JP3705932B2 - シーム接合装置及び被接合物の位置合わせ方法 - Google Patents
シーム接合装置及び被接合物の位置合わせ方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子部品の各種素子を搭載してなるパッケージとリッドとを接合するのに適したパラレルシーム接合装置及びパッケージとリッドとの位置合わせ方法に関する。
【０００２】
従来のこの種のパラレルシーム接合装置においては、図５に示すように水晶発振器や半導体素子などの回路素子を収納してなる角形のパッケージＰ（図示せず）を複数搭載したキャリアボード４を順次搬送手段（図示せず）で搬送する。そして、そのパッケージの上に蓋となるリッドＬが供給された後、パッケージＰとリッドＬとが仮付け機構部１０により仮付けされる。
【０００３】
仮付け機構部１０が動作を開始すると、仮付け用電極１０Ａ，１０Ｂが間隔を狭くする方向に前進すると共に，リッドＬの短辺に所定の加圧を与えるまで降下し，しかる後、仮付け用電極１０Ａと１０Ｂ間に電圧を印加して電流を流すことにより、パッケージとリッドＬとを仮付けする。そして、そのパッケージとリッドＬの仮付けが完了すると，仮付け用電極１０Ａ，１０Ｂは上昇する。
【０００４】
次に、キャリアボード４上のパッケージＰとリッドＬは搬送手段によりＹ方向接合機構部１１へ送られ，その所定位置で停止する。パッケージＰとリッドＬがＹ方向接合機構部１１の所定位置で停止すると，Ｙ方向接合機構部１１が動作を開始し，その断面台形のロール状電極１１Ａ，１１Ｂが降下してリッドＬに所定の加圧を与え，キャリアボード４の長手方向に回動する。この際，ロール状電極１１Ａと１１Ｂとの間には所定の電圧が印加されているので，ロール状電極１１Ａ，１１Ｂが回動するのに伴い、パッケージＰとリッドＬの対向する一対の辺がシーム接合される。
【０００５】
そして、Ｙ方向の一対の辺のシーム接合が完了すると，ロール状電極１１Ａ，１１ＢがリッドＬから離れ，パッケージＰとリッドＬは再び搬送手段によりキャリアボード４上をＸ方向接合機構部１２へ運ばれる。そしてＹ方向接合機構部１２と同様に，ロール状電極１２Ａ，１２Ｂが動作してパッケジＰとリッドＬの対向する他方の一対の辺をシーム接合する。このようにしてパッケージＰとリッドＬとのシーム接合が行われ、ハーメチックシールされた電子部品が得られる。
【０００６】
パッケージＰとリッドＬとの接合動作については以上述べた通りであるが、仮付け接合を行うに当たってはパッケージＰとリッドＬとの位置合わせを正確に行い、その位置合わせを行った状態を保持しながら仮付け接合を行わなければならない。
【０００７】
現在、広く行われている方法として、画像処理装置を用いた方法がある。この方法は、図示していないがリッドの目標とする中心点に対してパッケージがどの程度Ｘ方向、Ｙ方向，角度θ方向にずれているかを正確に検出し、そのずれた分だけキャリアボードをＸ方向、Ｙ方向，角度θ方向に正確に動かして補正することが行われている。この画像処理による方法はプリント基板に電子部品を搭載しハンダ付けする場合にも、プリント基板に対して電子部品を自動的に正確に位置決めするのに用いられるケースが多い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，従来の画像処理装置を用いてパッケージとリッドとの位置決めを行う方法は、自動的に高精度でパッケージとリッドとの位置合わせをできるという大きなメリットがあるものの、位置のずれた分だけ駆動装置（図示せず）によりキャリアボードをＸ方向、Ｙ方向，角度θ方向に順次機械的に動かして補正する必要があるため、その位置決めに要する時間が長くなると同時に、またコストが大幅に高くなるという大きな欠点がある。
【０００９】
本発明はこのような従来の欠点を除去するため、単純で安価な機械的構造により種々の寸法のパッケージとリッドとの位置合わせを極く簡単に手動で一旦行うことにより、その後は自動的に正確かつ迅速に位置合わせ行いながらシーム接合できることを目的としている。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】
第１の発明は，前述のような欠点を除去することを目的として、電子部品素子の収納されたパッケージとリッドとの位置合わせを行う位置合わせ機構と、位置合わせされた前記パッケージとリッドとをシーム接合するシーム接合機構とを備えて、電子部品の気密封止を行うシーム接合装置において、前記位置合わせ機構は、水平方向に拡縮径動作を行い得る爪チャック部材と、その爪チャック部材に固定されていてスライド溝を有する複数のアダプタ部材と、そのアダプタ部材の前記スライド溝をスライドして前進又は後退することができ、パッケージとリッドのエッジに当接して位置合わせを行う複数の矯正爪部材と、位置合わせを行った状態で前記複数の矯正爪部材を前記複数のアダプタ部材それぞれに固定する部材とからなることを特徴とするシーム接合装置を提供するものである。
【００１１】
