JP3068265B2 - チップマウンタのワーク吸着ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品を基板上に装
着するために用いられるチップマウンタのワーク吸着ヘ
ッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のチップマウンタにおけるワーク
吸着ヘッドには、ワークである電子部品を真空吸引など
で吸着するために、先端部にワーク吸着用のビットが設
けられる。

【０００３】この吸着ビットは一般にプランジャ形の構
造である。

【０００４】また、ワークの姿勢ないし装着方向の制御
のために回転機構を備えているものもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したプ
ランジャ形の吸着ビットでは、ワークの損傷を防止する
ために軸方向のエスケープを必要とする。

【０００６】また、前記従来構造において、軸方向の移
動を許容しながら回動も制御しようとすると、キー、ス
プラインなどの遊動を生じる可能性のある機構であるた
め回転角度の精度が悪くなるという問題がある。そし
て、前記従来構造の中で回転角度に高精度を要求される
ものは、構造上、回転機構などの可動部の質量が増大し
がちであるという問題もある。

【０００７】さらに、前記従来構造では、真空圧の有無
による押圧力の変動も原理的に不可避であったが、近年
の自動機化、特に自動機の高速化の進展に伴って、前記
した問題点が非常に重大なものとなって来た。

【０００８】本発明の１つの目的は、チップマウンタの
ワーク吸着ヘッドの質量の軽減化を実現できる技術を提
供することにある。

【０００９】本発明の他の１つの目的は、ワークへの吸
着ビットの押圧力の変動をできるだけ一定化させ、ワー
クの損傷などの不具合を防止できる技術を提供すること
にある。

【００１０】本発明のさらに他の目的は、ワーク吸着ヘ
ッドの質量の軽減化と、吸着ビットによるワーク押圧力
の一定化を通じて、高速の自動機にも有利に適応できる
技術を提供することにある。

【００１１】本発明のさらに他の目的は、軸方向の運動
を許容しながら、回動方向には全く遊動のない動作伝達
の可能な技術を提供することにある。

【００１２】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１４】すなわち、本発明のチップマウンタのワー
ク吸着ヘッドにおいては、吸着ビットを保持する保持機
構は、真空吸引路を構成する気密性の薄膜と、吸着ビッ
トを軸方向にのみ可動に保持するダイヤフラムとにより
構成するものである。

【００１５】

【作用】前記した本発明のチップマウンタのワーク吸着
ヘッドによれば、保持機構は非常に軽量となり、しかも
吸着ビットによるワークへの押圧力はダイヤフラムによ
って一定に保たれ、自動機の高速化にも容易に適応する
ことが可能である。

【００１６】

【実施例】図１は本発明によるチップマウンタのワーク
吸着ヘッドの一実施例を示す拡大断面図、図２(a) 〜
(f) は図１のワーク吸着ヘッドを構成する気密性の薄膜
およびダイヤフラム等の各構成部品を示す略底面図、図
３(a) 〜(f) も同じく図１のワーク吸着ヘッドを構成す
る気密性の薄膜およびダイヤフラム等の各構成部品を示
す略底面図である。

【００１７】本実施例においては、チップマウンタ１の
ワーク吸着ヘッド２は、チップマウンタ１のワーク吸着
部分として、全体がチップマウンタ１の一部と一緒に回
動可能に構成されている。

【００１８】すなわち、チップマウンタ１の回動可能な
スピンドル３に対してアダプタ４が本実施例ではねじ止
め構造により連結されている。アダプタ４には、真空吸
引路４ａ，４ｂ，４ｃが形成されている。

【００１９】前記アダプタ４の下側には、ワーク吸着ヘ
ッド２のハウジング本体５が着脱自在に取り付けられて
いる。この着脱自在な取付方式として、本実施例では、
ハウジング本体５の軸部に係止溝６を周設する一方、ア
ダプタ４の側面の孔７の中に収容した球体８をばね９で
付勢して前記係止溝６の中に押し込んで係止する構造と
なっている。ばね９はスリーブ状のホルダ１０で保持さ
れている。

【００２０】なお、前記アダプタ４およびハウジング本
体５はそれぞれ図２(a) および(b)に略示される底面構
造を有している。

【００２１】ハウジング本体５も外周近くに複数個の真
空吸引孔１１を有し、この真空吸引孔１１は前記アダプ
タ４の真空吸引路４ａ，４ｂ，４ｃと連通している。

【００２２】ハウジンク本体５の下側には、ワークたと
えば電子部品を吸着するための吸着ビット１２が保持機
構１３により軸方向（上下方向）にのみ可動に保持され
ている。

【００２３】すなわち、保持機構１３は、図２(c) およ
び図３(d) に示す如く、可撓性材料で円板状に形成され
た２枚のダイヤフラム１４，１５を有している。

【００２４】これらのダイヤフラム１４，１５は中心部
に吸着ビット１２を挿通して保持するための孔を有する
他、その周囲には円弧状かつ食い違い状に配置された切
込み１６を有している。これにより、ダイヤフラム１
４，１５は吸着ビット１２を側方すなわち水平方向には
動作させることなく、軸方向すなわち上下方向にのみ動
作可能とされている。

