JP2012089720A - Profiling mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステージ上面の傾きを調整する技術に関する。 The present invention relates to a technique for adjusting the tilt of the upper surface of a stage.
従来、ステージ上面の傾きを調整することで、ステージ上面に載置された基板の回路パターン面と、これに接合されるチップなどの電子部品の接合面との平行度を高精度に調整する技術が知られている。例えば、特許文献1には、下面側に凸曲面部を有するステージと、上面側にステージの凸曲面部と摺接可能に設けられた凹曲面部を有するステージの載置用の基台とを備え、基台にステージが載置された状態でステージの凸曲面部と基台の凹曲面部との間に圧縮空気が吐出されることで両曲面部間にわずかな隙間が生じ、これにより、ステージが基台の凹曲面部に沿って自在に揺動する倣い機構が記載されている。
Conventionally, by adjusting the inclination of the upper surface of the stage, a technique for adjusting the parallelism between the circuit pattern surface of the substrate placed on the upper surface of the stage and the bonding surface of an electronic component such as a chip bonded thereto with high accuracy It has been known. For example,
すなわち、ステージの凸曲面部と基台の凹曲面部との間に圧縮空気の吐出による空気層が形成されることにより、両曲面部間に生じる摩擦力が抑制されるため、ステージの凸曲面部が基台の凹曲面部に沿って自在に動くことができる。したがって、ステージ上面に載置された基板と、この基板に接合されるチップ等とが当接したときに、ステージの凸曲面部が基台の凹曲面部に沿って動くことによるステージの受動的な倣い動作によって、ステージ上の基板の傾きを調整して、基板とチップとの平行度を一致させることができる。 That is, since an air layer is formed by discharge of compressed air between the convex curved surface portion of the stage and the concave curved surface portion of the base, the frictional force generated between both curved surface portions is suppressed. The part can move freely along the concave curved surface part of the base. Therefore, when the substrate placed on the upper surface of the stage and a chip or the like bonded to the substrate come into contact with each other, the stage's convex curved surface moves along the concave curved surface of the base. By performing the copying operation, the inclination of the substrate on the stage can be adjusted, and the parallelism between the substrate and the chip can be matched.
また、ステージの倣い動作によって基板とチップとの平行度が一致すれば、ステージの凸曲面部および基台の凹曲面部間への圧縮空気の吐出を停止することにより、両曲面部が接触し、両曲面部の接触面に生じる静止摩擦力によりステージが基台に固定されてステージの傾きが維持される。このとき、ステージの傾きが維持された状態で、ステージに高加圧力が加えられたとしても、基台がステージの凸曲面部を下方から凹曲面部により面で支持するため、ステージは基台により確実に支持される。 In addition, if the parallelism between the substrate and the chip is matched by the copying operation of the stage, both curved surfaces contact each other by stopping the discharge of compressed air between the convex curved surface portion of the stage and the concave curved surface portion of the base. The stage is fixed to the base by the static friction force generated on the contact surfaces of both curved surface portions, and the tilt of the stage is maintained. At this time, even if a high pressure is applied to the stage while maintaining the tilt of the stage, the base supports the convex curved surface portion of the stage from below with the concave curved surface portion. Is surely supported.
上記した従来の倣い機構では、圧縮空気を利用してステージの凸曲面部と基台の凹曲面部との間に生じる摩擦力を抑制しているが、両曲面部の接触面の全面にわたって圧縮空気を行渡らせるためには、両曲面部の表面に空気が残留しやすいように、開気孔を多く含む非常に高価な焼結金属で両曲面部を形成しなければならない。また、圧縮空気を両曲面部の接触面に供給するために、両曲面部に複雑な加工を施さなければならずコストアップの原因となっている。 In the conventional copying mechanism described above, the friction force generated between the convex curved surface portion of the stage and the concave curved surface portion of the base is suppressed using compressed air, but compression is performed over the entire contact surface of both curved surface portions. In order to allow air to spread, both curved surface portions must be formed of a very expensive sintered metal containing many open pores so that air tends to remain on the surfaces of both curved surface portions. Further, in order to supply compressed air to the contact surfaces of both curved surface portions, both the curved surface portions must be subjected to complicated processing, which causes an increase in cost.
また、倣い機構における倣い動作は、例えば、倣いの基準面が、いわゆる片当たり状態でステージの上面に押付けられたときに発生するモーメントによりステージが受動的に揺動することで実行される。そして、ステージが受動的に揺動することにより、ステージの上面および倣いの基準面の傾きが一致して、ステージの上面と倣いの基準面との片当たり状態が解消されれば倣い動作は完了する。 The copying operation in the copying mechanism is executed, for example, when the stage is passively swung by a moment generated when the reference surface for copying is pressed against the upper surface of the stage in a so-called one-sided state. When the stage is passively swung so that the inclination of the upper surface of the stage and the reference surface for copying coincide with each other, and the contact state between the upper surface of the stage and the reference surface for copying is eliminated, the copying operation is completed. To do.
このとき、従来の倣い機構では、ステージの凸曲面部と基台の凹曲面部との間に空気を行渡らせるために高圧の圧縮空気を供給しなければならないが、ステージの上面に押付けられる倣いの基準面の大きさが小さければ、発生するモーメントも小さくなるため、高圧の圧縮空気がステージに作用してステージの倣い動作が適切に実行されないおそれがある。 At this time, in the conventional copying mechanism, high-pressure compressed air must be supplied in order to distribute air between the convex curved surface portion of the stage and the concave curved surface portion of the base, but it is pressed against the upper surface of the stage. If the size of the reference surface for copying is small, the moment generated is also small, so that high-pressure compressed air may act on the stage and the copying operation of the stage may not be executed properly.
また、従来の倣い機構では、ステージの傾きが倣いの基準面の傾きと同じ傾きに維持された状態でステージの上面が加圧されたときに、ステージに対する加圧力の中心が、ステージの上方からみた凸曲面部の重心からずれている場合には、ステージを揺動させるモーメントが生じてステージの傾きが変動するおそれがあるため、ステージに対する加圧力の中心を前記凸曲面部の重心と一致させる必要があり、倣い機構の使い勝手が悪く改善が求められていた。 Further, in the conventional copying mechanism, when the upper surface of the stage is pressurized while the inclination of the stage is maintained at the same inclination as that of the reference surface for copying, the center of the pressure applied to the stage starts from above the stage. When the center of gravity of the convex curved surface portion is deviated, a moment for swinging the stage is generated, and the tilt of the stage may fluctuate. It is necessary to improve the usability of the copying mechanism and there is a need for improvement.
この発明は上記した課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でステージを基台から浮上させてステージの倣い動作が確実に実行されるようにすると共に、ステージに加えることのできる加圧力の増大を図ることができる技術を提供することを第1の目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and makes it possible to reliably perform the copying operation of the stage by allowing the stage to float from the base with a simple configuration and to apply the pressure to the stage. It is a first object to provide a technique capable of increasing the number of times.
また、ステージを基台に強固に固定することで倣い機構の使い勝手の改善を図ることができる技術を提供することを第2の目的とする。 It is a second object of the present invention to provide a technique capable of improving the usability of the copying mechanism by firmly fixing the stage to the base.
