段 ４ チャンバ ５ 撮像手段 １１ 調整組立室 １２ ロードロック室 １３，１４ 環境制御手段 ２０ ワーク供給・排出ステーション Ａ 第１のワーク、第１の高温処理部品 Ｂ 第２のワーク、第２の高温処理部品

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周囲環境温度よりも高い温度を帯び、若
   しくは、高い温度で処理する第１の高温処理部品を、撮
   像手段により撮像しその画像処理により第２の高温処理
   部品に対する位置検出を行い、前記第２の高温処理部品
   に対する前記第１の高温処理部品の位置を調整して組立
   てる高温処理部品の調整組立装置において、 前記第１の高温処理部品と前記撮像手段との間の空間を
   制御環境としてその環境の制御を行う環境制御手段を備
   え、 前記環境制御手段により制御された制御環境下で前記撮
   像手段による撮像、その画像処理及び位置検出を行わせ
   るようにしたことを特徴とする高温処理部品の調整組立
   装置。
2. 【請求項２】 前記環境制御手段は、前記制御環境を真
   空状態とすることを特徴とする請求項１記載の高温処理
   部品の調整組立装置。
3. 【請求項３】 共晶、はんだ等の高温処理により部品締
   結する当該調整組立装置のワーク加熱部を含むワーク台
   と、位置調整の対象となる前記第１の高温処理部品を第
   １のワークとして把持しつつ第２の高温処理部品として
   の第２のワークに対して位置調整をするアライメント手
   段とが前記環境制御手段により環境制御されたチャンバ
   内に設けられ、前記撮像手段は前記チャンバ内部の前記
   第１のワークを撮像するようにしたことを特徴とする請
   求項２記載の高温処理部品の調整組立装置。
4. 【請求項４】 環境制御された前記チャンバは、前記ワ
   ーク台と前記アライメント手段とを有する調整組立室
   と、外部との間及び前記調整組立室との間で前記ワーク
   の授受が可能なワーク供給・排出用ステーションを有す
   る少なくとも１つ以上のロードロック室とを備え、各々
   の室毎に前記環境制御手段を設けたことを特徴とする請
   求項３記載の高温処理部品の調整組立装置。
5. 【請求項５】 前記ワーク同士を位置調整する際に、前
   記第２のワークを共晶温度以上に上昇させておき、前記
   ワーク間に微小空間を空けた状態で位置調整完了後、前
   記ワーク同士を互いに接触させ、共晶材料を一旦共晶温
   度以上とさせた後、互いのワーク温度差により前記共晶
   材料を共晶温度以下として固体化させることで前記ワー
   ク同士を締結組立するシーケンス制御手段を備えること
   を特徴とする請求項３又は４記載の高温処理部品の調整
   組立装置。
6. 【請求項６】 前記アライメント手段は前記第１のワー
   クに対する冷却手段を備え、前記シーケンス制御手段
   は、位置調整後前記ワーク同士の接触時に前記アライメ
   ント手段により保持されている前記第１のワークを前記
   冷却手段により冷却させることを特徴とする請求項５記
   載の高温処理部品の調整組立装置。
7. 【請求項７】 前記アライメント手段が微小変位空圧ア
   クチュエータであることを特徴とする請求項１ないし６
   の何れか一記載の高温処理部品の調整組立装置。
8. 【請求項８】 前記アライメント手段が微小変位ピエゾ
   アクチュエータであることを特徴とする請求項１ないし
   ６の何れか一記載の高温処理部品の調整組立装置。
9. 【請求項９】 前記環境制御手段は、前記制御環境とし
   て、その環境内の気体の温度を均一状態に制御すること
   を特徴とする請求項１ないし８の何れか一記載の高温処
   理部品の調整組立装置。
10. 【請求項１０】 前記環境制御手段は、高温処理により
    発生する周囲環境との気体温度差を相殺して前記制御環
    境内の温度を均一状態にする気体攪拌手段を備えること
    を特徴とする請求項９記載の高温処理部品の調整組立装
    置。
11. 【請求項１１】 前記環境制御手段は、高温処理により
    発生する周囲環境との気体温度差を相殺して前記制御環
    境内の温度を均一状態にする気体流速発生手段を備える
    ことを特徴とする請求項９記載の高温処理部品の調整組
    立装置。
12. 【請求項１２】 前記環境制御手段は、高温処理により
    発生する周囲環境との気体温度差を相殺して前記制御環
    境内の温度を均一状態にする気体吸入手段を備えること
    を特徴とする請求項９記載の高温処理部品の調整組立装
    置。
13. 【請求項１３】 前記環境制御手段は、高温処理時の周
    囲環境との温度の均一性を保持する気体加熱保温手段を
    備えることを特徴とする請求項９記載の高温処理部品の
    調整組立装置。