JP3546948B2

JP3546948B2 - 電子部品搭載装置

Info

Publication number: JP3546948B2
Application number: JP2000099575A
Authority: JP
Inventors: 康弘塙; 紀行久保田; 誠一高須
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: JP2001284895A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ペレットをリードフレーム等に実装する場合に使用して好適な電子部品搭載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子回路の細密化および部品の高密度実装化に伴い、回路基板の部品搭載面上にチップ部品を半田接合する表面実装技術が発展してきている。
従来、この種の表面実装技術が用いられる電子部品搭載装置には、図６に示すようなものが採用されている。
この電子部品搭載装置につき、同図を用いて説明すると、同図において、符号６１で示す電子部品搭載装置は、ヘッドベース６２，板ばね６３，ヘッドホルダ６４およびヘッド６５を備えている。
【０００３】
ヘッドベース６２は、マウントステージＳの上方に移動自在に配設されており、全体が角形ブロックによって形成されている。
板ばね６３は、各先端部が鉛直方向に断面Ｌ字状のスペーサ６６を介して互いに対向する上下二つのヘッド荷重調整用の板ばね６３ａ，６３ｂからなり、ヘッドベース６２の上下両端面に片持ち支持されている。
【０００４】
ヘッドホルダ６４は、上下両板ばね６３ａ，６３ｂの下方に配設され、かつスペーサ６６の水平部６６ａに取り付けられている。
ヘッド６５は、マウントステージＳ上の被搭載物Ｗに対して電子部品ｗを加圧実装する吸着部６５ａを有し、ヘッドホルダ６４の先端部に着脱自在に取り付けられている。
【０００５】
なお、同図中、矢印ａ〜ｃはヘッドホルダ６４にそれぞれＸ，ＹおよびＺ方向の外力が作用した場合のホルダ移動方向を示す。また、矢印Ａ〜Ｃはヘッドホルダ６４にそれぞれθｘ，θｙおよびθｚ方向の外力が作用した場合のホルダ傾動・回転方向を示す。
【０００６】
このように構成された電子部品搭載装置において、被搭載物Ｗの部品搭載面上に電子部品ｗを接合する（ダイボンディング）には、予めマウントステージＳ上に位置決めされた被搭載基板Ｗの部品搭載面上に半田片（図示せず）および電子部品ｗを順次搭載し、次にヘッド６５によって電子部品ｗを加圧して半田片を加熱溶融することにより行われる。
【０００７】
ところで、このような電子部品搭載装置を用いると、被搭載物Ｗの部品搭載面上にサイズの異なる複数種の電子部品ｗが実装されるが、この場合に各電子部品ｗのサイズに応じてヘッド６５の交換が行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来の電子部品搭載装置においては、ヘッド６５が上下両板ばね６３ａ，６３ｂ間のスペーサ６６にヘッドホルダ６４を介して単に取り付けられているに過ぎず、このため図６に示すように直交する三軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向およびこれら三軸方向に沿う軸線回り（θｘ，θｙ，θｚ）の外力がヘッド６５の交換時にヘッドホルダ６４に作用すると、これら作用方向にヘッドホルダ６４が動作し、これら動作力がヘッドホルダ６４から下方板ばね６３ｂに、またスペーサ６６を介して上方板ばね６３ａに伝達されていた。
この結果、両板ばね６３ａ，６３ｂが過度の外力を受けることによる変形によって破損してしまうことから、ヘッド交換には細心の注意を払う必要が生じ、ヘッド交換作業を煩雑にするという問題があった。
【０００９】