第２の発明は，前述のような欠点を除去することを目的として、電子部品素子の収納されたパッケージとリッドとをシーム接合して電子部品の気密封止を行うシーム接合装置における前記パッケージとリッドとの位置合せ方法において、シーム接合されるパッケージとリッド又はそれら組み合わせ形状と同一の基準ブロックを予めシーム接合位置に載置し、これらパッケージとリッド又は基準ブロックにテーパー面が当接するように矯正爪部材の位置を調整して前記矯正爪部材をアダプタ部材に固定し、前記矯正爪部材の位置を位置合せ機構の基準位置とし、前記矯正爪部材を前記アダプタ部材に前記固定した状態で前記パッケージとリッド又は基準ブロックと同一種類の被接合物の接合する時は、拡径状態にある前記矯正爪部材を前記当接が可能な高さにし、前記矯正爪部材を縮径させてそれぞれのテーパー面を前記パッケージ及びリッドに当接させて位置合せすることを特徴とする被接合物の位置合せ方法を提供するものである。
【００１２】
第３の発明は，前述のような欠点を除去することを目的として、電子部品素子の収納されたパッケージとリッドとをシーム接合して電子部品の気密封止を行うシーム接合装置における前記パッケージとリッドとの位置合せ方法において、シーム接合されるパッケージとリッド又はそれら組み合わせ形状と同一の基準ブロックを予めシーム接合位置に載置し、これらパッケージとリッド又は基準ブロックにテーパー面が当接するように矯正爪部材の位置を調整して前記矯正爪部材をアダプタ部材に固定し、前記矯正爪部材の位置を位置合せ機構の基準位置とし、前記矯正爪部材を前記アダプタ部材に前記固定した状態で前記パッケージとリッド又は基準ブロックと同一種類の被接合物の接合する時は、前記矯正爪部材を上下動させてそれぞれのテーパー面を前記パッケージ及びリッドに当接させて位置合せすることを特徴とする被接合物の位置合せ方法を提供するものである。
【００１３】
【実施例】
以下図面により本発明の一実施例について説明する。図１において，モータ及びその制御装置とからなる駆動装置（図示せず）により間欠的に回転するターンテーブル１上の外周部には、時計の各時刻を示す位置に位置ずれ防止板２が備えられている。このほぼ一定間隔で備えられる位置ずれ防止板２は、図２に示すようにターンテーブル１に植設された２本のピン１Ａと透孔２Ａにより着脱自在に取り付けられるようになっており、その中央にはパッケージＰを入れるための収納開口２Ｂを備えている。
【００１４】
位置ずれ防止板２は、その収納開口２ＢにパッケージＰを納めたとき、パッケージＰの上側が位置ずれ防止板２の上面よりも突出するような厚みである。この位置ずれ防止板２の主な作用は後述するが、接合の際にローラ状電極を回動させるこよによりその方向に仮付けされたパッケージＰとリッドＬとがずれるのを防ぐことにあるので、必ずしもこのような構造の位置ずれ防止板である必要はない。
【００１５】
位置ずれ防止板２の収納開口２Ｂには、図１に示すようにターンテーブル１の時計の６時に相当する位置ａで、通常のキャリアボード４に搭載されて送られてくるパッケージＰ（図示せず）が１個づつパッケージ移載ロボットのようなパッケージ供給装置５により供給される。キャリアボード４はコンベア又はロボットのような搬送手段６により矢印方向に搬送され、搬送手段６が停止するとき、パッケージ供給装置５がキャリアボード４からパッケージＰを真空吸引又は把持爪などの方法によって１個ピックアップして、位置ずれ防止板２の収納開口２Ｂに移載する。
【００１６】
次に、ターンテーブル１が時計方向と反対方向（矢印方向）に回転し、位置ｃで下記のような理由によりパッケージＰの位置補正が行われる。実際の製造ラインでは、種々の大きさのパッケージＰを取り扱うことが多く、この場合、各パッケージＰの大きさに適合するキャリアボード４を用意すれば良いのであるが、コストなどの面から大きなパッケージ用のキャリアボードに小さなパッケージを搭載して搬送することがしばしば行われる。この場合には、パッケージ供給装置５がパッケージＰを位置ずれ防止板２の収納開口２Ｂに移載せずに、その近傍の位置ずれ防止板２上に載置してしまう場合がある。このような可能性のあるキャリアボード４とパッケージＰの組み合わせの場合には、パッケージ位置補正手段７が必要である。このパッケージ位置補正手段７は、例えば前進と後退が可能なブロックが４方から位置ずれ防止板２の収納開口２Ａに前進してパッケージＰを押してその収納開口２Ａ内に入れた後、後退するような構造のものである。
【００１７】
ターンテーブル１がさらに１ステップ回転した位置ｄで、リッドＬがパッケージＰ上に供給される。リッドＬの供給は通常のリッド供給装置８により行われる。リッド供給装置８は、リッドが多数収納されたリッドマガジン８Ｃからリッドマガジンロボット８Ａにより供給されるリッドを整列させるアライメント部８Ｂ及びそのリッドを１個づつ位置ｄにおける位置ずれ防止板２の収納開口２Ａ内に移載するリッド供給ロボット部などからなる。
【００１８】
