JP3762246B2 - 処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理装置に関し、特に、例えば、ベアチップやＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ)等の電子部品を基板やパッケージ等に実装するための処理装置として好適である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
電子部品実装装置においては、ベアチップやＣＳＰ等のフリップチップ実装を行うに際して、ＩＣチップ等の面上に設けられた電極と、その相手となる基板やパッケージ等の面上に配置された電極と、を互いに整列させて接合する。接合の仕方は、接着剤を塗布して加圧しながら固化させる方法や、超音波モータ（或いは超音波ホーン）を用いて融着する方法などがあるが、いずれの場合にもチップと基板とを精確に位置合わせして、精確な加圧力で加圧する必要がある。
【０００３】
特に、最近では、接合強度・接合品質・接合効率等の一層の改善等の観点から、さまざまな搭載プロファイル（時間に対する加圧力コントロール、超音波コントロール、温度コントロールなど。図６等参照）が試行されているが、かかる搭載プロフィールを精確にトレースするためには、加圧力コントロールについて言えば、実装される部品（ＩＣチップ等。以下、実装部品とも言う）が、実装される側の部品（基板等。以下、被実装部品又は処理対象とも言う）に接触を開始した時点及び実際の加圧力を精確に検出することが要求される。
【０００４】
しかし、従来においては、接触開始点をフォトセンサ等を用いて検出するもの、或いは実装軸（ＩＣチップを実装するための軸であって、ＩＣチップをチップ保持ツールを介して保持して上下動する軸）の下降量等から接触開始時点を推定するものが一般的であった。かかる方法は、接触開始に伴って実装部品（ＩＣチップ等）と処理対象（基板等）との間に発生する加圧力に基づいて正確に実際の接触開始点を検出するものではないため、結果として、要求搭載プロファイルと実際の加圧力との間に段差などが生じて、円滑かつ精確に搭載プロファイルをトレースすることは困難となっていた。
【０００５】
また、接触開始後においては、実装部品が、被実装部品に、予め設定されている所定搭載プロファイルに従って、所定加圧力で実際に加圧（押圧）されることが要求されるが、このためには、例えば実際の加圧力を検出し、該検出結果に基づいて加圧アクチュエータの駆動をフィードバック制御することなどが考えられる。
【０００６】
しかし、従来においては、実装処理における加圧力が比較的小さく正確に検出することが困難であること等から、実装部品（ＩＣチップ等）と被実装部品（基板等）との間に作用している実際の加圧力（或いは加圧力変化）を検出し、該検出結果に基づいて接触開始点を検出することや加圧力フィードバック制御を行うこと等は実現されておらず、前述の接触開始点の推定と、搭載プロファイルに従ったフィードフォワード制御によって加圧力コントロールを行っているのが実情であった。
【０００７】
本発明は、かかる従来の実情に鑑みなされたものであり、簡単かつ安価な構成としながら、出力部材（加圧手段の加圧力を処理対象へ伝達する部材）と処理対象（加圧部材からの加圧力を受ける部材）との間に作用する加圧力（或いは押圧力）を検出しつつ加圧処理等の各種処理を行える処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明に係る請求項１に記載の処理装置は、
処理対象を支持する支持部と、
前記支持部に支持される処理対象の被処理面と略直交する直交方向において前記処理対象に対して相対移動可能な移動部材と、
前記移動部材を前記直交方向において処理対象に対して相対移動させる駆動手段と、
前記直交方向において移動部材に対して相対移動可能に移動部材に支持され前記直交方向に所定量相対移動されたときに処理対象と当接可能に配設された出力部材を、前記直交方向の被処理面方向に所定圧力で加圧駆動可能な加圧手段と、
前記駆動手段の駆動を位置制御に基づき制御する駆動制御手段と、
前記加圧手段の加圧駆動を圧力制御に基づき制御する加圧制御手段と、
を含んで構成されたものにおいて、
前記出力部材の途中部分を加圧方向と対向する方向から支承して、前記出力部材の前記移動部材に対する加圧方向への相対移動を規制するロック手段と、