上記した第1の目的を達成するために、本発明にかかる倣い機構は、下面側に第1凸曲面部を有するステージと、前記第1凸曲面部を複数箇所において摺接可能に支持する支持手段とを備え、前記ステージの上面に倣いの基準面が押付けられたときに、前記第1凸曲面部が前記支持手段に摺接しつつ前記ステージが揺動することで、前記ステージの上面および前記倣いの基準面の傾きを一致させる倣い動作が実行される倣い機構において、上面側に前記第1凸曲面部と摺接可能に設けられた第1凹曲面部と、前記第1凹曲面部に複数形成された収容穴とを有し、前記各収容穴それぞれに複数の前記支持手段が収容された前記ステージの載置用の基台と、前記各収容穴に設けられて前記各支持手段それぞれを付勢する複数の付勢手段とをさら備え、前記倣い動作は、前記各付勢手段により前記各支持手段それぞれを付勢することにより、前記第1凸曲面部と前記第1凹曲面部とが離間した状態で実行され、前記ステージの上面が前記各付勢手段の付勢力よりも大きな力で押圧されたときに、前記各付勢手段の付勢力に抗した前記第1凸曲面部の押圧により、前記各支持手段それぞれが前記各収容穴に収容されて前記第1凸曲面部が前記第1凹曲面部に当接することを特徴としている(請求項1)。 In order to achieve the first object described above, a copying mechanism according to the present invention includes a stage having a first convex curved surface portion on a lower surface side, and a support that supports the first convex curved surface portion in a slidable manner at a plurality of locations. And when the reference surface to be imprinted is pressed against the upper surface of the stage, the stage is swung while the first convex curved surface portion is in sliding contact with the support means, thereby the upper surface of the stage and the In a copying mechanism in which a copying operation for matching the inclination of the reference surface of copying is executed, a first concave curved surface portion provided on the upper surface side so as to be slidable with the first convex curved surface portion, and the first concave curved surface portion A plurality of receiving holes, a base for placing the stage in which the plurality of supporting means are accommodated in each of the accommodating holes, and each of the supporting means provided in each of the accommodating holes. Multiple biasing means for biasing The copying operation is executed in a state where the first convex curved surface portion and the first concave curved surface portion are separated from each other by urging each of the supporting means by the urging means, and the upper surface of the stage. Is pressed by a force larger than the urging force of each of the urging means, and each of the supporting means is urged by the pressing of the first convex curved surface portion against the urging force of each of the urging means. The first convex curved surface portion is received in the hole and abuts on the first concave curved surface portion (Claim 1).
また、前記各支持手段は、前記収納穴それぞれに出没自在に設けられて前記第1凸曲面部に摺接可能に当接するローラーを有し、前記第1凸曲面部および前記第1凹曲面部は、それぞれ円弧面状に形成されており、前記倣い動作は、前記各付勢手段により前記各収容穴から突出した前記各ローラーが前記第1凸曲面部に当接した状態で、前記ステージが前記円弧面の円弧方向に揺動することにより実行されるとよい(請求項2)。 Further, each of the support means includes a roller that is provided so as to be able to protrude and retract in each of the storage holes so as to be in sliding contact with the first convex curved surface portion, and the first convex curved surface portion and the first concave curved surface portion. Are formed in a circular arc shape, and the copying operation is performed in a state where the rollers projecting from the receiving holes by the biasing means are in contact with the first convex curved surface portion. It may be executed by swinging in the arc direction of the arc surface.
また、前記各付勢手段それぞれは、相反発する一対の磁石であり、前記各付勢手段それぞれの一方の磁石に前記支持手段が取付けられていてもよい(請求項3)。 Each of the urging means may be a pair of magnets that repel each other, and the support means may be attached to one magnet of each of the urging means.
また、上記した第1の目的を達成するために、本発明にかかる倣い機構は、下面側に第1凸曲面部を有するステージと、前記第1凸曲面部を複数箇所において摺接可能に支持する支持手段とを備え、前記ステージの上面に倣いの基準面が押付けられたときに、前記第1凸曲面部が前記支持手段に摺接しつつ前記ステージが揺動することで、前記ステージの上面および前記倣いの基準面の傾きを一致させる倣い動作が実行される倣い機構において、上面側に前記第1凸曲面部と摺接可能に設けられた第1凹曲面部と、前記第1凹曲面部に埋設された複数個の第1磁石とを有する前記ステージの載置用の基台と、前記各第1磁石それぞれに同一磁極が対向して複数個の磁石対をなすように第1凸曲面部に埋設された複数個の第2磁石とをさら備え、前記倣い動作は、前記各磁石対の第1、第2磁石の反発力により、前記第1凸曲面部が浮上して前記第1凹曲面部から離間した状態で実行され、
前記ステージの上面が前記各磁石対の第1、第2磁石の反発力よりも大きな力で押圧されたときに、前記各磁石対の第1、第2磁石の反発力に抗した前記第1凸曲面部の押圧により、前記第1凸曲面部が前記第1凹曲面部に当接することを特徴としている(請求項4)。
In order to achieve the first object described above, the copying mechanism according to the present invention supports a stage having a first convex curved surface portion on the lower surface side and the first convex curved surface portion so as to be slidable at a plurality of locations. And when the reference surface to be imprinted is pressed against the upper surface of the stage, the first convex curved surface portion is slidably in contact with the supporting means, so that the stage swings, whereby the upper surface of the stage And a copying mechanism in which a copying operation for matching the inclination of the reference surface for copying is executed, the first concave curved surface portion provided on the upper surface side so as to be slidable with the first convex curved surface portion, and the first concave curved surface A base for mounting the stage having a plurality of first magnets embedded in the part, and a first convex so that the same magnetic pole faces each of the first magnets to form a plurality of magnet pairs. A plurality of second magnets embedded in the curved surface portion are further provided. The copying operation is first of each magnet pair, by the repulsive force of the second magnet, said first convex surface portion is executed while emerging spaced from the first concave surface,
The first against the repulsive force of the first and second magnets of each magnet pair when the upper surface of the stage is pressed with a force greater than the repulsive force of the first and second magnets of each of the magnet pairs. The first convex curved surface portion abuts on the first concave curved surface portion by pressing the convex curved surface portion (claim 4).
また、上記した第2の目的を達成するため、本発明にかかる倣い機構は、前記基台の下面側に設けられた第2凸曲面部と、前記第1凹曲面部に形成された開口と前記第2凸曲面部に形成された開口とを連通して前記基台に形成された貫通孔と、一端が前記ステージの前記第1凸曲面部に連結され前記貫通孔に挿通されたボルト部材と、前記貫通孔を経て前記基台の下方に導出された前記ボルト部材の他端部に螺合されるナット部材と、上面側に前記第2凸曲面部と摺接可能に設けられた第2凹曲面部を有し、第2凸曲面部と前記ナット部材との間に介挿される介挿部材とを有し、前記ナット部材の締め付け時に、前記第1凸曲面部が前記第1凹曲面部に当接し前記第2凸曲面部が前記第2凹曲面部に当接することで載置状態の前記ステージを前記基台に固定する固定手段をさらに備えることを特徴としている(請求項5)。 In order to achieve the second object described above, the copying mechanism according to the present invention includes a second convex curved surface portion provided on the lower surface side of the base, and an opening formed in the first concave curved surface portion. A through hole formed in the base by communicating with an opening formed in the second convex curved surface portion, and a bolt member having one end connected to the first convex curved surface portion of the stage and inserted into the through hole A nut member screwed into the other end portion of the bolt member led out from the base through the through hole, and a second convex surface portion provided on the upper surface side so as to be slidable. A second concave curved surface portion, and an insertion member interposed between the second convex curved surface portion and the nut member, and when the nut member is tightened, the first convex curved surface portion is the first concave The stage in the mounted state is brought into contact with the curved surface portion and the second convex curved surface portion is in contact with the second concave curved surface portion. It is characterized by further comprising a fixing means for fixing the Kimoto base (claim 5).
請求項1に記載の発明によれば、基台の上面側に設けられた第1凹曲面部に複数形成された収容穴に収容された複数の支持手段それぞれを付勢手段により付勢するという簡易な構成で、下面側に設けられた第1凸曲面部が支持手段により複数箇所において摺接可能に支持されたステージを基台から浮上させることができ、ステージの上面に倣いの基準面が押付けられたときに、ステージの下面側の第1凸曲面部と基台の上面側の第1凹曲面部とが離間した状態であるため、両曲面部間に摩擦抵抗が生じるおそれがなく、下面側の第1凸曲面部が支持手段に摺接しつつステージが揺動することで、ステージの上面および倣いの基準面の傾きを一致させる倣い動作が確実に実行される。 According to the first aspect of the present invention, each of the plurality of support means accommodated in the plurality of accommodation holes formed in the first concave curved surface portion provided on the upper surface side of the base is urged by the urging means. With a simple configuration, the stage on which the first convex curved surface portion provided on the lower surface side is supported by the support means so as to be slidable at a plurality of locations can be levitated from the base, and the reference surface following the upper surface of the stage is When pressed, the first convex curved surface portion on the lower surface side of the stage and the first concave curved surface portion on the upper surface side of the base are in a separated state, so there is no risk of friction resistance between both curved surface portions, Since the stage swings while the first convex curved surface portion on the lower surface side is in sliding contact with the support means, the copying operation for matching the inclinations of the upper surface of the stage and the reference surface for copying is executed reliably.
