JP2010182781A - Suction nozzle - Google Patents
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Description
本発明は半導体や光応用デバイス等の電子部品を気密封止する際、リッド(蓋体)をリッド供給ステージからピックアップして搬送し、封止容器の開口部に載置する等、リッドを真空吸着によりハンドリングするための吸着ノズルに関するものである。 In the present invention, when an electronic component such as a semiconductor or an optical application device is hermetically sealed, the lid (lid body) is picked up from the lid supply stage, transported, and placed on the opening of the sealing container. The present invention relates to a suction nozzle for handling by suction.
一般にシーム溶接機等の封止装置では、図3で示すように電子部品51を容器52の内部に収容して封止する際、リッド53を供給ステージ54から容器52の開口部まで吸着ノズル55で真空吸着しながら搬送する。そして、このとき使用される一般的な吸着システムを図4に基づいて説明する。図4は前記吸着システムの構成を示す模式図である。図4において56は制御部、57は真空ポンプ、58は真空ポンプ57から吸着ノズル55まで連通するナイロンホース等の管状部材であり、この管状部材58には真空ポンプ57側に電磁弁59が、吸着ノズル55側には吸着センサ60が直列的に介在している。
In general, in a sealing device such as a seam welding machine, when the
まず制御部56は、真空ポンプ57に指令を発し管状部材58に負圧を発生させる。通常真空ポンプ57は、この吸着システムを実装した装置が稼働中であれば、常時負圧を発生させる状態となっている。またこの時点で電磁弁59は、制御部56の指令により閉じた状態になっており、吸着ノズル55には負圧が伝達されていない。したがって、吸着センサ60は制御部56に対して概ねゼロの出力値(圧力変動値)を示している。
First, the
次に吸着ノズル55がリッド53をピックアップするための所定の位置に移動しリッド53に当接すると、制御部56の指令により電磁弁59が開き、真空ポンプ57によって発生した負圧が吸着ノズル55まで到達し、リッド53を吸着する。これにより吸着センサ60は負圧を感知し、出力値である圧力変動値を例えばゼロから−15kPaに変化させる。この圧力変動値を取得した制御部56は、あらかじめ閾値として例えば−10kPaを記憶している。制御部56は両者を比較した結果、取得した圧力変動値が閾値よりも上回っていれば(取得した圧力の絶対値が閾値よりも下回っていれば)正常な吸着状態であると判断し、吸着ツール55を容器52に向かって移動させる。
Next, when the
また、吸着ノズル55がリッド53を吸着して持ち上げるのに十分な圧力変動値が−7kPaであるとしても、真空ポンプ57の出力変動、あるいは吸着ノズル55が移動する際にリッド53に加わる振動・衝撃を考慮しなければならない。したがって、ここではマージンを考慮し、閾値を−10kPaとしている。そして、吸着ノズル55は図5のような構造が一般的に採用されている。図5(a)は吸着ノズル55の側面図、図5(b)は図5(a)におけるX−X矢視図(吸着面55Aの正面図)である。図5において55Aは吸着面、55Bは吸着面55Aに凹設されたザグリ面、55Cは吸着ノズル55の中心軸に沿って形成された貫通孔である。ここで、ザグリ面55Bは貫通孔55C内の負圧を被吸着物であるリッド53の、より広い面積に作用させるために凹設されたものである。
Further, even if the pressure fluctuation value sufficient for the
しかしながら実際のリッドは平面度の高いものばかりではなく、反りのあるものが多く存在する。特に図6で示すような光素子用の窓付きリッド61ではこの現象が顕著である。図6において、図6(a)はリッド61の平面図、図6(b)は図6(a)におけるY−Y矢視図(板の端面方向から見た図)である。この窓付きリッド61はコバール等の金属板61Aの中央開口部にサファイヤ等の透光板61Bが固設されている。このように膨張係数の異なるものが熱処理を経て固設された場合、常温に戻ったときの反りを避けることは非常に困難である。また、窓付きリッドでない場合でも、板材からの打ち抜き時あるいは温度変化を伴う表面処理時に内部応力が発生し、この影響で反りが発生することがある。
However, actual lids are not only high in flatness but also have many warps. In particular, this phenomenon is remarkable in the
ここで、図5で示した従来の吸着ノズル55および図4で示した吸着システムを用いて、反りのあるリッド61を吸着する状態を図7に基づいて説明する。図7(a)は供給ステージ62に載置されたリッド61に吸着ノズル55が当接し、電磁弁59が開いて吸着を開始した状態である。ここで、吸着ノズル55は前記当接の際に矢印ア方向の押圧力を発生させているので、リッド61の反り量が減少し、吸着センサ60の圧力変動の閾値、例えば−10kPaを上回る(閾値の圧力絶対値を下回る)。