なお、特開平１０−７４３２９号公報に「光ピックアップ装置」として先行技術が開示されているが、これには「上下両板ばねによって対物ホルダーを移動部材に連結する」点についての開示はあるものの、「上下両板ばねにおける変形破損の発生を防止する」という従来の問題点を解決するための手段についての開示はない。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ホルダ動作規制部材およびストッパによってヘッドホルダを移動規制することにより、ヘッド交換に細心の注意を払うことを必要とせず、もってヘッド交換作業の簡素化を図ることができる電子部品搭載装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の電子部品搭載装置は、ヘッドベースに片持ち支持され各先端部が鉛直方向にスペーサを介して互いに対向する上下二つのヘッド荷重調整用の板ばねと、これら両板ばね間のスペーサにホルダを介して着脱自在に取り付けられ電子部品を被搭載物上に実装するヘッドとを備えた電子部品搭載装置において、ホルダを昇降自在に挿通させかつ傾動・回転規制するホルダ挿通孔を有するホルダ動作規制部材をヘッドベースに設け、このホルダ動作規制部材の上下方向位置にそれぞれ位置するストッパをホルダに設けた構成としてある。
したがって、ホルダ動作規制部材およびストッパによって直交する三軸方向およびこれら三軸方向に沿う軸線回りのホルダ動作が規制される。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子部品搭載装置において、ホルダを角柱体によって形成し、この角柱体の外面に適合する嵌合面をホルダ挿通孔の内面に形成した構成としてある。
したがって、角柱体からなるホルダの外面とホルダ挿通孔の内面が嵌合すると、直交する三軸方向に沿う軸線回りおよびこれら三軸方向のうち鉛直軸方向を除く水平二軸方向のホルダ動作が規制される。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の電子部品搭載装置において、ホルダを、円柱体の外周面一部に切り欠きを設けることにより偏平面を有する柱状体によって形成し、この柱状体の偏平面および外周面に適合する嵌合面をホルダ挿通孔の内面に形成した構成としてある。
したがって、ホルダの外周面および偏平面とホルダ挿通孔の内面が嵌合すると、直交する三軸方向に沿う軸線回りおよびこれら三軸方向のうち鉛直軸方向を除く水平二軸方向のホルダ動作が規制される。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の電子部品搭載装置において、ホルダおよびホルダ挿通孔をそれぞれ円柱体と丸孔によって形成し、この丸孔の内周面と円柱体の外周面との間にそれぞれが互いに嵌合する凹凸部を設けた構成としてある。
したがって、ホルダの外周面とホルダ挿通孔の内周面間における凹部と凸部とが嵌合すると、直交する三軸方向に沿う軸線回りおよびこれら三軸方向のうち鉛直軸方向を除く水平二軸方向のホルダ動作が規制される。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の電子部品搭載装置において、ホルダ挿通孔の内周面に凹部を設け、ホルダの外周面に凸部を設けた構成としてある。
したがって、ホルダ挿通孔の凹部とホルダの凸部とが嵌合すると、直交する三軸方向に沿う軸線回りおよびこれら三軸方向のうち鉛直軸方向を除く水平二軸方向のホルダ動作が規制される。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項４記載の電子部品搭載装置において、ホルダの外周面に凹部を設け、ホルダ挿通孔の内周面に凸部を設けた構成としてある。
したがって、ホルダの凹部とホルダ挿通孔の凸部とが嵌合すると、直交する三軸方向に沿う軸線回りおよびこれら三軸方向のうち鉛直軸方向を除く水平二軸方向のホルダ動作が規制される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。
図１は本発明の第一実施形態に係る電子部品搭載装置の全体を示す斜視図、図２は同じく本発明の第一実施形態に係る電子部品搭載装置の要部を示す分解斜視図で、これら図において図６と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図１および図２において、符号１で示す電子部品搭載装置は、ヘッドベース６２，板ばね６３，ホルダ動作規制部材２，ヘッドホルダ３およびヘッド６５を備えている。