また、ステージに高加圧力が加えられたとしても、ステージの上面が各付勢手段の付勢力よりも大きな力で押圧されたときは、各付勢手段の付勢力に抗したステージ下面側の第1凸曲面部の押圧により、各支持手段それぞれが収容穴に収容されて、第1凸曲面部が、該第1凸曲面部と摺接可能に設けられた基台上面側の第1凹曲面部に面で当接するため、基台がステージの第1凸曲面部を下方から第1凹曲面部により面で支持することで確実にステージを支持することができ、ステージに加えることのできる加圧力の増大を図ることができる。 Even if a high pressure is applied to the stage, when the upper surface of the stage is pressed with a force larger than the urging force of each urging means, the stage lower surface side that resists the urging force of each urging means is used. Each support means is accommodated in the accommodation hole by the pressing of the first convex curved surface portion, and the first convex curved surface portion is provided in the first concave on the upper side of the base provided to be slidable with the first convex curved surface portion. Since the surface comes into contact with the curved surface portion, the base can reliably support the stage by supporting the first convex curved surface portion of the stage from below with the first concave curved surface portion, and can be added to the stage. It is possible to increase the pressure.
また、ステージの倣い動作時には、ステージを支持する支持手段を付勢する付勢手段の付勢力によりステージの下面側の第1凸曲面部と基台の上面側の第1凹曲面部とが離間した状態であり、従来のように、高圧の圧縮空気などをステージの第1凸曲面部と基台の第1凹曲面部との接触面に供給する必要がないため、ステージ等を焼結金属等の特殊な材質で形成する必要がなく、さらに、ステージ等に空気供給路などの特殊な加工を施す必要もないため、倣い機構の製造コストの大幅な抑制を図ることができる。また、ステージの倣い動作時に圧縮空気を使用しないため、供給された圧縮空気がステージに作用することによる外乱が発生するおそれがなく、ステージ上面の倣い動作を高精度に実行することができる。 Further, during the copying operation of the stage, the first convex curved surface portion on the lower surface side of the stage is separated from the first concave curved surface portion on the upper surface side of the base by the urging force of the urging means for urging the supporting means for supporting the stage. Since it is not necessary to supply high-pressure compressed air or the like to the contact surface between the first convex curved surface portion of the stage and the first concave curved surface portion of the base as in the prior art, the stage or the like is made of sintered metal. The manufacturing cost of the copying mechanism can be greatly reduced because there is no need to form the stage with a special material such as an air supply path. Further, since compressed air is not used during the copying operation of the stage, there is no possibility of disturbance due to the supplied compressed air acting on the stage, and the copying operation of the upper surface of the stage can be executed with high accuracy.
請求項2の発明によれば、各支持手段が、収容穴それぞれに出没自在に設けられて第1凸曲面部に摺接可能に当接するローラーを有し、ステージ下面側の第1凸曲面部および基台上面側の第1凹曲面部が、それぞれ円弧面状に形成されることで、各付勢手段により各収容穴から突出した各ローラーが、円弧面状に形成されたステージ下面側の第1凸曲面部に当接した状態で、ステージの下面側の第1凸曲面部が各ローラーに摺接してステージが円弧面の円弧方向に揺動することによる倣い動作を実行することができる。 According to the second aspect of the present invention, each support means has a roller provided so as to be able to protrude and retract in each of the accommodation holes and slidably contacting the first convex curved surface portion, and the first convex curved surface portion on the lower surface side of the stage The first concave curved surface portion on the upper surface side of the base is formed in an arcuate surface shape, so that each roller protruding from each accommodating hole by each urging means is on the lower surface side of the stage formed in the arcuate surface shape. In a state where the first convex curved surface portion is in contact with the first convex curved surface portion, the first convex curved surface portion on the lower surface side of the stage can be slidably contacted with each roller, and the copying operation can be executed by the stage swinging in the arc direction of the arc surface. .
請求項3の発明によれば、相反発する一対の磁石により付勢手段段が形成されて、各付勢手段それぞれの一方の磁石に支持手段が取付けられることで非接触で支持手段を付勢することができる。
According to the invention of
請求項4に記載の発明によれば、ステージの下面側の第1凸曲面部および基台の上面側の第1凹曲面部それぞれに同一の磁極が対向するように第1、第2磁石を埋設して複数個の磁石対を形成するという簡易な構成で、各磁石対の第1、第2磁石の反発力によりステージを基台から浮上させることができ、ステージの上面に倣いの基準面が押付けられたときに、ステージの下面側の第1凸曲面部と基台の上面側の第1凹曲面部とが離間した状態であるため、両曲面部間に摩擦抵抗が生じるおそれがなく、ステージが揺動することで、ステージの上面および倣いの基準面の傾きを一致させる倣い動作が確実に実行される。 According to the fourth aspect of the present invention, the first and second magnets are arranged so that the same magnetic pole faces the first convex curved surface portion on the lower surface side of the stage and the first concave curved surface portion on the upper surface side of the base. The stage can be levitated from the base by the repulsive force of the first and second magnets of each magnet pair, and a reference surface that follows the upper surface of the stage. Since the first convex curved surface portion on the lower surface side of the stage and the first concave curved surface portion on the upper surface side of the base are separated from each other when the is pressed, there is no risk of frictional resistance between the two curved surface portions. By oscillating the stage, the copying operation for matching the inclinations of the upper surface of the stage and the reference surface for copying is performed reliably.
また、ステージに高加圧力が加えられたとしても、ステージの上面が各磁石対の第1、第2磁石の反発力よりも大きな力で押圧されたときは、各磁石対の第1、第2磁石の反発力に抗して第1凸曲面部が、該第1凸曲面部と摺接可能に設けられた基台上面側の第1凹曲面部に面で当接するため、基台がステージの第1凸曲面部を下方から第1凹曲面部により面で支持することで確実にステージを支持することができ、ステージに加えることのできる加圧力の増大を図ることができる。 Further, even when a high pressure is applied to the stage, when the upper surface of the stage is pressed with a force larger than the repulsive force of the first and second magnets of each magnet pair, the first and second of each magnet pair Since the first convex curved surface portion comes into contact with the first concave curved surface portion on the upper surface side of the base that is slidably contacted with the first convex curved surface portion against the repulsive force of the two magnets, By supporting the first convex curved surface portion of the stage from below with the first concave curved surface portion, the stage can be reliably supported, and the applied pressure that can be applied to the stage can be increased.
また、ステージの倣い動作時には、ステージの下面側の第1凸曲面部および基台の上面側の第1凹曲面部それぞれに埋設された各磁石対の第1、第2磁石の反発力によりステージの下面側の第1凸曲面部と基台の上面側の第1凹曲面部とが離間した状態であり、従来のように、高圧の圧縮空気などをステージの第1凸曲面部と基台の第1凹曲面部との接触面に供給する必要がないため、ステージ等を焼結金属等の特殊な材質で形成する必要がなく、さらに、ステージ等に空気供給路などの特殊な加工を施す必要もないため、倣い機構の製造コストの大幅な抑制を図ることができる。また、ステージの倣い動作時に圧縮空気を使用しないため、供給された圧縮空気がステージに作用することによる外乱が発生するおそれがなく、ステージ上面の倣い動作を高精度に実行することができる。 Further, during the copying operation of the stage, the stage is caused by the repulsive force of the first and second magnets of each magnet pair embedded in the first convex curved surface portion on the lower surface side of the stage and the first concave curved surface portion on the upper surface side of the base. The first convex curved surface portion on the lower surface side of the base plate and the first concave curved surface portion on the upper surface side of the base are separated from each other. Since there is no need to supply the contact surface with the first concave curved surface portion, it is not necessary to form the stage etc. with a special material such as sintered metal, and the stage etc. is specially processed such as an air supply path. Since it is not necessary to apply, the manufacturing cost of the copying mechanism can be greatly reduced. Further, since compressed air is not used during the copying operation of the stage, there is no possibility of disturbance due to the supplied compressed air acting on the stage, and the copying operation of the upper surface of the stage can be executed with high accuracy.