次にターンテーブル１がさらに１ステップ回転した位置ｅで、位置合わせ機構９によって本発明のリッドＬとパッケージＰとの位置合わせが行われる。前のステップでパッケージＰ上に供給されたリッドＬは、パッケージＰから大きくずれることはないが、従来の画像処理による位置合わせの説明箇所でも述べたとおり、リッドＬとパッケージＰはＸ方向、Ｙ方向、角度θ方向のいずれか又は複数にずれが生じている。したがって、リッドＬとパッケージＰとの位置合わせを正確に行わなければならないのは勿論のこと、高速でかつ経済性に優れた簡便な構造で行わなければならない。
【００１９】
図３に示す位置合わせ機構９は、角形のパッケージとリッドとを位置合わせする実施例であり、テーパー面をもって上下動する駆動機構により拡縮動作を行い得る４個のブロックをもつ市販の４爪チャック部材９Ａ（例えば、ＳＭＣ（株）製）を備える。４爪チャック部材９Ａの各ブロックの下面には４爪チャック部材９Ａの中心を通る中心軸線９ａを対称に、ほぼ同一構造の４個のアダプタ部材９Ｂが直接又は別の部材を介してそれぞれのネジ９Ｃにより取り付けられている。
【００２０】
ほぼ同一構造の４個のアダプタ部材９Ｂは、それぞれの矯正爪部材９Ｄが４爪チャック部材９Ａの中心軸線９ａに手動でスライドできるように支承する構造となっている。各アダプタ部材９Ｂはほぼ中央にスライド用溝９ｂを備える。
【００２１】
４個のほぼ同一構造の矯正爪部材９Ｄは、外力によって対応する各アダプタ部材９Ｂのスライド用溝内を滑る頭部９Ｄａとそれから延びる厚板状部９Ｄｂとからなり、これら厚板状部における中心軸線９ａ側の下部にはそれぞれ同一傾斜のテーパー面９Ｄｃが設けられている。
【００２２】
これらテーパー面９ＤｃはリッドＬとパッケージＰのそれぞれのエッジに当接する傾斜をもち、これらテーパー面の水平面に対する角度は６０度以下、好ましくは４５度程度の滑らかな面が好ましいが、この角度はリッドＬのエッジとパッケージＰのエッジとを結んだ直線の角度によって決定される。実際のパッケージにはその上部縁に沿って金属からなるフレーム（図示せず。フレームも含めてパッケージという。）が形成されているので、リッドＬのエッジとフレームのエッジとを結んだ直線の角度によって決定されるとも言える。
【００２３】
さらに、この位置合わせ機構９は各アダプタ部材９Ｂに各矯正爪部材９Ｄの位置固定用のネジ部材９Ｅをそれぞれ有する。各ネジ部材９Ｅはアダプタ部材９Ｂの上面からねじ込まれており、端部は各アダプタ部材９Ｂのスライド用溝９ｂまで貫通するようになっており、各矯正爪部材９Ｄの頭部９Ｄａに加圧力を加えてその位置に固定する働きを行う。
【００２４】
次に、位置合わせ機構９の位置合わせ、及びシーム溶接の実施例について図面により説明する。ターンテーブル１上に載置されたパッケージＰとこの上に載せられたリッドＬ又はこれと同一構造の基準ブロック（図示せず）を所定位置（例えば、位置ｅ）で停止させる。次に、図示されていない４爪チャック部材９Ａを支承する装置（図示せず）を動作させ、４爪チャック部材９Ａをターンテーブル１の上方の設定レベルまで降下させる。そして、４爪チャック部材９Ａの中心軸線２ａがほぼ所定位置にあるように、大雑把に調整して、その位置に４爪チャック部材９Ａを設定する。このとき４個の矯正爪部材９Ｄは後退（拡径）した位置にある。
【００２５】
しかる後、全てのネジ部材９Ｅを緩めた状態でそれぞれの矯正爪部材９Ｄをスライド用溝９ｂに沿って中心軸線９ａ方向に前進させ、それぞれの矯正爪部材９Ｄが停止した位置でネジ部材９Ｅを締めて矯正爪部材９Ｄをその位置に固定する。この状態では４個の矯正爪部材９Ｄのテーパー面９Ｄｃのテーパー面は、図４に示すようにターンテーブル１上に載置されたパッケージＰとこの上に載せられたリッドＬ又はこれと同一構造の基準ブロックそれぞれのエッジｐ，ｌに当接している。このようにして４個の矯正爪部材９Ｄの位置合わせが予め行われる。
【００２６】
次に、このようにして位置合わせされた状態において、ターンテーブル１上に載置されたパッケージＰとこの上に載せられたリッドＬが位置ｅに来て停止すると、４爪チャック部材９Ａの拡径した状態で停止している４個のブロックは、図示されていない４爪チャック部材９Ａを支承する装置（図示せず）により設定位置まで降下し、図示されていない駆動機構が動作を開始することにより、中心軸線９ａ方向に移動、つまり縮径動作を行う。
【００２７】
これに伴い、４個の矯正爪部材９Ｄも中心軸線９ａ方向に前進することにより、パッケージＰとこの上に載せられたリッドＬとがずれていても、先ず４個の矯正爪部材９Ｄのテーパー面９Ｄｃがずれて突出しているパッケージＰのエッジｐとリッドＬのエッジｌに当接して動かし、さらに前進して４個の矯正爪部材９Ｄのテーパー面９Ｄｃが対応するパッケージＰのエッジｐとリッドＬのエッジｌに当接した段階で、パッケージＰとこの上に載せられたリッドＬとの位置合わせは完了する。以後、このような簡単な機構でもってパッケージＰとリッドＬとの位置合わせを高精度で行う。
【００２８】
なお、パッケージＰとこの上に載せられたリッドＬとのずれが小さな範囲内に入っている場合には、４爪チャック部材９Ａは拡縮動作を行わずに、前述のように４個の矯正爪部材９Ｄの位置合わせをした位置において上下運動だけを行うことにより、４個の矯正爪部材９Ｄテーパー面９Ｄｃの作用でパッケージＰとリッドＬとの位置合わせを高精度で行う。