前記出力部材の処理対象側端部と、前記ロック手段の支承位置を含む前記出力部材の加圧方向に略直交する断面位置と、の間において出力部材に作用する実際の加圧力を検出する加圧力検出手段と、
を含んで構成した。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、前記加圧力検出手段により出力部材に作用する加圧力を検出しながら、
前記加圧制御手段を介して前記加圧手段を加圧駆動して所定加圧力で前記出力部材を前記ロック手段に押圧して前記出力部材の前記移動手段に対する相対移動を規制しつつ前記駆動制御手段を介して前記移動部材を前記被処理面方向に移動させる移動動作に基づいて、前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への加圧を開始させると共に前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への加圧力を制御することを特徴とする。
【００１０】
かかる構成とすれば、前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への加圧が開始されてから前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への加圧力が前記所定加圧力に至るまでは、前記移動部材の移動動作に従って、前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への加圧力を制御することが可能となる。
【００１１】
従って、加圧開始から加圧力が所定加圧力に至るまで、加圧力を任意に制御でき、以って所望の加圧プロファイル延いては搭載プロファイルを高精度にトレースすることが可能となる。なお、所定加圧力に至ったときに、請求項３に記載の発明のように、前記出力部材を前記ロック手段から離間させて前記ロック手段による相対移動の規制を解除した状態へ移行させることが可能であるから、該解除状態において前記加圧制御手段による前記出力部材の前記被処理面方向への加圧駆動制御を行うようにすることも可能である。或いは、被処理面への加圧力が前記所定加圧力に至ったときには、請求項３に記載の発明のように、前記出力部材を前記ロック手段から離間させて前記ロック手段による相対移動の規制を解除することが可能であり、従って該所定加圧力を超えた加圧力を被処理面に作用させないように構成することも可能となる。即ち、前記所定加圧力を加圧力の上限値（リミット値）として機能させる加圧力リミット制御も可能となる。
【００１２】
請求項３に記載に係る発明では、前記加圧力検出手段により出力部材に作用する加圧力を検出しながら、
前記加圧制御手段を介して前記加圧手段を加圧駆動して所定初期加圧力で前記出力部材を前記ロック手段に押圧して前記出力部材の前記移動手段に対する相対移動を規制しつつ、前記駆動制御手段を介して前記駆動手段を駆動して前記移動部材を前記被処理面方向に所定量移動させる移動動作の途中で、前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への前記移動動作による加圧を開始させ、前記移動動作の進行に連れて前記移動動作による前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への加圧力を増大させると共に、
少なくとも前記移動動作が完了したときには、前記所定初期加圧力に抗して前記出力部材を前記ロック手段から離間させて前記ロック手段による相対移動の規制を解除した状態とし、該解除状態において前記加圧制御手段による前記出力部材の前記被処理面方向への加圧駆動制御を行うようにした。
【００１３】
請求項１〜請求項３に記載の発明の構成によれば、比較的簡単かつ安価な構成としながら、接触開始から実際の加圧力を高精度に検出することができるようになる。従って、例えば、所望の加圧プロファイル延いては搭載プロファイルを高精度にトレースすることが可能となる。また、微小な加圧力で出力部材の処理対象側端部（実装部品等が取り付けられる場合も含む）と、処理対象と、の接触を円滑に開始できると共に、接触開始してからの加圧力を緩やかに上昇させることが可能となるなど加圧プロファイル（加圧特性）を自由に設定することができる。即ち、本発明によれば、加圧力検出手段による加圧検出結果に基づく接触開始点の検出も高精度に行うことができ、延いては最適な加圧コントロール延いては搭載プロファイルを実現することができる。