請求項5に記載の発明によれば、上面側に設けられた第1凹曲面部に形成された開口と、下面側に設けられた第2凸曲面部に形成された開口とを連通して基台に形成された貫通孔に、ステージの下面側の第1凸曲面部に一端が連結されたボルト部材が挿通され、基台の下方に導出されたボルト部材の他端部にはナット部材が螺合されて、基台の下面側の第2凸曲面部とボルト部材の他端部に螺合されたナット部材との間には、上面側に基台の第2凸曲面部と摺接可能に設けられた第2凹曲面部を有する介挿部材が介挿される。
According to the invention described in
そして、ナット部材の締め付け時に、ステージの下面側の第1凸曲面部が基台の上面側の第1凹曲面部に当接し、基台の下面側の第2凸曲面部が介挿部材の上面側の第2凹曲面部に当接することで、ステージが基台に載置された状態で固定されるため、ステージの第1凸曲面部および介挿部材の第2凹曲面部により基台が上下から強固にクランプされた状態となり、ナット部材の締め付けに伴い生じるステージ下面側の第1凸曲面部および基台上面側の第1凹曲面部間の静止摩擦力によりステージが基台に強固に固定されるので、ステージの上面が加圧されてステージを揺動させるモーメントが生じたとしても、当該モーメントの大きさが前記静止摩擦力の大きさを超えない限り、ステージの傾きが容易に変動するおそれがないため、従来のように、ステージに対する加圧力の加圧中心について考慮する必要がなく、倣い機構の使い勝手の改善を図ることができる。 When the nut member is tightened, the first convex curved surface portion on the lower surface side of the stage abuts on the first concave curved surface portion on the upper surface side of the base, and the second convex curved surface portion on the lower surface side of the base is the insertion member. Since the stage is fixed in a state of being placed on the base by contacting the second concave curved surface portion on the upper surface side, the base is formed by the first convex curved surface portion of the stage and the second concave curved surface portion of the insertion member. Is firmly clamped from above and below, and the stage is firmly fixed to the base by the static frictional force between the first convex curved surface portion on the lower surface side of the stage and the first concave curved surface portion on the upper surface side of the base that is generated when the nut member is tightened. Even if a moment that causes the stage to swing is generated by pressurizing the upper surface of the stage, the tilt of the stage is easy as long as the magnitude of the moment does not exceed the magnitude of the static friction force. Because there is no fear of fluctuation, Sea urchin, it is not necessary to consider the pressing center of pressure with respect to the stage, it is possible to improve the usability of the copying mechanism.
<第1実施形態>
この発明の第1実施形態について図1ないし図7を参照して説明する。図1は本発明の倣い機構200を備える接合装置100の第1実施形態を示す図である。図2は倣い機構200の斜視図である。図3は図2とは異なる方向から見た倣い機構200の分解斜視図である。図4〜図7は倣い機構200の一部切断正面図であって、それぞれ異なる状態を示す図である。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a joining
(接合装置の構成)
図1に示す接合装置100は、チップ23や電子部品などの対象物を、基板24やウエハなどの被実装物の所定の位置に超音波振動により接合する。すなわち、GaAsなどの半導体の接合面に金属バンプ23aを有するチップ23と、金属バンプ24aを有する基板24とが超音波振動が印加されることにより接合され、チップ23が基板24の所定の位置に接合される。なお、チップ23は後述する共振器7の保持手段40の保持面に保持され、基板24は後述するステージ210の上面に載置される。
(Configuration of joining device)
A joining
図1に示すように、接合装置100は、接合機構27と、倣い機構200とステージテーブル12とを有する実装機構28と、位置認識部29と、搬送部30と、制御装置31とを備えている。
As shown in FIG. 1, the joining
接合機構27は、上下駆動機構25とヘッド部26とを備え、上下駆動機構25は上下駆動モータ1とボルト・ナット機構2とにより、共振器支持部6を上下ガイド3でガイドしながら上下動する。そして、接合機構27はフレーム34に結合され、フレーム34はヘッド部26の加圧中心の周辺を囲むように配設された4本の支柱13により架台35と連結されている。なお、支柱13およびフレーム34の一部は図示省略されている。
The joining mechanism 27 includes a vertical drive mechanism 25 and a
共振器支持部6は、ヘッド逃がしガイド5で上下方向にガイドされ、自重をキャンセルするための自重カウンター4に牽引された状態でボルト・ナット機構2に連結されている。そして、この共振器支持部6に、共振器7を有するヘッド部26が結合されている。
The
また、共振器支持部6には圧力センサ32が設けられており、圧力センサ32は、共振器7とステージ210との間に挟持されたチップ23、基板24などの接合対象物への加圧力を検出する。そして、圧力センサ32により検出された接合対象物に対する加圧力が制御装置31にフィードバックされ、当該フィードバック値に基づいて上下駆動機構25が制御されることで、両接合対象物への加圧力が制御される。また、共振器支持部6は、リニアセンサなどにより形成される共振器部高さ検出手段36を備えており、これによりヘッド部26の高さが検出される。
The
共振器支持部6に結合されたヘッド部26は、共振器7と、振動子8と、チップ23を吸着保持する保持手段40と、基部20と第1クランプ手段21および第2クランプ手段22とを有する共振器支持手段44とを備えている。
The
共振器7は、振動子8が発生する超音波振動に共振するものであって、共振器7のほぼ中央の位置と、両端位置とが最大振幅点となるように、共振周波数の一波長の長さで形成されている。このように構成すれば、最大振幅点から1/4波長離れた位置それぞれが最小振幅点(ノーダルポイント)に相当する。また、共振器7は、断面形状が円形状である円柱状に形成されている。
The
振動子8は、共振器7の中心軸と同軸に共振器7の一端に連結されている。また、振動子8は、制御装置31により制御されて超音波振動を発生し、これにより共振器7がその中心軸の方向に振動する。
The vibrator 8 is connected to one end of the
保持手段40は、最大振幅点である共振器7のほぼ中央の位置における外周下面に、熱硬化型樹脂などの接着剤により取着されて、チップ23や電子部品などの接合対象物を保持面に保持する。また、保持手段40は、チップ23や電子部品などの接合対象物を保持面に吸着保持できるように、真空吸着機構(図示省略)を備えている。また、チップ23などの対象物を保持する構成としては真空吸着機構に限られるものではなく、静電吸着機構、機械式のチャック機構など、対象物を保持できる機構であればどのような構成であってもよい。また、接合対象物を保持手段40に直接貼付けることにより接合対象物が保持手段40に保持されるようにしてもよい。
The holding means 40 is attached to the lower surface of the outer periphery at the substantially central position of the
また、保持手段40を、超硬タングステンカーバイト、セラミック、ダイヤモンドなど、金属以外の部材により形成してもよく、このように構成した保持手段40を、エポキシ系の接着剤や、Ni、Cu、Agなどの金属ろうなどによって共振器7に接着してもよい。
Further, the holding means 40 may be formed of a member other than metal, such as cemented carbide tungsten carbide, ceramic, diamond, etc., and the holding means 40 configured in this way is composed of an epoxy adhesive, Ni, Cu, You may adhere | attach to the
また、共振器7の最小振幅点の外周には、それぞれ凹状の被支持部が形成されており、凹状に形成された被支持部がそれぞれ共振器支持手段44が有する第1クランプ手段21および第2クランプ手段にクランプされることで、共振器7が共振器支持手段44により支持される。
Further, concave supported portions are respectively formed on the outer periphery of the minimum amplitude point of the