【００１８】
ホルダ動作規制部材２は、ヘッドベース６２の下方端面に取り付けられており、全体が水平部２ａおよび垂直部２ｂを有する断面ほぼＬ字状板によって形成されている。ホルダ動作規制部材２には、水平部２ａを鉛直方向（ホルダ動作規制部材２の厚さ方向）に貫通し、かつヘッドホルダ３を傾動・回転規制するホルダ挿通孔４が設けられている。ホルダ挿通孔４は、ヘッドホルダ３の外面に適合する嵌合面４ａを内面に有する四角形孔によって形成されている。
【００１９】
なお、本実施形態においては、ホルダ挿通孔４が四角形孔からなる貫通孔によって形成される場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、三角形孔を含む多角形孔からなる貫通孔としてもよく、孔内面が曲面および平面からなる貫通孔でもよい。
ここで、ホルダ挿通孔としては、本実施形態に示すように、ホルダ動作規制部材２の表裏面に開口するもの（ホルダ挿通孔４）だけに限定されず、ヘッドホルダ３がホルダ動作規制部材２を挿通して傾動・回転規制されるものであれば、ホルダ動作規制部材２の表裏面のみならず端縁に開口する切り欠きをも含むものとする。
【００２０】
ヘッドホルダ３は、従来のヘッドホルダ６４と同様にスペーサ６６の水平部６６ａに取り付けられ、かつホルダ挿通孔４に両ホルダストッパ（後述）間において昇降自在に挿通され、ホルダ全体が嵌合面４ａに僅かな間隙をもって適合する嵌合面３ａを外面に有する角柱体によって形成されている。これにより、ヘッドホルダ３の嵌合面３ａとホルダ動作規制部材２の嵌合面４とが嵌合すると、直交する三軸方向に沿う軸線回りおよびこれら三軸方向のうち鉛直軸方向を除く水平二軸方向のホルダ動作が規制される（全６自由度のうち鉛直軸方向を除く５自由度が拘束される）。すなわち、ヘッドホルダ３におけるθｘおよびθｙ方向の傾動とθｚ方向の回転（回動）が規制されるとともに、Ｘ軸およびＹ軸方向の移動が規制される。
【００２１】
ヘッドホルダ３には、ホルダ動作規制部材２の上下方向位置に位置し、鉛直方向に所定の間隔（ホルダ動作規制部材２の厚さおよび両嵌合面３ａ，４ａ間の寸法より大きく、ヘッド荷重調整範囲内の寸法）をもって並列する二つのホルダストッパ３ｂ，３ｃが一体に突設されている。これにより、水平二軸方向に直交する鉛直軸方向にホルダ動作が規制される（全６自由度のうち鉛直軸方向の１自由度が制限される）。すなわち、ヘッドホルダ３が両ストッパ３ｂ，３ｃによってＺ軸方向に移動規制される。
【００２２】
なお、ヘッドホルダ３をホルダ挿通孔４に挿通させるには、例えば次に示す二つの方法▲１▼，▲２▼によって行う。
▲１▼ 先ず、ヘッドホルダ３を鉛直面に沿ってストッパ付きのホルダエレメントとストッパ無しのホルダエレメントに分割し、次にこれら両ホルダエレメントのうちストッパ付きのホルダエレメントをホルダ動作規制部材（組立済み）２のホルダ挿通孔４内に挿通させた後、ストッパ無しのホルダエレメントをホルダ挿通孔４内に挿通させてから、両ホルダエレメント（ヘッドホルダ３）を組み立てる。
【００２３】
▲２▼ 先ず、ホルダ挿通孔４の開口面上を通る境界線を含む鉛直面に沿ってホルダ動作規制部材２を二分割し、次にこれら両分割エレメントのうち一方の分割エレメント（ホルダ動作規制部材２の一部）におけるホルダ挿通孔４の一部（切り欠き）にヘッドホルダ３（組立済み）を位置付けた後、他方の分割エレメントにおけるホルダ挿通孔４の一部（切り欠き）にヘッドホルダ３を位置付けて両分割エレメント（ホルダ動作規制部材２）を組み立てる。
【００２４】
このように構成された電子部品搭載装置においては、ホルダ動作規制部材２およびストッパ３ｂ，３ｃによって互いに直交する三軸方向およびこれら三軸方向に沿う軸線回りのホルダ動作が規制される。すなわち、ホルダ動作規制部材２におけるホルダ挿通孔４の嵌合面４ａとヘッドホルダ３の嵌合面３ａとが嵌合すると、ヘッドホルダ３の水平方向移動ストロークおよび鉛直方向移動ストロークがそれぞれ両嵌合面３ａ，４ａ間と両ストッパ３ｂ，３ｃ間の僅かな寸法範囲に設定され、Ｘ軸，Ｙ軸およびＺ軸方向のホルダ移動動作が規制されるとともに、θｘ方向およびθｙ方向のホルダ傾動動作が規制され、かつθｚ方向のホルダ回動動作が規制される。