【００２９】
このようにパッケージＰとリッドＬとの位置合わせを完了した後、図示しないがその位置又は次の位置でそれらの仮付けが行われ、仮付けが終了すると、再びターンテーブル１は反時計方向に回転し、時計の１２時に相当する位置ｇでパッケージＰとリッドＬの対向する一対の辺のシーム接合が行われる。この接合方向行う接合機構が第１のシーム接合機構１１である。第１のシーム接合機構１１は従来と同様な機構であり、一対のロール状電極１１Ａが矢印方向にリッドＬの対向する一対の辺を回動し、一対のロール状電極をリッドＬを通して電流を流すことによりシーム接合が行われる。
【００３０】
第１の一対の辺のシーム溶接が完了すると、再びターンテーブル１は反時計方向に回転し、時計の９時に相当する位置ｊでパッケージＰとリッドＬの対向する一対の他方の辺のシーム接合が行われる。このシーム接合は第２のシーム接合機構１２で行われる。このシーム接合は時計の９時に相当する位置ｊで行われるので、パッケージＰとリッドＬは第１のシーム接合時から９０度回転しており、したがって、第２のシーム接合機構１２の一対のロール状電極１２Ａも第１のシーム接合機構１１の一対のロール状電極と同じ矢印方向に回動してシーム接合を行う。このようにしてパッケージＰとリッドＬとのシーム接合が完了し、ハーメチックシールが完成する。
【００３１】
第２の一対の辺のシーム溶接が完了すると、再びターンテーブル１は反時計方向に回転し、位置ｋでハーメチックシールされたパッケージＰとリッドＬが排出装置１３によりターンテーブル１上から空になったキャリアボード４へ移載される。このようにして、ターンテーブル１の位置ａに供給されたパッケージＰと、位置ｄでパッケージＰの上に載置されたリッドＬとのシーム接合が次々に行われ、位置ｋでターンテーブル１上から空になったキャリアボード４上へ順次移載され、ハーメチックシールされた電子部品はキャリアボード４により取り出される。
【００３２】
なお、以上の実施例では角形のパッケージについて述べたが、丸形、即ちパッケージが短円筒形のものでも同様に位置合わせができる。この場合には、矯正爪部材は等間隔に３個以上配置されれば良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば，矯正爪部材を支承する爪チャック部材は大雑把に一旦位置合わせするだけで良く、それぞれの矯正爪部材を手で動かしてパッケージとリッド又は基準ブロックで最初に位置合わせするだけで、以後パッケージとリッドとをかなり精度の高い位置合わせができ、しかもパッケージとリッドの寸法が異なっても前述のように矯正爪部材で最初に位置合わせすることにより、その後はパッケージとリッドとを自動的に位置合わせしてシーム接合することが可能である。また、従来の画像処理による位置合わせに比べて遙かに経済性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかるシーム接合装置の一実施例を示す図である。
【図２】 本発明の一実施例を説明するための図である。
【図３】 本発明の位置合わせ機構の一実施例を示す図である。
【図４】 本発明の一実施例を説明するための図である。
【図５】 従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
Ｐ・・・パッケージ Ｌ・・・リッド
１・・・ターンテーブル
２・・・位置ずれ防止板
２Ａ・・位置ずれ防止板の収納開口 ３・・・ピン
４・・・・キャリアボード ５・・・パッケージ供給装置
６・・・搬送手段
７・・・パッケージ位置補正手段 ８・・・リッド供給機構
９・・・位置合わせ機構
９Ａ・・爪チャック部材 ９Ｂ・・アダプタ部材
９Ｃ・・ネジ ９Ｄ・・矯正爪部材
１０Ａ、１０Ｂ・・・仮付け用電極 １１・・・第１のシーム接合機構
１２・・・第２のシーム接合機構 １３・・・排出装置
【産業上の利用分野】
本発明は、電子部品の各種素子を搭載してなるパッケージとリッドとを接合するのに適したパラレルシーム接合装置及びパッケージとリッドとの位置合わせ方法に関する。
【０００２】
従来のこの種のパラレルシーム接合装置においては、図５に示すように水晶発振器や半導体素子などの回路素子を収納してなる角形のパッケージＰ（図示せず）を複数搭載したキャリアボード４を順次搬送手段（図示せず）で搬送する。そして、そのパッケージの上に蓋となるリッドＬが供給された後、パッケージＰとリッドＬとが仮付け機構部１０により仮付けされる。
【０００３】
仮付け機構部１０が動作を開始すると、仮付け用電極１０Ａ，１０Ｂが間隔を狭くする方向に前進すると共に，リッドＬの短辺に所定の加圧を与えるまで降下し，しかる後、仮付け用電極１０Ａと１０Ｂ間に電圧を印加して電流を流すことにより、パッケージとリッドＬとを仮付けする。そして、そのパッケージとリッドＬの仮付けが完了すると，仮付け用電極１０Ａ，１０Ｂは上昇する。
【０００４】