また、共振器支持手段44の基部20は共振器支持部6に固定されており、共振器支持部6が上下駆動機構25により上下に駆動されることにより、共振器支持手段44に支持された共振器7が上下動し、チップ23および基板24などの接合対象物が加圧される。
Further, the
なお、保持手段40を、上記した材質のうち、比較的硬度の高い、ガラス、超硬タングステンカーバイト、セラミックやダイヤモンドなどで形成すれば、共振器7を音響特性の優れた材質、例えばチタン合金により形成するとよい。また、保持手段40を、硬度の高い材質で形成すれば、共振器7を安価な材質、例えばAlにより形成してもよい。
In addition, if the holding means 40 is formed of glass, super hard tungsten carbide, ceramic, diamond, or the like having a relatively high hardness among the above materials, the
実装機構28は、被実装物としての基板24が載置されるステージ210を有する倣い機構200と、倣い機構200(ステージ210)を上下方向にほぼ直交する水平面内で移動するステージテーブル12とを備えている。
The mounting mechanism 28 includes a
倣い機構200が有するステージ210は、基板24をステージ210の上面に吸着保持するため真空吸着機構(図示省略)を備えている。また、基板24やウエハなどの被実装物を保持する構成としては真空吸着機構に限られるものではなく、静電吸着機構や、機械式のチャック機構など、被実装物を保持できる機構であればどのような構成であってもよい。また、被実象物をステージ210上に載置するだけでもよい。なお、倣い機構200の構成および動作については後で詳細に説明する。
The
ステージテーブル12は、平行・回転移動自在な移動軸を備え、倣い機構200(ステージ210)をヘッド部26に対して相対的に移動することで、保持手段40に保持されたチップ23に対する基板24の相対的な位置を調整する。なお、この実施形態では、後述する上下マーク認識手段14により読取られたチップ23および基板24の金属バンプ23a,24a(アライメントマーク)の相対的な位置関係に基づいてステージテーブル12が制御装置31により制御されて、チップ23と基板24との相対的な位置調整が行われる。
The stage table 12 includes a moving shaft that can be moved in parallel and rotationally, and the
位置認識部29は、対向配置されたチップ23と基板24の間に挿入されて、チップ23および基板24にそれぞれ設けられた位置認識用のアライメントマーク(金属バンプ23a,24a)を光学的に読取る上下マーク認識手段14と、チップ23、基板24および共振器7の振幅を検出する振幅検出器33と、上下マーク認識手段認識手段14および振幅検出器33を水平面内および上下方向に移動させる認識手段移動テーブル15とを備えている。なお、上下マーク認識手段14は、ミラーやプリズムで構成される、周知の2視野光学系レンズと、2視野光学系レンズを介してその上下に隔離して配置されたチップ23および基板24を撮像するCCDカメラとを備えている(図示省略)。
The position recognition unit 29 is inserted between the
搬送部30は、チップ23を搬送するチップ供給装置16およびチップトレイ17と、基板24を搬送する基板搬送装置18および基板搬送コンベア19とを備えている。
The transport unit 30 includes a chip supply device 16 and a chip tray 17 that transport the
制御装置31は、ヘッド部26を介してチップ23および基板24に加えられる加圧力や、振動子8へ印加される電圧および電流を調整してチップ23および基板24に加えられる超音波振動エネルギーの大きさなどを制御する。また、制御装置31は、共振器部高さ検出手段36によるヘッド部26の高さ位置の検出信号に基づいて上下駆動機構25を制御し、ヘッド部26の図1中の矢印Z方向の高さを調節する。また、制御装置31は、接合装置100全体の制御を行うための操作パネル(図示省略)を備えている。
The control device 31 adjusts the pressure applied to the
(接合動作)
次に、接合装置100における、チップ23を基板24の所定の位置に超音波振動により接合する接合動作の一例について説明する。
(Joining operation)
Next, an example of a bonding operation for bonding the
まず、対象物としてのチップ23および被実装物としての基板24の供給が行われる。チップ23は、チップ供給装置16によりチップトレイ17から共振器7に取着された保持手段40に供給されて吸着保持される。また、基板24は、基板搬送装置18により基板搬送コンベア19からステージ210に供給されて吸着保持される。
First, the
次に、それぞれの接合面が対向するように保持されたチップ23と基板24との間に上下マーク認識手段14が認識手段移動テーブル15により挿入されて、対向保持されたチップ23および基板24にそれぞれ設けられたアライメントマーク(金属バンプ23a,24a)の位置が上下マーク認識手段14により検出される。そして、上下マーク認識手段14により読取られたチップ23および基板24のアライメントマークの相対的な位置関係に基づいて、チップ23の位置を基準としてステージテーブル12が平行・回転移動されて基板24の位置が調整されて、チップ23と基板24との相対的な位置調整が行われる。
Next, the upper and lower mark recognition means 14 is inserted between the
続いて、チップ23および基板24の相対的な位置が整合された状態(金属バンプ23a,24aの位置が合わされた状態)で、認識手段移動テーブル15により上下マーク認識手段14が退避されると共に、上下駆動機構25によりヘッド部26の下降が開始され、チップ23と基板24とが接近される。そして、チップ23の金属バンプ23aと基板24の金属バンプ24aとが接触することによる圧力センサ32からの検出信号に基づき、チップ23と基板24とが共振器7およびステージ210との間に挟持されたことが検出されると、所定の加圧力がチップ23および基板24に加えられると共に超音波振動が印加されて、金属バンプ23a,24aどうしが接合される。
Subsequently, the upper and lower
このとき、制御装置31により、振動子8に印加される電流値および電圧値から導出される超音波振動エネルギー、共振器7の共振振幅、チップ23および基板24に対する加圧力などの監視と制御が行われる。なお、接合処理を終了するタイミングは、目的とされる接合面積で接合されるために必要な加圧力、超音波振動エネルギーおよび接合時間を予め求めておき、予め求めたそれぞれの値に達したときに接合処理を終了すればよい。
At this time, the control device 31 monitors and controls ultrasonic vibration energy derived from the current value and voltage value applied to the vibrator 8, the resonance amplitude of the
この実施形態では、一例として、振動子8の発信周波数は40kHzに設定され、振動子8への印加電圧は0V〜10Vの範囲内に設定されている。また、この実施形態では、一例として、チップ23と基板24との間の相対振動振幅の大きさが0.1μm〜0.5μm程度の振幅となるように構成されているが、相対振動振幅の大きさは、対象物および被実装物の種類(材質、機能など)や接触面積などに応じて適宜変更すればよい。
In this embodiment, as an example, the transmission frequency of the vibrator 8 is set to 40 kHz, and the voltage applied to the vibrator 8 is set within a range of 0V to 10V. In this embodiment, as an example, the relative vibration amplitude between the
そして、チップ23および基板24の接合が終了して接合処理が完了すると共振器7によるチップ23の吸着が解除され、ヘッド部26が上方へ復帰移動される。最後に、チップ23が実装された状態で、ステージ210上に保持された基板24が基板搬送装置18により基板搬送コンベア19へ排出されて一連の接合処理が終了する。なお、基板24へ接合されるチップ23の数は1つに限られず、複数のチップ23を基板24へ連続的に接合してもよい。
When the bonding of the
(倣い機構の構成)
次に、主に図2〜図4を参照して倣い機構200の構成について説明する。図3に示すように、倣い機構200は、下面側に第1凸曲面部211を有するステージ210と、上面側に第1凸曲面部211と摺接可能に設けられた第1凹曲面部221を有するステージ210の載置用の基台220と、第1凸曲面部211に摺接可能に当接して第1凸曲面部211を複数箇所において支持するローラー230(支持手段)と、基台220が載置されてボルト241により固定される支持台240とを備え、支持台240がボルト242によりステージテーブル12に固定されることで倣い機構200はステージテーブル12に取り付けられる。
(Structure of copying mechanism)
Next, the configuration of the
図4に示すように、ステージ210の下面側の第1凸曲面部211および基台220の上面側の第1凹曲面部221は、正面視における断面形状が円弧状となるようにそれぞれ円弧面状に形成されている。また、第1凸曲面部211と第1凹曲面部221とは、円弧面の円弧方向に摺接できるように、円弧の曲率がほぼ同一に形成されている。また、ステージ210の第1凸曲面部211の所定位置にはガイド部材212が取着され、基台220の第1凹曲面部221のガイド部材212に対応する位置にはガイド孔222が形成されており、ステージ210は、ガイド部材212がガイド孔222に挿通された状態で基台220に載置される。