【００２５】
したがって、本実施形態においては、互いに直交する三軸方向およびこれら三軸方向に沿う軸線回りの外力がヘッド６５の交換時にヘッドホルダ３に作用しても、これら作用力がホルダ動作規制部材２を介してヘッドブロック２に伝達され、上下両板ばね６３ａ，６３ｂには殆ど伝達されないから、上下両板ばね６３ａ，６３ｂの変形による破損発生を防止することができる。
【００２６】
なお、本実施形態においては、ホルダ動作規制部材２のホルダ挿通孔４を四角形孔によって形成し、この四角形孔の嵌合面４ａに嵌合する嵌合面３ａをヘッドホルダ３の外面に形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ホルダ動作規制部材２およびヘッドホルダ３を図３（第二実施形態），図４（第三実施形態）および図５（第四実施形態）に示すように変更しても第一実施形態と同様の効果を奏する。
【００２７】
「第二実施形態」
図３において、符号３１で示す電子部品搭載装置（一部を図示）は、ホルダ動作規制部材３２およびヘッドホルダ３３を備えている。
ホルダ動作規制部材３２は、全体が水平部３２ａおよび垂直部３２ｂを有する断面ほぼＬ字状体によって形成されている。ホルダ動作規制部材３２には、水平部３２ａを鉛直方向に貫通し、かつヘッドホルダ３３を傾動・回動規制するホルダ挿通孔３４が設けられている。ホルダ挿通孔３４は、ヘッドホルダ３２の外面に適合する嵌合面３４ａを内面に有する貫通孔によって形成されている。
【００２８】
ヘッドホルダ３３は、ホルダ挿通孔３４に後述する二つのホルダストッパ（図３において図示せず）間において昇降自在に挿通されており、全体が円柱体の外周面一部に切り欠きＴを設けることにより偏平面（切り欠き面）３３ａおよび外周面３３ｂを外面に有する柱状体よって形成されている。ヘッドホルダ３３には、ホルダ動作規制部材３２の上下方向位置に位置し、鉛直方向に所定の間隔をもって並列する二つのホルダストッパが一体に突設されている。
【００２９】
「第三実施形態」
図４において、符号４１で示す電子部品搭載装置（一部を図示）は、ホルダ動作規制部材４２およびヘッドホルダ４３を備えている。
ホルダ動作規制部材４２は、全体が水平部４２ａおよび垂直部４２ｂを有する断面ほぼＬ字状体によって形成されている。ホルダ動作規制部材４２には、水平部４２ａを鉛直方向に貫通し、かつヘッドホルダ４３を傾動・回動規制するホルダ挿通孔４４が設けられている。ホルダ挿通孔４４は、ヘッドホルダ４２の外面に適合する凹部４４ａ_１付きの嵌合面４４ａを内面に有する貫通孔によって形成されている。
【００３０】
ヘッドホルダ４３は、ホルダ挿通孔４４に後述する両ホルダストッパ（図４において図示せず）間において昇降自在に挿通され、全体が嵌合面４４ａに適合する凸部（ピン）４３ａ_１付きの外周面４３ａを有する円柱体によって形成されている。ヘッドホルダ３３には、ホルダ動作規制部材４２の上下方向位置に位置し、鉛直方向に所定の間隔をもって並列する二つのホルダストッパが一体に突設されている。
【００３１】
「第四実施形態」
図５において、符号５１で示す電子部品搭載装置（一部を図示）は、ホルダ動作規制部材５２およびヘッドホルダ５３を備えている。
ホルダ動作規制部材５２は、全体が水平部５２ａおよび垂直部５２ｂを有する断面ほぼＬ字状体によって形成されている。ホルダ動作規制部材５２には、水平部５２ａを鉛直方向に貫通し、かつヘッドホルダ４３を傾動・回動規制するホルダ挿通孔５４が設けられている。ホルダ挿通孔５４は、ヘッドホルダ５２の外面に適合する凸部５４ａ_１付きの嵌合面５４ａを内面に有する貫通孔によって形成されている。
【００３２】
ヘッドホルダ５３は、ホルダ挿通孔５４に後述する二つの両ホルダストッパ（図５において図示せず）間において昇降自在に挿通され、全体が嵌合面５４ａに適合する凹部５３ａ_１付きの外周面５３ａを有する円柱体によって形成されている。ヘッドホルダ５３には、ホルダ動作規制部材５２の上下方向位置に位置し、鉛直方向に所定の間隔をもって並列する二つのホルダストッパが一体に突設されている。
【００３３】