更に、ロック手段を設けたことで出力部材の処理対象側端部と処理対象との不測の衝突に伴う損傷等をも確実に防止できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、前記加圧力検出手段による加圧力の検出結果に基づいて、少なくとも前記駆動手段の駆動若しくは前記加圧手段の加圧駆動の一方を調整する。かかる構成とすれば、前記移動部材を前記被処理面方向に所定量移動させる移動動作の途中における加圧プロファイル（加圧特性）を自由に設定すること（例えば、接触開始してからの加圧力を緩やかに上昇させることなど）が可能となると共に、所定の加圧プロファイルを正確にトレースすることも可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、前記解除状態において、前記加圧力検出手段による加圧力の検出結果に基づいて、前記加圧制御手段による前記出力部材の前記被処理面方向への加圧駆動を調整する。かかる構成とすれば、前記所定初期加圧力を越えてからの加圧力の制御が可能となると共に、前記加圧力検出手段による加圧力の検出結果に基づき、フィードバック制御を行うことで、或いはフィードフォワード制御の制御値を調整することなどによって、加圧プロファイルを高精度にトレースすることが可能となる。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、前記加圧力検出手段による加圧力の検出結果に基づいて、前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への前記移動動作による加圧の開始時点である接触開始点を検出する。かかる構成によれば、実際の加圧力（或いは加圧力変化）に基づいて接触開始時点を検出することができるので、高精度に接触開始点を検出できることになる。
【００１７】
請求項７に記載の発明では、前記接触開始点の検出は、前記加圧力検出手段により検出される加圧力と、所定の基準値と、に基づいてなされることを特徴とする。係る構成とすれば、比較的簡単な処理で高精度に接触開始点を検出できる。
【００１８】
請求項８に記載の発明では、前記接触開始点の検出結果に基づいて、各種制御のうちの少なくとも１つが実行されることを特徴とし、例えば、請求項９に記載の発明のように、前記少なくとも１つの制御を、前記駆動制御手段による駆動制御、前記加圧制御手段による加圧制御、処理対象に対する加熱制御、前記出力部材の処理対象側端部と処理対象との間に配される部材に対する加振制御、或いは前記出力部材の処理対象側端部と処理対象との間に配される部材を処理対象に付着するための接着剤の付与制御の何れかとすることができる。
【００１９】
かかる構成とすれば、正確な接触開始時点の検出結果に従って、各種制御の処理開始時期や処理終了時期などを正確に設定することができるため、各種制御の高精度化を図ることができる。
【００２０】
請求項１０に記載の発明では、前記加圧力検出手段を、
前記被処理面に略直交する平面内において前記被処理面の略直交方向に延伸され所定量離間されて対面して配設される一対の縦方向要素と、前記被処理面に略直交する平面内において前記一対の縦方向要素と略直交する方向に延伸され所定量離間されて対面して配設される一対の横方向要素と、を一体的に結合して構成される起歪体と、
前記横方向要素に取り付けられ横方向要素の歪を検出する歪検出手段と、
を含んで構成すると共に、
該加圧力検出手段を、
一方の縦方向要素の付近において前記起歪体の加圧方向上流側端面に基部が取り付けられ、該基部に連続する端部が加圧方向上流側の横方向要素と非接触で該横方向要素の長手方向に延伸される上流側部材と、
他方の縦方向要素の付近において前記起歪体の加圧方向下流側端面に基部が取り付けられ、該基部に連続する端部が加圧方向下流側の横方向要素と非接触で該横方向要素の長手方向に延伸される下流側部材と、
を介して、
出力部材の処理対象側端部と、前記出力部材の前記ロック手段の支承位置を含む被処理面に略平行な断面位置と、の間に介装することにより、前記加圧力検出手段を出力部材の一部として機能させる一方、
出力部材に加圧力が作用したときに、該加圧力が前記上流側部材に加圧方向から作用すると共にその反力が前記下流側部材に加圧方向に対向する方向から作用することを利用して、前記起歪体の横方向要素を歪ませ、前記歪検出手段による歪み検出に基づいて、前記加圧力検出手段が出力部材に作用する加圧力を検出するように構成する。
【００２１】