As shown in FIG. 4, the first convex
また、ガイド孔222は、ガイド部材212の直径とほぼ同一の幅で第1凹曲面部221の円弧方向に長軸に形成されており、ガイド部材212の円弧方向以外への移動を規制する。したがって、ガイド部材212をガイド孔222に挿通してステージ210が基台220に載置されることで、ステージ210の円弧方向にほぼ直交する方向への移動、すなわち、ステージ210の基台220からのずれ落ちが防止される。
Further, the guide hole 222 is formed in the major axis in the arc direction of the first concave
また、基台220の第1凹曲面部221には複数の収容穴223が形成されており、各収容穴223には、ローラー230と、ローラー230を収容穴223から突出する方向に付勢する例えばばねにより形成された付勢手段250とが配設される。ローラー230は、回転軸231の両端に2個のローラーが連結された状態で、ローラー230の回転方向が、第1凸曲面部211および第1凹曲面部221の摺接方向(円弧方向)と一致するように、各収容穴223それぞれに出没自在に収容される。
In addition, a plurality of receiving
なお、付勢手段250に用いるばねは、コイルばね、板ばね、その他のばねであればよく、ばね以外に弾性を有するゴム材などを付勢手段250に使用してもよい。また、エアーシリンダ、油圧シリンダ、エアー袋などを付勢手段250に使用してもよい。また、付勢手段250として、相反発するように同一磁極が対向配置された一対の磁石を使用し、磁石の反発力によりローラー230を付勢してもよい。
The spring used for the urging means 250 may be a coil spring, a leaf spring, or other springs, and an elastic rubber material or the like other than the spring may be used for the urging means 250. Further, an air cylinder, a hydraulic cylinder, an air bag, or the like may be used for the urging means 250. Further, as the biasing means 250, a pair of magnets in which the same magnetic poles are arranged so as to repel each other may be used, and the
また、付勢手段250は、ローラー230の回転軸231を上方に付勢するように、収容穴223の回転軸231の下方に配置される。なお、付勢手段250によるローラー230の収容穴223からの過剰な飛び出しを規制するために、押さえ板232が、収容穴223の所定位置に形成された凹部223aに、ローラー230の回転軸231の上方に配置されるように取り付けられている。
Further, the biasing means 250 is disposed below the rotation shaft 231 of the
また、基台220には、下面側に第2凸曲面部260が設けられ、第1凹曲面部221に形成された開口と第2凸曲面部に形成された開口とを連通する貫通孔261が形成されており、支持台240の貫通孔261に対応する位置には貫通孔241が形成されている。また、ステージ210の第1凸曲面部211のほぼ中央の位置には、ボルト部材262の一端が固定ボルト262aにより固定されており、第1凸曲面部211に連結されたボルト部材262が、基台220の貫通孔261および支持台240の貫通孔241に挿通されてステージ210が基台220に載置される。
Further, the
また、基台220の貫通孔261を経て基台220の下方に導出されたボルト部材262の他端部にはナット部材263が螺合されており、ボルト部材262の、基台220の第2凸曲面部260とナット部材263との間には介挿部材264が介挿されている。また、介挿部材264の上面側には第2凸曲面部260と摺接可能に第2凹曲面部265が設けられており、図4に示すように、基台220の下面側の第2凸曲面部260および介挿部材264の上面側の第2凹曲面部265は、正面視における断面形状が円弧状となるようにそれぞれ円弧面状に形成されている。また、第2凸曲面部260と第2凹曲面部265とは、円弧面の円弧方向に摺接できるように、円弧の曲率が、第1凸曲面部211および第1凹曲面部221の円弧の曲率とほぼ同一に形成されている。
Further, a nut member 263 is screwed to the other end portion of the bolt member 262 led out below the base 220 through the through
このように構成すると、図4に示すように、ナット部材263の締め付け時に、ステージ210の下面側の第1凸曲面部211が基台220の上面側の第1凹曲面部221に当接し、基台220の下面側の第2凸曲面部260が介挿部材264の上面側の第2凹曲面部265に当接することで、基台200に載置された状態でステージ210が基台220に固定される。以上のように、第2凸曲面部260、貫通孔261、ボルト部材262、ナット部材263、介挿部材264、第2凹曲面部265が、本発明の「固定手段」として機能している。
When configured in this manner, as shown in FIG. 4, when the nut member 263 is tightened, the first convex
一方、図5に示すように、ナット部材263が緩められると、付勢手段250により各ローラー230が各収容穴223から突出し、ローラー230が第1凸曲面部211に当接することにより支持されたステージ210が基台220から浮上して、ステージ210の下面側の第1凸曲面部211と基台220の上面側の第1凹曲面部221とが離間する。この状態で、ステージ210の上面に倣いの基準面が押付けられれば、図6に示すように、ステージ210の第1凸曲面部211がローラー230に摺接しつつステージ210が第1凸曲面部211(円弧面)の円弧方向に揺動することで、ステージ210の上面および倣いの基準面を一致させる倣い動作が実行される。
On the other hand, as shown in FIG. 5, when the nut member 263 is loosened, each
また、ステージ210の上面が各付勢手段250の付勢力よりも大きな力で押圧されたときは、各付勢手段250の付勢力に抗したステージ210の下面側の第1凸曲面部211の押圧により、各ローラー230が各収容穴223に収容されて第1凸曲面部211が基台200の上面側の第1凹曲面部221に当接する。
Further, when the upper surface of the
(倣い動作の一例)
次に、主に図4〜図7を参照して倣い機構200による倣い動作の一例について説明する。この実施形態では、接合装置100による接合動作が実行される前に、共振器7に取着された保持手段40の保持面の傾き(倣いの基準面の傾き)と、ステージ210の上面の傾きとを一致させるために倣い機構200による倣い動作が実行される。
(Example of copying operation)
Next, an example of a copying operation by the
まず、ナット部材263が緩められて、図5に示すように、付勢手段250の付勢力によりステージ210が基台220から持ち上げられてローラー230に支持された状態となる。この状態で、接合装置100のヘッド部26が下降され、保持手段40の保持面がステージ210の上面に当接すると、図6に示すように、ステージ210の下面側の第1凸曲面部211がローラー230に摺接しつつ、保持手段40の保持面の傾きとステージ210の上面の傾きとが一致するまでステージ210が揺動する。
First, the nut member 263 is loosened, and the
続いて、保持手段40の保持面の傾きとステージ210の上面の傾きとが一致した後は、付勢手段250の付勢力に抗したステージ210の下面側の第1凸曲面部211の押圧により、各ローラー230が各収容穴223に収容されて第1凸曲面部211が基台200の上面側の第1凹曲面部221に当接するまでヘッド部26を下降する。そして、ステージ210の下面側の第1凸曲面部211が基台200の上面側の第1凹曲面部221に当接すれば、ヘッド部26の下降が停止され、図7に示すように、ナット部材263が締め付けられて、ステージ210の上面の傾きが倣いの基準面の傾きに一致するように調整された状態で、ステージ210が基台220に固定される。最後に、ヘッド部26が復帰移動されて倣い動作が完了する。
Subsequently, after the inclination of the holding surface of the holding means 40 and the inclination of the upper surface of the
以上のように、この実施形態によれば、基台220の上面側に設けられた第1凹曲面部221に複数形成された収容穴223に出没自在に収容された複数のローラー230それぞれを、当該収容穴223から突出する方向に付勢する複数の付勢手段250により各収容穴223から突出させるという簡易な構成で、下面側に設けられた第1凸曲面部211がローラーにより複数箇所において摺接可能に支持されたステージ210を基台220から浮上させることができ、ステージ210の上面に倣いの基準面が押付けられたときに、ステージ210の下面側の第1凸曲面部211と基台220の上面側の第1凹曲面部221とが離間した状態であるため、両曲面部211,221間に摩擦抵抗が生じるおそれがなく、下面側の第1凸曲面部211がローラーに摺接しつつステージ210が揺動することで、ステージ210の上面および倣いの基準面の傾きを一致させる倣い動作が確実に実行される。
As described above, according to this embodiment, each of the plurality of
また、ステージ210に高加圧力が加えられたとしても、ステージ210の上面が各付勢手段250の付勢力よりも大きな力で押圧されたときは、各付勢手段250の付勢力に抗したステージ210の下面側の第1凸曲面部211の押圧により、各ローラー230それぞれが収容穴223に収容されて、第1凸曲面部211が、該第1凸曲面部211と摺接可能に設けられた基台220の上面側の第1凹曲面部221に面で当接するため、基台220がステージ210の第1凸曲面部211を下方から第1凹曲面部221により面で支持することで確実にステージ210を支持することができ、ステージ210に加えることのできる加圧力の増大を図ることができる。