Here, a state in which the
この圧力変動値を取得した制御部56は、吸着が正常に行われたと判断し、吸着ノズル55を図7(b)で示すように矢印イの方向に上昇させる。この時点で前記矢印ア方向の押圧力が消滅するのでリッド61の反りは増大する。これに伴い隙間63の面積も増大し、エアのリーク量も増大する。その結果負圧力が減少し、吸着センサ60が示す圧力変動値が例えば−7kPa前後になることが考えられる。そしてこの状態で吸着ノズル55の容器52方向への移動が続行されると、その間に真空ポンプ57の出力が変動したり吸着ノズル55の振動が作用して、リッド61の脱落や位置ずれの危険性が高まる。これらがもし発生すれば封止作業にとって致命的な不具合となる。もちろん制御部56が吸着センサ60の出力の変動(負圧力の減少)を感知して吸着ノズル55の移動を停止してもよいが、これによっても一連の封止作業の中断は避けられない。
The
そこでこの課題に対処する方法として、図8で示すような方法が特許文献1に開示されている。図8(a)は吸着ノズル64の側面図、図8(b)は図8(a)におけるZ−Z矢視図(吸着面64Aの正面図)である。この吸着ノズル64はザグリ面64Bの外側周囲に溝を設け、この溝にOリング65を嵌め込んだものである。そしてこのOリング65の一部が僅かに吸着面64Aから突出するようにし、さらにその突出量を裏面のセットスクリュー66で微調整できるようにしたものである。
Therefore, as a method for dealing with this problem, a method as shown in FIG. 8A is a side view of the
しかしながら、ここで使用するOリングは弾性を有するゴム状の素材であることが必要なため、リッドとの接触による塵埃の発生、経年変化による劣化等が避けられず、またリッドに押圧されたときにはその弾性で変形することから、搭載精度を目標値である50μm程度に維持するのが困難であった。そこで本発明は、弾性部材を使用せずにリッドの反りに対応し、確実にリッドをハンドリングする吸着ノズルを提供するものである。 However, since the O-ring used here needs to be a rubber-like material having elasticity, generation of dust due to contact with the lid, deterioration due to secular change, etc. cannot be avoided, and when it is pressed against the lid Due to its elasticity, it is difficult to maintain the mounting accuracy at the target value of about 50 μm. Therefore, the present invention provides a suction nozzle that reliably handles the lid and copes with warping of the lid without using an elastic member.
本発明は第1の態様として、電子部品を容器に収容しリッドで該容器の開口部を塞いで気密封止する際に、リッドを真空吸着して該容器の開口部に載置するための吸着ノズルであって、このノズルの中心軸に沿って形成された中心空洞と、このノズルの先端部に形成された吸着面と、前記中心空洞に連通し前記吸着面と略平行方向に形成された連結空洞と、この連結空洞に連通し前記吸着面に開口する複数の吸着孔とを有し、これら吸着孔は前記吸着面の周縁部近傍に開口していることを特徴とする吸着ノズルを提供するものである。 As a first aspect of the present invention, when an electronic component is housed in a container and the opening of the container is closed and hermetically sealed with a lid, the lid is vacuum-adsorbed and placed on the opening of the container A suction nozzle, which is formed in a central cavity formed along the central axis of the nozzle, a suction surface formed at the tip of the nozzle, and in a direction substantially parallel to the suction surface, communicating with the central cavity. And a plurality of suction holes that open to the suction surface and communicate with the connection cavity, the suction holes being opened near the peripheral edge of the suction surface. It is to provide.