かかる構成とすれば、荷重検出手段を、微小圧力でも比較的大きな歪が生じる構造とすることができるから、小さな加圧力から一層高精度な検出を行えることになる。従って、例えば、比較的小さな加圧力を制御するフリップチップの実装装置等に好適な加圧力検出手段延いては処理装置を提供できることになる。
【００２２】
請求項１１に記載の発明では、前記出力部材に加圧力が作用したときに、前記上流側部材に加圧方向から作用する加圧力と、前記下流側部材に加圧方向に対向する方向から作用する反力と、が偶力とならないように構成される。かかる構成とすれば、偶力により加圧力検出手段が回転されることなどを防止できると共に、例えば、出力部材を非処理面に対して略直交する方向に移動させるようにガイドするリニアガイド等のガイド部材を備える場合に、該ガイド部材によるガイドを一層スムーズなものとすることができ、延いては加圧力検出手段の加圧力検出結果を一層高精度なものとすることができる。
【００２３】
請求項１２に記載の発明では、前記加圧力検出装置の加圧力作用時における回動を規制する回動規制手段を含んで構成する。かかる構成によれば、出力部材を非処理面に対して略直交する方向に正確に移動させることが可能となるから、加圧力検出手段の加圧力検出結果を一層高精度なものとすることができる。
【００２４】
請求項１３に記載の発明では、前記上流側部材の加圧方向下流側端面が、前記ロック手段により支承されることを特徴とする。かかる構成とすれば、種々採用可能なレイアウトのうち、比較的簡単な構成で効果的に各種作用効果を奏することができるものを提供できることになる。
【００２５】
請求項１４に記載の発明では、前記ロック手段の支承位置に対する前記加圧力検出手段の相対移動を規制する第２ロック手段を含んで構成したことを特徴とする。かかる構成とすれば、前記加圧力検出手段延いては出力部材のバタツキ等が確実に防止され、以って前記不測の衝突等を一層確実に防止できると共に、移動部材の移動に伴う慣性力の加圧力検出手段への影響を確実に抑制することが可能となる。
【００２６】
請求項１５に記載の発明では、前記第２ロック手段が、前記他方の縦方向要素を支持することで、前記ロック手段の支承位置に対する前記加圧力検出手段の相対移動を規制する。かかる構成とすれば、種々採用可能なレイアウトのうち、比較的簡単な構成で効果的に各種作用効果を奏することができるものを提供できることになる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施の形態を説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る部品実装装置（処理装置）の実装ヘッド部分を示す。
【００３０】
まず、本実施形態に係る部品実装装置の実装ヘッド部分の全体的な構成について説明する。
図１において、実装ヘッド１を支持するヘッドベース２は、基板（以下、処理対象、被実装部品とも言う）を所定位置に支持する支持部などと共に本部品実装装置のベースに載置されていて、不図示のＸ−Ｙ駆動機構を介して半導体チップなどの部品（以下、実装部品とも言う）を実装すべき基板の被処理面に略平行なＸ、Ｙ平面内で自在に移動可能に構成されている。
【００３１】
実装ヘッド１は、Ｚ軸駆動モータ４とＺ軸ボールねじ機構６からなるＺ軸駆動機構を介して前記ヘッドベース２に支持されている。Ｚ軸駆動モータ４により、プーリ及びベルトを介して、Ｚ軸ボールねじ機構６を回転させ、基板被処理面に対する位置調整等のために、上下動ブロック１０を上下動（基板被処理面に略垂直なＺ方向に移動）可能となっている。
【００３２】
ここにおいて、上下動ブロック１０が本発明に係る移動部材に相当し、Ｚ軸移動機構が本発明に係る駆動手段に相当する。
上下動ブロック１０には、θ回転機構２０が設けられる。このθ回転機構２０は、チップを保持するチップ保持ツール５２が取り付けられるθ軸シャフト３０をθ方向に回転させるための機構である。ここで、θ方向は、θ軸シャフト３０を回転中心軸とする回転方向を表す（図３参照）。
【００３３】
このθ回転機構２０に関し、上下動ブロック１０上には、θ駆動モータ１１が固定されている。かかるθ駆動モータの出力回転軸には、図２に示すように、出力プーリ１２が固定されており、該出力プーリ１２の回転は、ベルト１４を介して、θ回転機構２０の入力プーリ１３に伝達される。なお、図２において、斜線部分は、上下動ブロック１０に支持されている。
【００３４】