したがって、各実施形態（第二〜第四実施形態）においては、ホルダ動作規制部材３２，４２，５２およびストッパ（図１において３ｂ，３ｃ、図３〜図５において図示せず）によって互いに直交する三軸方向およびこれら三軸方向に沿う軸線回りのホルダ動作が規制されるから、互いに直交する三軸方向およびこれら三軸方向に沿う軸線回りの外力がヘッド６５の交換時に各ヘッドホルダ３３，４３，５３に作用しても、これら各作用力が各ホルダ動作規制部材３２，４２，５２を介してヘッドブロック（図１において６２、図３〜図５において図示せず）に伝達され、上下両板ばね（図１において６３ａ，６３ｂ）には殆ど伝達されず、第一実施形態と同様に、上下両板ばね６３ａ，６３ｂの変形による破損発生を防止することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ホルダを昇降自在に挿通させかつ傾動・回転規制するホルダ挿通孔を有するホルダ動作規制部材をヘッドベースに設け、このホルダ動作規制部材の上下方向位置にそれぞれ位置するストッパをホルダに設けたので、ホルダ動作規制部材およびストッパによって互いに直交する三軸方向およびこれら三軸方向に沿う軸線回りのホルダ動作が規制される。
【００３５】
したがって、上下両板ばねの変形による破損発生を確実に防止することができるから、従来のようにヘッド交換に細心の注意を払うことを必要とせず、ヘッド交換作業の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電子部品搭載装置の全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る電子部品搭載装置の要部を分解して示す斜視図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る電子部品搭載装置の要部を分解して示す斜視図である。
【図４】本発明の第三実施形態に係る電子部品搭載装置の要部を分解して示す斜視図である。
【図５】本発明の第四実施形態に係る電子部品搭載装置の要部を分解して示す斜視図である。
【図６】従来の電子部品搭載装置の全体を示す斜視図である。
【符号の説明】
１電子部品搭載装置
２ホルダ動作規制部材
２ａ水平部
２ｂ垂直部
３ヘッドホルダ
３ａ嵌合面
３ｂ，３ｃホルダストッパ
４ホルダ挿通孔
４ａ嵌合面
６２ヘッドベース
６３，６３ａ，６３ｂ板ばね
６５ヘッド
６５ａ吸着部
６６スペーサ
Ｓマウントステージ
Ｗ被搭載物
ｗ電子部品

Claims

ヘッドベースに片持ち支持され、各先端部が鉛直方向にスペーサを介して互いに対向する上下二つのヘッド荷重調整用の板ばねと、
これら両板ばね間のスペーサにホルダを介して着脱自在に取り付けられ、電子部品を被搭載物上に実装するヘッドと
を備えた電子部品搭載装置において、
前記ホルダを昇降自在に挿通させ、かつ傾動・回転規制するホルダ挿通孔を有するホルダ動作規制部材を前記ヘッドベースに設け、
このホルダ動作規制部材の上下方向位置にそれぞれ位置するストッパを前記ホルダに設けた
ことを特徴とする電子部品搭載装置。
前記ホルダを角柱体によって形成し、この角柱体の外面に適合する嵌合面を前記ホルダ挿通孔の内面に形成したことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
前記ホルダを、円柱体の外周面一部に切り欠きを設けることにより偏平面を有する柱状体によって形成し、この柱状体の偏平面および外周面に適合する嵌合面を前記ホルダ挿通孔の内面に形成したことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
前記ホルダおよび前記ホルダ挿通孔をそれぞれ円柱体と丸孔によって形成し、この丸孔の内周面と円柱体の外周面との間にそれぞれが互いに嵌合する凹凸部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
前記ホルダ挿通孔の内周面に凹部を設け、前記ホルダの外周面に凸部を設けたことを特徴とする請求項４記載の電子部品搭載装置。
前記ホルダの外周面に凹部を設け、前記ホルダ挿通孔の内周面に凸部を設けたことを特徴とする請求項４記載の電子部品搭載装置。