次に、キャリアボード４上のパッケージＰとリッドＬは搬送手段によりＹ方向接合機構部１１へ送られ，その所定位置で停止する。パッケージＰとリッドＬがＹ方向接合機構部１１の所定位置で停止すると，Ｙ方向接合機構部１１が動作を開始し，その断面台形のロール状電極１１Ａ，１１Ｂが降下してリッドＬに所定の加圧を与え，キャリアボード４の長手方向に回動する。この際，ロール状電極１１Ａと１１Ｂとの間には所定の電圧が印加されているので，ロール状電極１１Ａ，１１Ｂが回動するのに伴い、パッケージＰとリッドＬの対向する一対の辺がシーム接合される。
【０００５】
そして、Ｙ方向の一対の辺のシーム接合が完了すると，ロール状電極１１Ａ，１１ＢがリッドＬから離れ，パッケージＰとリッドＬは再び搬送手段によりキャリアボード４上をＸ方向接合機構部１２へ運ばれる。そしてＹ方向接合機構部１２と同様に，ロール状電極１２Ａ，１２Ｂが動作してパッケジＰとリッドＬの対向する他方の一対の辺をシーム接合する。このようにしてパッケージＰとリッドＬとのシーム接合が行われ、ハーメチックシールされた電子部品が得られる。
【０００６】
パッケージＰとリッドＬとの接合動作については以上述べた通りであるが、仮付け接合を行うに当たってはパッケージＰとリッドＬとの位置合わせを正確に行い、その位置合わせを行った状態を保持しながら仮付け接合を行わなければならない。
【０００７】
現在、広く行われている方法として、画像処理装置を用いた方法がある。この方法は、図示していないがリッドの目標とする中心点に対してパッケージがどの程度Ｘ方向、Ｙ方向，角度θ方向にずれているかを正確に検出し、そのずれた分だけキャリアボードをＸ方向、Ｙ方向，角度θ方向に正確に動かして補正することが行われている。この画像処理による方法はプリント基板に電子部品を搭載しハンダ付けする場合にも、プリント基板に対して電子部品を自動的に正確に位置決めするのに用いられるケースが多い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，従来の画像処理装置を用いてパッケージとリッドとの位置決めを行う方法は、自動的に高精度でパッケージとリッドとの位置合わせをできるという大きなメリットがあるものの、位置のずれた分だけ駆動装置（図示せず）によりキャリアボードをＸ方向、Ｙ方向，角度θ方向に順次機械的に動かして補正する必要があるため、その位置決めに要する時間が長くなると同時に、またコストが大幅に高くなるという大きな欠点がある。
【０００９】
本発明はこのような従来の欠点を除去するため、単純で安価な機械的構造により種々の寸法のパッケージとリッドとの位置合わせを極く簡単に手動で一旦行うことにより、その後は自動的に正確かつ迅速に位置合わせ行いながらシーム接合できることを目的としている。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】
第１の発明は，前述のような欠点を除去することを目的として、電子部品素子の収納されたパッケージとリッドとの位置合わせを行う位置合わせ機構と、位置合わせされた前記パッケージとリッドとをシーム接合するシーム接合機構とを備えて、電子部品の気密封止を行うシーム接合装置において、前記位置合わせ機構は、水平方向に拡縮径動作を行い得る爪チャック部材と、その爪チャック部材に固定されていてスライド溝を有する複数のアダプタ部材と、そのアダプタ部材の前記スライド溝をスライドして前進又は後退することができ、パッケージとリッドのエッジに当接して位置合わせを行う複数の矯正爪部材と、位置合わせを行った状態で前記複数の矯正爪部材を前記複数のアダプタ部材それぞれに固定する部材とからなることを特徴とするシーム接合装置を提供するものである。
【００１１】
第２の発明は，前述のような欠点を除去することを目的として、電子部品素子の収納されたパッケージとリッドとをシーム接合して電子部品の気密封止を行うシーム接合装置における前記パッケージとリッドとの位置合せ方法において、シーム接合されるパッケージとリッド又はそれら組み合わせ形状と同一の基準ブロックを予めシーム接合位置に載置し、これらパッケージとリッド又は基準ブロックにテーパー面が当接するように矯正爪部材の位置を調整して前記矯正爪部材をアダプタ部材に固定し、前記矯正爪部材の位置を位置合せ機構の基準位置とし、前記矯正爪部材を前記アダプタ部材に前記固定した状態で前記パッケージとリッド又は基準ブロックと同一種類の被接合物の接合する時は、拡径状態にある前記矯正爪部材を前記当接が可能な高さにし、前記矯正爪部材を縮径させてそれぞれのテーパー面を前記パッケージ及びリッドに当接させて位置合せすることを特徴とする被接合物の位置合せ方法を提供するものである。
【００１２】
第３の発明は，前述のような欠点を除去することを目的として、電子部品素子の収納されたパッケージとリッドとをシーム接合して電子部品の気密封止を行うシーム接合装置における前記パッケージとリッドとの位置合せ方法において、シーム接合されるパッケージとリッド又はそれら組み合わせ形状と同一の基準ブロックを予めシーム接合位置に載置し、これらパッケージとリッド又は基準ブロックにテーパー面が当接するように矯正爪部材の位置を調整して前記矯正爪部材をアダプタ部材に固定し、前記矯正爪部材の位置を位置合せ機構の基準位置とし、前記矯正爪部材を前記アダプタ部材に前記固定した状態で前記パッケージとリッド又は基準ブロックと同一種類の被接合物の接合する時は、前記矯正爪部材を上下動させてそれぞれのテーパー面を前記パッケージ及びリッドに当接させて位置合せすることを特徴とする被接合物の位置合せ方法を提供するものである。