また本発明は第2の態様として、前記吸着面は、その周縁部近傍に設けた前記吸着孔の開口と前記中心空洞の吸着面への開口を塞ぐ塞ぎ部とを除き、1平面をなしていることを特徴とする第1の態様として記載の吸着ノズルを提供するものである。 According to a second aspect of the present invention, the suction surface has a flat surface except for the opening of the suction hole provided in the vicinity of the peripheral edge portion thereof and a blocking portion that closes the opening to the suction surface of the central cavity. The suction nozzle described as the first aspect is provided.
さらに本発明は第3の態様として、前記連結空洞は前記中心空洞に連通する第1の連結空洞と、この第1の連結空洞に連通する一対の第2の連結空洞からなり、前記吸着孔は一端が第2の連結空洞に連通し、他端が前記吸着面に開口していることを特長とする第1又は2のいずれかの態様として記載の吸着ノズルを提供するものである Further, according to a third aspect of the present invention, the connection cavity includes a first connection cavity communicating with the central cavity and a pair of second connection cavities communicating with the first connection cavity. The suction nozzle according to any one of the first and second aspects, characterized in that one end communicates with a second connection cavity and the other end opens on the suction surface.
本発明の第1の態様によれば、リッドの反りによって大きく隙間ができるリッドの中心部近傍には吸着孔の開口部を設けず、隙間が比較的小さいリッドの周縁部近傍に複数の吸着孔を設けたので、リークして吸着孔に進入する空気の量が少ない。したがって、吸着力の安定が得られることに加え、吸着センサの出力から判断される吸着、非吸着の判定も安定する。 According to the first aspect of the present invention, the suction hole opening is not provided in the vicinity of the center of the lid where a large gap is generated by warping of the lid, and the plurality of suction holes are provided in the vicinity of the peripheral edge of the lid having a relatively small gap. The amount of air that leaks and enters the adsorption hole is small. Therefore, in addition to obtaining a stable adsorption force, the determination of adsorption / non-adsorption determined from the output of the adsorption sensor is also stabilized.
本発明の第2の態様によれば、吸着面にリッドの面積に近い大きな凹所を設けないので、開口部へ空気が進入する隙間は吸着面の周縁部近傍に設けられた複数の開口部の周縁だけとなり、安定した吸着力が得られる。 According to the second aspect of the present invention, since a large recess close to the area of the lid is not provided on the suction surface, a plurality of openings provided in the vicinity of the peripheral portion of the suction surface are provided as gaps through which air enters the opening. Only the peripheral edge of the surface is obtained, and a stable adsorption force can be obtained.
本発明の第3の態様によれば、第1および第2の連結空洞を配置して中心空洞から吸着孔へと空洞を連通させることができるので、吸着面の周縁部近傍のみに容易に吸着孔を開口させることができる。 According to the third aspect of the present invention, the first and second coupling cavities can be arranged to allow the cavities to communicate from the central cavity to the suction holes, so that the suction is easily performed only in the vicinity of the peripheral portion of the suction surface. A hole can be opened.