前記入力プーリ１３の下部には、該入力プーリ１３の回転を減速してθ軸シャフト３０に伝える同軸減速機１６（例えば、波動減速装置：商標「ハーモニックドライブ」など）が設けられている。前記入力プーリ１３は、減速機１６の入力軸２２に同心的に接続される。入力軸２２は、上下動ブロック１０に支持される減速機１６のハウジングに対して、ベアリング２５Ａ及び２５Ｂを介して回転自在に軸支される。
【００３５】
前記入力軸２２の回転は、該入力軸２２の外周に同軸的に配設された波動減速装置（ハーモニックドライブ）２３により所定に減速され、その外側においてこれと同軸的に配設されている減速機の出力軸部材２４に伝達される。なお、前記Ｚ軸ボールねじ機構６、θ駆動モータ１１、減速機１６の波動減速装置（ハーモニックドライブ）２３等は、図示しない制御装置からの駆動制御信号に基づいて、その駆動が制御される。なお、Ｚ軸ボールねじ機構６の駆動制御を司る部分が、本発明に係る駆動制御手段に相当する。
【００３６】
ここで、出力軸部材２４は、ベアリング２６及び２７により減速機１６のハウジングに対して回転自在に軸支されており、ハウジング延いてはこれを支持するヘッドベース２及び上下動ブロック１０から独立して回転可能となっている。
【００３７】
当該出力軸部材２４には、回転往復動伝達機構４０を介してθ軸シャフト３０が回転連結されている。従って、入力プーリ１３を介して入力されるθ駆動モータ１１からの回転を減速機１６を介して所定に減速して出力する出力軸部材２４の回転は、前記回転往復動伝達機構４０を介して、θ軸シャフト３０に伝達されることとなる。
【００３８】
即ち、前記回転往復動伝達機構４０は、θ軸シャフト３０の軸方向に略直交する断面形状を多角形形状（図３参照）とする一方、該多角形形状と対応した中央開口部を有し該開口部に前記θ軸シャフト３０を軸受４２（リテーナ４４により保持されるニードルベアリング４６を含んで構成される。図１及び図３等参照）を介してＺ方向において往復運動自在に嵌挿保持するスリーブ４１を備え、該スリーブ４１と前記出力軸部材２４とを回転連結することで、該スリーブ４１に嵌挿保持されているθ軸シャフト３０を、前記多角形形状による連れ回り作用によって回転駆動する構成となっている。前記スリーブ４１は、上下動ブロック１０に対してベアリング４８を介して回転自在に支持されている。
【００３９】
ところで、前記入力プーリ１３、入力軸２２及び出力軸部材２４の回転中心部は、中空となっており、その中をθ軸シャフト３０が貫通して、θ軸シャフト３０の上端部３０Ａは、前記入力プーリ１３を越えて図１及び図２において上方に突出している。
【００４０】
一方、θ軸シャフト３０は、前記出力軸部材２４との連結のための回転往復動伝達機構４０を通過して図１において下方に延伸されており、その下端部３０Ｂに超音波モータブラケット５０を介して超音波モータ５１が取り付けられ、該超音波モータ５１に、基板を保持して被処理面に作用するチップ保持ツール５２が取り付けられるようになっている。
【００４１】
前記θ軸シャフト３０の上端部３０Ａは、基板に対する加圧処理等のために、θ軸シャフト３０延いてはチップ保持ツール５２を圧力制御を介して往復移動（Ｚ方向移動）させるための往復運動動力源６０（加圧アクチュエータ等であって、例えば、ボイスコイルモータ、エアシリンダー、電磁アクチュエータ等が含まれる。）に、本実施形態に係る荷重検出装置７０等を介して接続されている。
【００４２】
即ち、本実施形態においては、例えばチップ保持ツール５２に保持されているチップを基板の被処理面に加圧する際には、前記往復動動力源６０を図１において下方に向けて駆動することで、該往復運動駆動力をθ軸シャフト３０に作用させ、当該θ軸シャフト３０を上下方向への往復運動自在に嵌挿保持する前記回転往復運動伝達機構４０を介して、図１において下方（Ｚ方向）に移動可能となっている。
【００４３】
この往復運動動力源６０は、図示しない制御装置（加圧制御手段）からの制御信号（例えば、加圧力、加圧タイミング、加圧期間、加圧時間変化などが設定された搭載プロファイル：図６等参照）に従って、所定の加圧力制御を達成するように、その駆動量が制御される。かかる制御は、フィードフォワード制御（オープン制御）可能であると共に、例えば、荷重検出装置７０の加圧力検出結果に基づいて、フィードバック制御（クローズド制御）を行うことも可能である。
【００４４】
以上で説明したように、本実施形態では、前記回転往復運動伝達機構４０を備えたことで、θ駆動モータ１１からの回転を入力プーリ１３、減速機１６、出力軸部材２４を介してθ軸シャフト３０に伝達可能であると共に、これとは別ルートで入力される往復運動動力源６０からの上下方向（Ｚ方向）駆動力（往復運動力）をθ軸シャフト３０に伝達することが可能となっている。