【００２５】また、これらのダイヤフラムのうち、上側
のダイヤフラム１４には、真空吸引孔１７が開設されて
いる。

【００２６】前記２枚のダイヤフラム１４と１５との間
には、たとえばゴムで円板状に作られた気密性の薄膜１
８（図２(e) 参照）および１９（図３(b) 参照）が該ダ
イヤフラム１４および１５との間ならびに該薄膜１８，
１９どうしの間にそれぞれゴム製のパッキン２０（図２
(d) 参照），２１（図３(a) 参照），２２（図３(c)参
照）を介して多層状に配設されている。

【００２７】上側の薄膜１８、パッキン２０および２１
には、それぞれ真空吸引孔２３，２４，２５が形成され
ている。

【００２８】これらの真空吸引孔２３，２４，２５は前
記真空吸引孔１１および１７と上下方向に一直線状に整
合され、互いに連通されている。そして、これらの真空
吸引孔１１，１７，２３，２４，２５は前記真空吸引路
４ａ，４ｂ，４ｃと連通する真空吸引路２６を形成して
いる。

【００２９】前記２枚の気密性の薄膜１８，１９の両者
間には、真空吸引路２７が形成され、この真空吸引路２
７は前記真空吸引路２６と互いに連通している。

【００３０】前記真空吸引路２７には、図２(f) に示す
ようなドーナツ状のフィルタ２８が設けられている。

【００３１】また、前記真空吸引路２７は、前記吸着ビ
ット１２の真空吸引路２９と連通している。

【００３２】すなわち、真空吸引路２９は、図１に破線
で示す如く、吸着ビット１２の先端（下端）から軸方向
の途中まで軸中心に沿って形成され、その途中位置のビ
ット拡大部において側方に直角に曲げられ、水平方向に
延びて、前記真空吸引路２７に開通している。

【００３３】したがって、吸着ビット１２の先端（下
端）から真空吸引路２９，２７，２６，４ａ，４ｂ，４
ｃの順で一連の真空吸引系が形成され、吸着ビット１２
でワークＷを真空吸着できるよう構成されていることに
なる。

【００３４】また、前記ダイヤフラム１５の下側には、
カバー３０が設けられ、このカバー３０に設けた６個の
ねじ孔３１にねじ（図示せず）を螺入することにより、
前記ハウジング本体５、ダイヤフラム１４，１５、薄膜
１８，１９、パッキン２０，２１，２２を互いに組み付
けて一体化している。

【００３５】そのため、ハウジング本体５、ダイヤフラ
ム１４，１５、薄膜１８，１９、パッキン２０，２１，
２２の各々には、カバー３０のねじ孔３１と整合する各
６個のねじ孔３２，３３，３４，３５，３６，３７，３
８，３９が形成されている。

【００３６】その場合、ねじ山は少なくともハウジング
本体５のねじ孔３２だけに形成すればよい。

【００３７】さらに、前記カバー３０の下面側には、表
面カバー４０が貼着、接着などで固着されている。

【００３８】なお、前記吸着ビット１２および保持機構
１３を下方に軸方向のみに押圧ないし付勢するため、ハ
ウジング本体５の穴部４１と上側のダイヤフラム１４の
上面との間には、ばね４２が介設されている。

【００３９】さらに、本実施例においては、ハウジング
本体５とダイヤフラム１４との間の背圧空気を大気に逃
がして吸着ビット１２および保持機構１３の動作を円滑
にするため、パッキン２０，薄膜１８，パッキン２１，
薄膜１９，パッキン２２の各々には空気逃し孔４３，４
４，４５，４６，４７が上下方向に整合して連通状態で
形成されている。

【００４０】そして、これらの空気逃し孔４３，４４，
４５，４６，４７は空気逃し路４８を構成している。

【００４１】次に、本実施例の作用について説明する。

【００４２】吸着ビット１２でワークＷを真空吸着する
場合、チップマウンタ１のスピンドル３を下降させて吸
着ビット１２の下端面（先端面）をワークＷの上面（被
吸着面）に接近させる。

【００４３】そして、図示しない真空源から真空吸引路
４ｃ，４ｂ，４ａ，２６，２７，２９を経て真空吸引力
を印加することにより、ワークＷを吸着ビット１２で真
空吸着する。

【００４４】その時、吸着ビット１２がワークＷに当接
した場合、保持機構１３のダイヤフラム１４，１５、薄
膜１８，１９、パッキン２０，２１，２２はばね４２の
付勢力に抗して図１の実線位置から二点鎖線位置に軸方
向に変位（上昇）する。

【００４５】それにより、ワークＷに対する吸着ビット
１２の押圧力は一定のままで吸収され、ワークＷを吸着
ビット１２で損傷することを防止することができる。

【００４６】その場合、本実施例の保持機構１３は回動
に対して全く遊動する要素がないので、軸方向への運動
は許容しながら回動方向には全く遊動がなく、吸着ビッ
ト１２の回転角の高精度制御が可能である。