Further, even when a high pressure is applied to the
また、上面側に設けられた第1凹曲面部221に形成された開口と、下面側に設けられた第2凸曲面部260に形成された開口とを連通して基台220に形成された貫通孔261に、ステージ210の下面側の第1凸曲面部211に一端が連結されたボルト部材262が挿通され、基台220の下方に導出されたボルト部材262の他端部にはナット部材263が螺合されて、基台220の下面側の第2凸曲面部260とボルト部材262の他端部に螺合されたナット部材263との間には、上面側に基台220の第2凸曲面部260と摺接可能に設けられた第2凹曲面部265を有する介挿部材264が介挿される。
Further, the
そして、ナット部材264の締め付け時に、ステージ210の下面側の第1凸曲面部211が基台220の上面側の第1凹曲面部221に当接し、基台210の下面側の第2凸曲面部260が介挿部材264の上面側の第2凹曲面部265に当接することで、ステージ210が基台220に載置された状態で固定されるため、ステージ210の第1凸曲面部211および介挿部材264の第2凹曲面部265により基台220が上下から強固にクランプされた状態となり、ナット部材263の締め付けに伴い生じるステージ210下面側の第1凸曲面部211および基台220上面側の第1凹曲面部221間の静止摩擦力によりステージ210が基台220に強固に固定されるので、ステージ210の上面が加圧されてステージ210を揺動させるモーメントが生じたとしても、当該モーメントの大きさが前記静止摩擦力の大きさを超えない限り、ステージ210の傾きが容易に変動するおそれがないため、従来のように、ステージ210に対する加圧力の加圧中心について考慮する必要がなく、倣い機構200の使い勝手の改善を図ることができる。
When the
また、ステージ210下面側の第1凸曲面部211および基台220上面側の第1凹曲面部221が、それぞれ円弧面状に形成されることで、各付勢手段250により各収容穴223から突出した各ローラー230が、円弧面状に形成されたステージ210下面側の第1凸曲面部211に摺接可能に当接した状態で、ステージ210の下面側の第1凸曲面部211が各ローラー230に摺接してステージ210が円弧面の円弧方向に揺動することによる倣い動作を容易に実行することができる。
In addition, the first convex
<第2実施形態>
この発明の第2実施形態について図8を参照して説明する。図8は本発明の倣い機構の第2実施形態を示す一部切断正面図である。この実施形態が上記した第1実施形態と異なる点は、図8に示すように、ローラー230および付勢手段250に換えて、複数の磁石対300を成すように、複数の第1磁石310が第1凹曲面部221に埋設され、各第1磁石310それぞれに同一磁極を対向させて複数の第2磁石320が第1凸曲面部211に埋設されている点である。その他の構成および動作は上記した第1実施形態と同様であるため、同一符号を付すことにより、その構成および動作の説明は省略する。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a partially cut front view showing a second embodiment of the copying mechanism of the present invention. This embodiment differs from the first embodiment described above in that, as shown in FIG. 8, a plurality of first magnets 310 are formed so as to form a plurality of magnet pairs 300 instead of the
このように構成すると、ナット部材263を緩めることで、各磁石対300の第1、第2磁石310,320の反発力により、ステージ210が基台220から浮上する。そして、第1凸曲面部211が第1凹曲面部221から離間した状態で、第1凸曲面部211が第1磁石310に擬似的に摺接しつつステージ210が揺動することで、上記した倣い動作が実行される。
If comprised in this way, the
したがって、ステージ210の下面側の第1凸曲面部211および基台220の上面側の第1凹曲面部221それぞれに同一の磁極が対向するように第1、第2磁石310,320を埋設して複数個の磁石対300を形成するという簡易な構成で、各磁石対300の第1、第2磁石310,320の反発力によりステージ210を基台から浮上させることができ、ステージ210の上面に倣いの基準面が押付けられたときに、ステージ210の下面側の第1凸曲面部211と基台220の上面側の第1凹曲面部221とが離間した状態であるため、第1凸曲面部211および第1凹曲面部221間に摩擦抵抗が生じるおそれがなく、ステージ210が揺動することで、ステージ210の上面および倣いの基準面の傾きを一致させる倣い動作が確実に実行される。
Therefore, the first and second magnets 310 and 320 are embedded so that the same magnetic pole faces the first convex
また、ステージ210の上面が各磁石対300の第1、第2磁石310,320の反発力よりも大きな力で押圧されたときは、各磁石対300の第1、第2磁石310,320の反発力に抗した第1凸曲面部211の押圧により、第1凸曲面部211が基台220の上面側の第1凹曲面部221に当接する。
Further, when the upper surface of the
したがって、ステージ210に高加圧力が加えられたとしても、ステージ210の上面が各磁石対300の第1、第2磁石310,320の反発力よりも大きな力で押圧されたときは、各磁石対300の第1、第2磁石310,320の反発力に抗して第1凸曲面部211が、該第1凸曲面部211と摺接可能に設けられた基台220上面側の第1凹曲面部221に面で当接するため、基台220がステージ210の第1凸曲面部211を下方から第1凹曲面部221により面で支持することで確実にステージ210を支持することができ、ステージ210に加えることのできる加圧力の増大を図ることができる。
Therefore, even if a high pressure is applied to the
また、ステージ210の両側にはフランジ部が形成されており、基台220の両側の上面には、一部が第1凹曲面部221の周縁部分に突出してステージ210のフランジ部の上方に配置されるように規制板400がボルトなどにより固定されて配設されている。したがって、第1凹曲面部221に突出した規制板400の一部にステージ210のフランジ部が下方から当接することにより、ステージ210の基台220からの過剰な浮き上がりが防止される。
Further, flange portions are formed on both sides of the
以上のように、この実施形態では、上記した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、磁石対300が本発明の「支持手段」として機能している。
As described above, in this embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained. The
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、第1凸曲面部211および第1凹曲面部221を曲率がほぼ同じ球面により形成し、第2凸曲面部260および第2凹曲面部265を曲率がほぼ同じ球面により形成することで、ステージ210が四方のどの方向にも揺動することができるようにしてもよい。この場合、第1凸曲面部211および第1凹曲面部221により形成される中心角と、第2凸曲面部260および第2凹曲面部265により形成される中心角とを一致させるとよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit thereof. For example, the first convex
また、支持手段は上記したローラー230に限られるものではなく、全方向に回転可能に形成されたボールベアリングなど、ステージ210の第1凸曲面部211に滑らかに摺接することができる構成であれば、どのように支持手段を構成してもよい。
Further, the support means is not limited to the
また、上記した倣い機構200を、ステージ210の揺動方向がほぼ直交するように2個組合わせて使用してもよい。また、倣い機構200の天地を入換えて使用してももちろんよい。
Further, two copying
また、上記した実施形態では、ステージ10側が水平方向の位置調整機能、ヘッド部26側が上下駆動機構を有するように構成したが、水平方向の位置調整機能、上下駆動機構はステージ10側、ヘッド部26側にどのように組み合わせてもよく、また、重複するように構成してもよい。
In the above-described embodiment, the
さらに、上記した実施形態では、ヘッド部26およびステージ10を上下方向(図1に示す矢印Z方向)に配置し、対象物であるチップ23および被実装物である基板24を上下方向で重ね合わせて接合する構成としたが、ヘッド部26およびステージ10の配置方向としてはこれに限定されず、上下方向にほぼ直交する左右方向に配置することにより、両対象物が左右方向で重ね合わされて接合される構成でもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
200…倣い機構
210…ステージ
211…第1凸曲面部
220…基台
221…第1凹曲面部
223…収容穴
230…ローラー(支持手段)
250…付勢手段
260…第2凸曲面部
261…貫通孔
262…ボルト部材
263…ナット部材
264…介挿部材
265…第2凹曲面部
300…磁石対(支持手段)
310…第1磁石
320…第2磁石
DESCRIPTION OF
250: biasing means 260: second convex curved surface portion 261: through hole 262 ... bolt member 263 ...