【００１３】
【実施例】
以下図面により本発明の一実施例について説明する。図１において，モータ及びその制御装置とからなる駆動装置（図示せず）により間欠的に回転するターンテーブル１上の外周部には、時計の各時刻を示す位置に位置ずれ防止板２が備えられている。このほぼ一定間隔で備えられる位置ずれ防止板２は、図２に示すようにターンテーブル１に植設された２本のピン１Ａと透孔２Ａにより着脱自在に取り付けられるようになっており、その中央にはパッケージＰを入れるための収納開口２Ｂを備えている。
【００１４】
位置ずれ防止板２は、その収納開口２ＢにパッケージＰを納めたとき、パッケージＰの上側が位置ずれ防止板２の上面よりも突出するような厚みである。この位置ずれ防止板２の主な作用は後述するが、接合の際にローラ状電極を回動させるこよによりその方向に仮付けされたパッケージＰとリッドＬとがずれるのを防ぐことにあるので、必ずしもこのような構造の位置ずれ防止板である必要はない。
【００１５】
位置ずれ防止板２の収納開口２Ｂには、図１に示すようにターンテーブル１の時計の６時に相当する位置ａで、通常のキャリアボード４に搭載されて送られてくるパッケージＰ（図示せず）が１個づつパッケージ移載ロボットのようなパッケージ供給装置５により供給される。キャリアボード４はコンベア又はロボットのような搬送手段６により矢印方向に搬送され、搬送手段６が停止するとき、パッケージ供給装置５がキャリアボード４からパッケージＰを真空吸引又は把持爪などの方法によって１個ピックアップして、位置ずれ防止板２の収納開口２Ｂに移載する。
【００１６】
次に、ターンテーブル１が時計方向と反対方向（矢印方向）に回転し、位置ｃで下記のような理由によりパッケージＰの位置補正が行われる。実際の製造ラインでは、種々の大きさのパッケージＰを取り扱うことが多く、この場合、各パッケージＰの大きさに適合するキャリアボード４を用意すれば良いのであるが、コストなどの面から大きなパッケージ用のキャリアボードに小さなパッケージを搭載して搬送することがしばしば行われる。この場合には、パッケージ供給装置５がパッケージＰを位置ずれ防止板２の収納開口２Ｂに移載せずに、その近傍の位置ずれ防止板２上に載置してしまう場合がある。このような可能性のあるキャリアボード４とパッケージＰの組み合わせの場合には、パッケージ位置補正手段７が必要である。このパッケージ位置補正手段７は、例えば前進と後退が可能なブロックが４方から位置ずれ防止板２の収納開口２Ａに前進してパッケージＰを押してその収納開口２Ａ内に入れた後、後退するような構造のものである。
【００１７】
ターンテーブル１がさらに１ステップ回転した位置ｄで、リッドＬがパッケージＰ上に供給される。リッドＬの供給は通常のリッド供給装置８により行われる。リッド供給装置８は、リッドが多数収納されたリッドマガジン８Ｃからリッドマガジンロボット８Ａにより供給されるリッドを整列させるアライメント部８Ｂ及びそのリッドを１個づつ位置ｄにおける位置ずれ防止板２の収納開口２Ａ内に移載するリッド供給ロボット部などからなる。
【００１８】
次にターンテーブル１がさらに１ステップ回転した位置ｅで、位置合わせ機構９によって本発明のリッドＬとパッケージＰとの位置合わせが行われる。前のステップでパッケージＰ上に供給されたリッドＬは、パッケージＰから大きくずれることはないが、従来の画像処理による位置合わせの説明箇所でも述べたとおり、リッドＬとパッケージＰはＸ方向、Ｙ方向、角度θ方向のいずれか又は複数にずれが生じている。したがって、リッドＬとパッケージＰとの位置合わせを正確に行わなければならないのは勿論のこと、高速でかつ経済性に優れた簡便な構造で行わなければならない。
【００１９】
図３に示す位置合わせ機構９は、角形のパッケージとリッドとを位置合わせする実施例であり、テーパー面をもって上下動する駆動機構により拡縮動作を行い得る４個のブロックをもつ市販の４爪チャック部材９Ａ（例えば、ＳＭＣ（株）製）を備える。４爪チャック部材９Ａの各ブロックの下面には４爪チャック部材９Ａの中心を通る中心軸線９ａを対称に、ほぼ同一構造の４個のアダプタ部材９Ｂが直接又は別の部材を介してそれぞれのネジ９Ｃにより取り付けられている。
【００２０】
ほぼ同一構造の４個のアダプタ部材９Ｂは、それぞれの矯正爪部材９Ｄが４爪チャック部材９Ａの中心軸線９ａに手動でスライドできるように支承する構造となっている。各アダプタ部材９Ｂはほぼ中央にスライド用溝９ｂを備える。
【００２１】
４個のほぼ同一構造の矯正爪部材９Ｄは、外力によって対応する各アダプタ部材９Ｂのスライド用溝内を滑る頭部９Ｄａとそれから延びる厚板状部９Ｄｂとからなり、これら厚板状部における中心軸線９ａ側の下部にはそれぞれ同一傾斜のテーパー面９Ｄｃが設けられている。