【００４７】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４８】たとえば、ダイヤフラム、気密性の薄膜な
どの構造や材料などは前記実施例以外のものとすること
ができる。

【００４９】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその利用分野である半導体装置の如き電
子部品の真空吸着に適用した場合について説明したが、
これに限定されるものではなく、たとえば他の形態の電
子部品の吸着などにも適用できる。

【００５０】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００５１】(1).吸着ビットをハウジング本体に保持す
る保持機構が、真空吸引路を形成する気密性の薄膜と、
吸着ビットを軸方向にのみ可動に保持するダイヤフラム
とからなることにより、ワーク吸着ヘッドの質量の軽減
化を実現することができる。

【００５２】(2).前記(1) により、ワークに対する吸着
ビットの押圧力の変動を一定化させ、ワークの損傷など
の不具合を防止することができる。

【００５３】(3).前記(1) により、回動に対して遊動す
る要素が全くないので、回動角を高精度で制御すること
が容易であり、しかもそのためのヘッド重量の増加など
を生じないという利点が得られる。

【００５４】(4).前記(2) および(3) により、ワーク吸
着ヘッドの質量の軽減化と、吸着ビットによるワーク押
圧力の一定化が可能となるので、自動機の高速化に容易
に適応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるチップマウンタのワーク吸着ヘッ
ドの一実施例を示す拡大断面図である。

【図２】(a) 〜(f) は図１のワーク吸着ヘッドを構成す
る気密性の薄膜およびダイヤフラム等の各構成部品を示
す略底面図である。

【図３】(a) 〜(f) は同じく図１のワーク吸着ヘッドを
構成する気密性の薄膜およびダイヤフラム等の各構成部
品を示す略底面図である。

【符号の説明】

１ チップマウンタ ２ ワーク吸着ヘッド ３ スピンドル ４ アダプタ ４ａ，４ｂ，４ｃ 真空吸引路 ５ ハウジング本体 ６ 係止溝 ７ 孔 ８ 球体 ９ ばね １０ ホルダ １１ 真空吸引孔 １２ 吸着ビット １３ 保持機構 １４，１５ ダイヤフラム １６ 切込み １７ 真空吸引孔 １８，１９ 気密性の薄膜 ２０，２１，２２ パッキン ２３，２４，２５ 真空吸引孔 ２６，２７ 真空吸引路 ２８ フィルタ ２９ 真空吸引路 ３０ カバー ３１ ねじ孔 ３２〜３９ ねじ孔 ４０ 表面カバー ４１ 穴部 ４２ ばね ４３〜４７ 空気逃し孔 ４８ 空気逃し路 Ｗ ワーク

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チップマウンタに取り付けられるハウジ
   ング本体と、ワークを吸着する吸着ビットと、前記吸着
   ビットを前記ハウジング本体に保持する保持機構とを備
   え、前記保持機構は、真空吸引路を形成する気密性の薄
   膜と、前記吸着ビットを軸方向にのみ可動に保持するダ
   イヤフラムとからなることを特徴とするチップマウンタ
   のワーク吸着ヘッド。
2. 【請求項２】 前記吸着ビットは、その先端の開口端か
   ら軸方向に延びかつその途中で側面方向に開口した真空
   吸着孔を有し、前記保持機構は、前記真空吸着孔の側面
   開口端に連通する真空吸引路を形成するよう協働する２
   枚の気密性の薄膜と、前記吸着ビットを軸方向にのみ可
   動に保持するよう前記２枚の気密性の薄膜の外側に配置
   された２枚のダイヤフラムとからなることを特徴とする
   請求項１記載のチップマウンタのワーク吸着ヘッド。
3. 【請求項３】 前記ダイヤフラムは、円弧状かつ食い違
   い状に設けられた切込みを有することを特徴とする請求
   項２記載のチップマウンタのワーク吸着ヘッド。
4. 【請求項４】 前記気密性の薄膜および前記ダイヤフラ
   ムは、前記吸着ビットの先端側に位置する１枚のダイヤ
   フラムを除いて、前記吸着ビットからチップマウンタに
   至る真空吸引路を形成するよう互いに連通する孔を有し
   ていることを特徴とする請求項２記載のチップマウンタ
   のワーク吸着ヘッド。
5. 【請求項５】 前記気密性の薄膜および前記ダイヤフラ
   ムには、前記ハウジング本体内の背圧を大気に連通させ
   るよう互いに連通する気体逃し孔が設けられていること
   を特徴とする請求項１記載のチップマウンタのワーク吸
   着ヘッド。
6. 【請求項６】 前記気密性の薄膜および前記ダイヤフラ
   ムならびに前記吸着ビットは前記ハウジング本体との間
   に介設されたばねにより、前記吸着ビットの軸方向先端
   側に向けて付勢されていることを特徴とする請求項１記
   載のチップマウンタのワーク吸着ヘッド。
7. 【請求項７】 前記ハウジング本体は、チップマウンタ
   のスピンドル部分に着脱自在に取り付けられることを特
   徴とする請求項１記載のチップマウンタのワーク吸着ヘ
   ッド。