310 ... 1st magnet 320 ... 2nd magnet
Claims (5)
前記第1凸曲面部を複数箇所において摺接可能に支持する支持手段とを備え、
前記ステージの上面に倣いの基準面が押付けられたときに、前記第1凸曲面部が前記支持手段に摺接しつつ前記ステージが揺動することで、前記ステージの上面および前記倣いの基準面の傾きを一致させる倣い動作が実行される倣い機構において、
上面側に前記第1凸曲面部と摺接可能に設けられた第1凹曲面部と、前記第1凹曲面部に複数形成された収容穴とを有し、前記各収容穴それぞれに複数の前記支持手段が収容された前記ステージの載置用の基台と、
前記各収容穴に設けられて前記各支持手段それぞれを付勢する複数の付勢手段とをさら備え、
前記倣い動作は、前記各付勢手段により前記各支持手段それぞれを付勢することにより、前記第1凸曲面部と前記第1凹曲面部とが離間した状態で実行され、
前記ステージの上面が前記各付勢手段の付勢力よりも大きな力で押圧されたときに、前記各付勢手段の付勢力に抗した前記第1凸曲面部の押圧により、前記各支持手段それぞれが前記各収容穴に収容されて前記第1凸曲面部が前記第1凹曲面部に当接する
ことを特徴とする倣い機構。 A stage having a first convex curved surface portion on the lower surface side;
Support means for supporting the first convex curved surface portion in a slidable manner at a plurality of locations,
When the reference surface for copying is pressed against the upper surface of the stage, the stage swings while the first convex curved surface portion is in sliding contact with the support means, so that the upper surface of the stage and the reference surface of the copying are In the copying mechanism in which the copying operation for matching the inclination is executed,
A first concave curved surface portion provided on the upper surface side so as to be slidable with the first convex curved surface portion; and a plurality of accommodating holes formed in the first concave curved surface portion; A base for placing the stage in which the supporting means is accommodated;
A plurality of biasing means provided in each of the accommodation holes and biasing each of the support means;
The copying operation is executed in a state in which the first convex curved surface portion and the first concave curved surface portion are separated from each other by urging each of the supporting means by the urging means.
When the upper surface of the stage is pressed with a force larger than the urging force of each of the urging means, each of the supporting means is pressed by the pressing of the first convex curved surface portion against the urging force of each of the urging means. Is accommodated in each of the accommodation holes, and the first convex curved surface portion abuts on the first concave curved surface portion.
前記第1凸曲面部および前記第1凹曲面部は、それぞれ円弧面状に形成されており、
前記倣い動作は、前記各付勢手段により前記各収容穴から突出した前記各ローラーが前記第1凸曲面部に当接した状態で、前記ステージが前記円弧面の円弧方向に揺動することにより実行されることを特徴とする請求項1に記載の倣い機構。 Each of the support means includes a roller that is provided so as to be able to appear and retract in each of the storage holes and is slidably contacted with the first convex curved surface portion,
The first convex curved surface portion and the first concave curved surface portion are each formed in a circular arc shape,
The copying operation is performed by the stage swinging in the arc direction of the arc surface in a state where the rollers protruding from the receiving holes by the biasing means are in contact with the first convex curved surface portion. The copying mechanism according to claim 1, wherein the copying mechanism is executed.
前記第1凸曲面部を複数箇所において摺接可能に支持する支持手段とを備え、
前記ステージの上面に倣いの基準面が押付けられたときに、前記第1凸曲面部が前記支持手段に摺接しつつ前記ステージが揺動することで、前記ステージの上面および前記倣いの基準面の傾きを一致させる倣い動作が実行される倣い機構において、
上面側に前記第1凸曲面部と摺接可能に設けられた第1凹曲面部と、前記第1凹曲面部に埋設された複数個の第1磁石とを有する前記ステージの載置用の基台と、
前記各第1磁石それぞれに同一磁極が対向して複数個の磁石対をなすように第1凸曲面部に埋設された複数個の第2磁石とをさら備え、
前記倣い動作は、前記各磁石対の第1、第2磁石の反発力により、前記第1凸曲面部が浮上して前記第1凹曲面部から離間した状態で実行され、
前記ステージの上面が前記各磁石対の第1、第2磁石の反発力よりも大きな力で押圧されたときに、前記各磁石対の第1、第2磁石の反発力に抗した前記第1凸曲面部の押圧により、前記第1凸曲面部が前記第1凹曲面部に当接する
ことを特徴とする倣い機構。 A stage having a first convex curved surface portion on the lower surface side;
Support means for supporting the first convex curved surface portion in a slidable manner at a plurality of locations,
When the reference surface for copying is pressed against the upper surface of the stage, the stage swings while the first convex curved surface portion is in sliding contact with the support means, so that the upper surface of the stage and the reference surface of the copying are In the copying mechanism in which the copying operation for matching the inclination is executed,
For mounting the stage, the first concave curved surface portion slidably contacted with the first convex curved surface portion on the upper surface side, and a plurality of first magnets embedded in the first concave curved surface portion. The base,
A plurality of second magnets embedded in the first convex curved surface so as to form a plurality of magnet pairs with the same magnetic pole facing each of the first magnets;
The copying operation is performed in a state in which the first convex curved surface portion is lifted and separated from the first concave curved surface portion by the repulsive force of the first and second magnets of each magnet pair,
The first against the repulsive force of the first and second magnets of each magnet pair when the upper surface of the stage is pressed with a force greater than the repulsive force of the first and second magnets of each of the magnet pairs. A copying mechanism characterized in that the first convex curved surface portion comes into contact with the first concave curved surface portion by pressing of the convex curved surface portion.
前記第1凹曲面部に形成された開口と前記第2凸曲面部に形成された開口とを連通して前記基台に形成された貫通孔と、
一端が前記ステージの前記第1凸曲面部に連結され前記貫通孔に挿通されたボルト部材と、
前記貫通孔を経て前記基台の下方に導出された前記ボルト部材の他端部に螺合されるナット部材と、
上面側に前記第2凸曲面部と摺接可能に設けられた第2凹曲面部を有し、第2凸曲面部と前記ナット部材との間に介挿される介挿部材とを有し、
前記ナット部材の締め付け時に、前記第1凸曲面部が前記第1凹曲面部に当接し前記第2凸曲面部が前記第2凹曲面部に当接することで載置状態の前記ステージを前記基台に固定する固定手段をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の倣い機構。
A second convex curved surface portion provided on the lower surface side of the base;
A through hole formed in the base by communicating an opening formed in the first concave curved surface portion and an opening formed in the second convex curved surface portion;
A bolt member having one end connected to the first convex curved surface portion of the stage and inserted through the through hole;
A nut member screwed into the other end portion of the bolt member led out below the base through the through hole;
It has a second concave curved surface portion provided on the upper surface side so as to be slidable with the second convex curved surface portion, and has an insertion member inserted between the second convex curved surface portion and the nut member,
When the nut member is tightened, the first convex curved surface portion abuts on the first concave curved surface portion, and the second convex curved surface portion abuts on the second concave curved surface portion, thereby placing the stage in the mounted state on the base. 5. The copying mechanism according to claim 1, further comprising fixing means for fixing to the table.
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WO2018096600A1 (en) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | ヤマハ発動機株式会社 | Surface mounting apparatus and levelness adjusting method for surface mounting apparatus |
CN114063326A (en) * | 2021-09-08 | 2022-02-18 | 湖北顺通光电科技有限公司 | LCD and LCM automatic optical detection device |
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