【００２２】
これらテーパー面９ＤｃはリッドＬとパッケージＰのそれぞれのエッジに当接する傾斜をもち、これらテーパー面の水平面に対する角度は６０度以下、好ましくは４５度程度の滑らかな面が好ましいが、この角度はリッドＬのエッジとパッケージＰのエッジとを結んだ直線の角度によって決定される。実際のパッケージにはその上部縁に沿って金属からなるフレーム（図示せず。フレームも含めてパッケージという。）が形成されているので、リッドＬのエッジとフレームのエッジとを結んだ直線の角度によって決定されるとも言える。
【００２３】
さらに、この位置合わせ機構９は各アダプタ部材９Ｂに各矯正爪部材９Ｄの位置固定用のネジ部材９Ｅをそれぞれ有する。各ネジ部材９Ｅはアダプタ部材９Ｂの上面からねじ込まれており、端部は各アダプタ部材９Ｂのスライド用溝９ｂまで貫通するようになっており、各矯正爪部材９Ｄの頭部９Ｄａに加圧力を加えてその位置に固定する働きを行う。
【００２４】
次に、位置合わせ機構９の位置合わせ、及びシーム溶接の実施例について図面により説明する。ターンテーブル１上に載置されたパッケージＰとこの上に載せられたリッドＬ又はこれと同一構造の基準ブロック（図示せず）を所定位置（例えば、位置ｅ）で停止させる。次に、図示されていない４爪チャック部材９Ａを支承する装置（図示せず）を動作させ、４爪チャック部材９Ａをターンテーブル１の上方の設定レベルまで降下させる。そして、４爪チャック部材９Ａの中心軸線２ａがほぼ所定位置にあるように、大雑把に調整して、その位置に４爪チャック部材９Ａを設定する。このとき４個の矯正爪部材９Ｄは後退（拡径）した位置にある。
【００２５】
しかる後、全てのネジ部材９Ｅを緩めた状態でそれぞれの矯正爪部材９Ｄをスライド用溝９ｂに沿って中心軸線９ａ方向に前進させ、それぞれの矯正爪部材９Ｄが停止した位置でネジ部材９Ｅを締めて矯正爪部材９Ｄをその位置に固定する。この状態では４個の矯正爪部材９Ｄのテーパー面９Ｄｃのテーパー面は、図４に示すようにターンテーブル１上に載置されたパッケージＰとこの上に載せられたリッドＬ又はこれと同一構造の基準ブロックそれぞれのエッジｐ，ｌに当接している。このようにして４個の矯正爪部材９Ｄの位置合わせが予め行われる。
【００２６】
次に、このようにして位置合わせされた状態において、ターンテーブル１上に載置されたパッケージＰとこの上に載せられたリッドＬが位置ｅに来て停止すると、４爪チャック部材９Ａの拡径した状態で停止している４個のブロックは、図示されていない４爪チャック部材９Ａを支承する装置（図示せず）により設定位置まで降下し、図示されていない駆動機構が動作を開始することにより、中心軸線９ａ方向に移動、つまり縮径動作を行う。
【００２７】
これに伴い、４個の矯正爪部材９Ｄも中心軸線９ａ方向に前進することにより、パッケージＰとこの上に載せられたリッドＬとがずれていても、先ず４個の矯正爪部材９Ｄのテーパー面９Ｄｃがずれて突出しているパッケージＰのエッジｐとリッドＬのエッジｌに当接して動かし、さらに前進して４個の矯正爪部材９Ｄのテーパー面９Ｄｃが対応するパッケージＰのエッジｐとリッドＬのエッジｌに当接した段階で、パッケージＰとこの上に載せられたリッドＬとの位置合わせは完了する。以後、このような簡単な機構でもってパッケージＰとリッドＬとの位置合わせを高精度で行う。
【００２８】
なお、パッケージＰとこの上に載せられたリッドＬとのずれが小さな範囲内に入っている場合には、４爪チャック部材９Ａは拡縮動作を行わずに、前述のように４個の矯正爪部材９Ｄの位置合わせをした位置において上下運動だけを行うことにより、４個の矯正爪部材９Ｄテーパー面９Ｄｃの作用でパッケージＰとリッドＬとの位置合わせを高精度で行う。
【００２９】
このようにパッケージＰとリッドＬとの位置合わせを完了した後、図示しないがその位置又は次の位置でそれらの仮付けが行われ、仮付けが終了すると、再びターンテーブル１は反時計方向に回転し、時計の１２時に相当する位置ｇでパッケージＰとリッドＬの対向する一対の辺のシーム接合が行われる。この接合方向行う接合機構が第１のシーム接合機構１１である。第１のシーム接合機構１１は従来と同様な機構であり、一対のロール状電極１１Ａが矢印方向にリッドＬの対向する一対の辺を回動し、一対のロール状電極をリッドＬを通して電流を流すことによりシーム接合が行われる。
【００３０】
第１の一対の辺のシーム溶接が完了すると、再びターンテーブル１は反時計方向に回転し、時計の９時に相当する位置ｊでパッケージＰとリッドＬの対向する一対の他方の辺のシーム接合が行われる。このシーム接合は第２のシーム接合機構１２で行われる。このシーム接合は時計の９時に相当する位置ｊで行われるので、パッケージＰとリッドＬは第１のシーム接合時から９０度回転しており、したがって、第２のシーム接合機構１２の一対のロール状電極１２Ａも第１のシーム接合機構１１の一対のロール状電極と同じ矢印方向に回動してシーム接合を行う。このようにしてパッケージＰとリッドＬとのシーム接合が完了し、ハーメチックシールが完成する。
【００３１】