次に、添付図面を参照して本発明に係る吸着ノズルの実施形態を詳細に説明する。図1は本発明に係る吸着ノズルを示しており、図1(a)は吸着ノズル1の側面図、図1(b)は図1(a)におけるN−N矢視図(吸着面2の正面図)である。ここで符号1は吸着ノズル、2は吸着面であり、このノズルの中心軸Lに沿って中心空洞3が形成されている。そしてこの中心空洞3の下端3Aはセットスクリュー4によってその開口部を塞がれ、空気の流通が阻止されている。また、図1(a)(b)で符号5が付された部分は吸着面2に対して平行に設けられた第1の連結空洞である。この第1の連結空洞5はその中央部が中心空洞3と連通しており、その両端の開口部5A、5Bはセットスクリュー4によって塞がれ、空気の流通が阻止されている。
Next, an embodiment of a suction nozzle according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a suction nozzle according to the present invention, FIG. 1 (a) is a side view of the
さらに図1(b)で符号6が付された部分は第2の連結空洞であり、吸着面2に対して平行に、且つ中心空洞3を挟んで互いに平行に一対設けられた空洞である。また。夫々の第2の連結空洞6は、その中央部が第1の連結空洞5と連通しており、その両端の開口部6A、6Bはセットスクリュー4によって塞がれ、空気の流通が阻止されている。そして図1(a)で符号7が付された部分は吸着孔であり、一端は第2の連結空洞の両端近傍に連通し、他端は図1(b)に示すように吸着面2に開口した4箇所の開口部7Aとなっている。
Further, a portion denoted by
図1で示すように吸着面2は4隅の開口部7Aと中心空洞の塞ぎ部である3A(セットスクリュー4の表面が吸着面2よりも僅かに凹所となっている)の部分を除き1平面をなしている。したがって、本発明の実施形態である吸着ノズルを斜視図で描いた図2で示すように、リッド61の反りによって吸着面2に対して最も隙間が大きくなる部分Mの間隔が例えば100μmであった場合、実施例の開口部7Aの開口端での隙間は最大部が51μmとなる。そしてこの場合最大間隔Mの部分の隙間面積は反対側と2箇所合わせて3.75平方mm、開口部7A周囲の隙間面積は4箇所合わせて1.20平方mmとなる。
As shown in FIG. 1, the
このような隙間面積の差から、従来では吸着ノズルがリッドを吸着しているとき、吸着センサが示す値は−15kPa程度であったのに対し、実施例の吸着ノズルが同様な条件でリッドを吸着しているときの吸着センサが示す値は−30kPaにまでなった。これにより閾値の−10kPaとあまり差がなく、吸着しているか否かの判定が不安定であった従来に比して、安定して判定が行なわれると共に吸着力自体も安定するので、リッドを容器に載置する工程の安定性が向上し、歩留りも向上する。 Because of the gap area difference, when the suction nozzle is sucking the lid in the past, the value indicated by the suction sensor was about -15 kPa, whereas the suction nozzle of the embodiment did not use the lid under the same conditions. The value indicated by the adsorption sensor when adsorbing was up to -30 kPa. As a result, there is not much difference from the threshold value of −10 kPa, and the determination of whether or not the suction is unstable is stable and the suction force itself is stable as compared with the conventional case. The stability of the process of placing on the container is improved, and the yield is also improved.
1 吸着ノズル
2 吸着面
3 中心空洞
4 セットスクリュー
5 第1の連結空洞
6 第2の連結空洞
7 吸着孔
7A 開口部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009023538A JP2010182781A (en) | 2009-02-04 | 2009-02-04 | Suction nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JP2010182781A true JP2010182781A (en) | 2010-08-19 |
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ID=42764135
Family Applications (1)
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JP2009023538A Pending JP2010182781A (en) | 2009-02-04 | 2009-02-04 | Suction nozzle |
Country Status (1)
Country | Link |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0878884A (en) * | 1994-08-31 | 1996-03-22 | Toshiba Corp | Electronic parts vacuum-clamping nozzle |
JP2003243428A (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-29 | Nippon Avionics Co Ltd | Suction nozzle |
-
2009
- 2009-02-04 JP JP2009023538A patent/JP2010182781A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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