第２の一対の辺のシーム溶接が完了すると、再びターンテーブル１は反時計方向に回転し、位置ｋでハーメチックシールされたパッケージＰとリッドＬが排出装置１３によりターンテーブル１上から空になったキャリアボード４へ移載される。このようにして、ターンテーブル１の位置ａに供給されたパッケージＰと、位置ｄでパッケージＰの上に載置されたリッドＬとのシーム接合が次々に行われ、位置ｋでターンテーブル１上から空になったキャリアボード４上へ順次移載され、ハーメチックシールされた電子部品はキャリアボード４により取り出される。
【００３２】
なお、以上の実施例では角形のパッケージについて述べたが、丸形、即ちパッケージが短円筒形のものでも同様に位置合わせができる。この場合には、矯正爪部材は等間隔に３個以上配置されれば良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば，矯正爪部材を支承する爪チャック部材は大雑把に一旦位置合わせするだけで良く、それぞれの矯正爪部材を手で動かしてパッケージとリッド又は基準ブロックで最初に位置合わせするだけで、以後パッケージとリッドとをかなり精度の高い位置合わせができ、しかもパッケージとリッドの寸法が異なっても前述のように矯正爪部材で最初に位置合わせすることにより、その後はパッケージとリッドとを自動的に位置合わせしてシーム接合することが可能である。また、従来の画像処理による位置合わせに比べて遙かに経済性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかるシーム接合装置の一実施例を示す図である。
【図２】 本発明の一実施例を説明するための図である。
【図３】 本発明の位置合わせ機構の一実施例を示す図である。
【図４】 本発明の一実施例を説明するための図である。
【図５】 従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
Ｐ・・・パッケージ Ｌ・・・リッド
１・・・ターンテーブル
２・・・位置ずれ防止板
２Ａ・・位置ずれ防止板の収納開口 ３・・・ピン
４・・・・キャリアボード ５・・・パッケージ供給装置
６・・・搬送手段
７・・・パッケージ位置補正手段 ８・・・リッド供給機構
９・・・位置合わせ機構
９Ａ・・爪チャック部材 ９Ｂ・・アダプタ部材
９Ｃ・・ネジ ９Ｄ・・矯正爪部材
１０Ａ、１０Ｂ・・・仮付け用電極 １１・・・第１のシーム接合機構
１２・・・第２のシーム接合機構 １３・・・排出装置
Claims (3)
- 電子部品素子の収納されたパッケージとリッドとの位置合わせを行う位置合わせ機構と、位置合わせされた前記パッケージとリッドとをシーム接合するシーム接合機構とを備えて、電子部品の気密封止を行うシーム接合装置において、
前記位置合わせ機構は、水平方向に拡縮径動作を行い得る爪チャック部材と、該爪チャック部材に固定されていてスライド溝を有する複数のアダプタ部材と、該アダプタ部材の前記スライド溝をスライドして前進又は後退することができ、パッケージとリッドのエッジに当接して位置合わせを行う複数の矯正爪部材と、位置合わせを行った状態で前記複数の矯正爪部材を前記複数のアダプタ部材それぞれに固定する部材とからなることを特徴とするシーム接合装置。 - 電子部品素子の収納されたパッケージとリッドとをシーム接合して電子部品の気密封止を行うシーム接合装置における前記パッケージとリッドとの位置合せ方法において、
シーム接合されるパッケージとリッド又はそれら組み合わせ形状と同一の基準ブロックを予めシーム接合位置に載置し、これらパッケージとリッド又は基準ブロックにテーパー面が当接するように矯正爪部材の位置を調整して前記矯正爪部材をアダプタ部材に固定し、前記矯正爪部材の位置を位置合せ機構の基準位置とし、前記矯正爪部材を前記アダプタ部材に前記固定した状態で前記パッケージとリッド又は基準ブロックと同一種類の被接合物の接合する時は、拡径状態にある前記矯正爪部材を前記当接が可能な高さにし、前記矯正爪部材を縮径させてそれぞれのテーパー面を前記パッケージ及びリッドに当接させて位置合せすることを特徴とする被接合物の位置合せ方法。 - 電子部品素子の収納されたパッケージとリッドとをシーム接合して電子部品の気密封止を行うシーム接合装置における前記パッケージとリッドとの位置合せ方法において、
シーム接合されるパッケージとリッド又はそれら組み合わせ形状と同一の基準ブロックを予めシーム接合位置に載置し、これらパッケージとリッド又は基準ブロックにテーパー面が当接するように矯正爪部材の位置を調整して前記矯正爪部材をアダプタ部材に固定し、前記矯正爪部材の位置を位置合せ機構の基準位置とし、前記矯正爪部材を前記アダプタ部材に前記固定した状態で前記パッケージとリッド又は基準ブロックと同一種類の被接合物の接合する時は、前記矯正爪部材を上下動させてそれぞれのテーパー面を前記パッケージ及びリッドに当接させて位置合せすることを特徴とする被接合物の位置合せ方法。
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