【００４５】
[荷重検出装置]
続いて、本実施形態に係る荷重検出装置７０について説明する。
本実施形態に係る荷重検出装置７０は、図１及び図２に示したように、θ軸シャフト３０の上端部３０Ａと、往復運動動力源６０と、の間に介装される。
【００４６】
ここで、前記θ軸シャフト３０、荷重検出装置７０等が、本発明に係る出力部材の一部を構成する。即ち、前記θ軸シャフト３０、荷重検出装置７０、超音波モータブラケット５０、超音波モータ５１、チップ保持ツール５２等の、往復運動動力源６０の加圧力の出力部と基板被処理面（処理対象）との間に介在して基板（処理対象）に対する加圧力の伝達経路となる部材が、本発明に係る出力部材を構成する。なお、前記荷重検出装置７０が本発明に係る加圧力検出手段に相当し、前記往復運動動力源６０が本発明に係る加圧手段に相当する。
【００４７】
［加圧検出メカニズム］
荷重検出装置７０は、図２に示すように、縦方向要素７１Ａ、７１Ｂと横方向要素７２Ａ，７２Ｂとを一体的に結合して構成される四辺形の起歪体７１を含んで構成される。そして、この起歪体７１の横方向要素７２Ａ，７２Ｂに、歪を検出する歪検出手段としての歪ゲージ７３Ａ，７３Ｂが取り付けられる。この歪ゲージ７３Ａ，７３Ｂの検出信号に基づいて、θ軸シャフト３０に作用する力、即ち、実装部品（ＩＣチップ等）と被実装部品（基板等）との間に作用する実際の加圧力を検出することができるようになっている。
【００４８】
より詳細に説明すると、起歪体７１の縦方向要素７１Ａの下面には、一端部が該下面に固定されると共に、他端部がθ軸シャフト３０の中心軸に向けて横向きに延伸してθ軸シャフト３０の上端部３０Ａをベアリング７４Ａ等を介して回動自在に支持する一方でθ軸シャフト３０のＺ方向への相対的な移動を規制可能に支持するシャフト支持部材７４が取り付けられている。ここで、前記シャフト支持部材７４が、本発明に係る下流側部材又は第１荷重入力部材（或いは第２荷重入力部材）に相当する。
【００４９】
そして、前記縦方向要素７１Ｂの上面には、一端部が該上面に固定されると共に、他端部がθ軸シャフト３０の中心軸に向けて横向きに延伸して往復運動動力源６０の出力軸６１からの加圧力を受ける往復運動動力源側部材７５が取り付けられている。ここで、前記往復運動動力源側部材７５が、本発明に係る上流側部材又は第２荷重入力部材（或いは第１荷重入力部材）に相当する。
【００５０】
従って、往復運動動力源６０が、図１又は図２において下方に駆動されると、その力は、前記往復運動動力源側部材７５に伝達され、該往復運動動力源側部材７５に連結される前記縦方向要素７１Ｂに伝達され、更に、前記横方向要素７２Ａ、７２Ｂを介して前記縦方向要素７１Ａに伝達され、該縦方向要素７１Ａに前記シャフト支持部材７４を介して支持されているθ軸シャフト３０に伝達されることとなる。この伝達された力で、θ軸シャフト３０の下端側に取り付けられた実装部品（ＩＣチップ等）を、被実装部品（基板等）に所定加圧力で加圧することになる。
【００５１】
この場合において、往復運動動力源６０の出力軸６１に連係された往復運動動力源側部材７５延いては縦方向要素７１Ｂは、図２において下方に変位しようとするが、θ軸シャフト３０に連結される前記縦方向要素７１Ａは被実装部品（基板等）からの反力で該変位に抵抗しようとするため、縦方向要素７１Ａと縦方向要素７１Ｂとの間に介在する前記横方向要素７２Ａ、７２Ｂに、加圧力に応じた歪を生じさせることになる。よって、この歪を前記歪ゲージ７３Ａ，７３Ｂで検出することで、実装部品（ＩＣチップ等）と被実装部品（基板等）との間に作用する実際の加圧力を精度良く検出することができることになる。
【００５２】
なお、θ軸シャフト３０の軸方向に生じる加圧力を精度良く検出できるようにするため、更には加圧力作用時に生じる偶力で前記起歪体７１（延いては荷重検出装置７０）が回動されるのを防止する等のために、当該往復運動動力源側部材７５延いては縦方向要素７１Ｂ（更には荷重検出装置７０）をθ軸シャフト３０の軸方向と略平行に移動させるようにガイドするリニアガイド７６により支持させるように構成することができる。なお、かかるリニアガイド７６は、リニアガイド機能の他、本発明に係る回動規制手段としても機能する。
【００５３】
ところで、このリニアガイド７６は、前記往復運動動力源側部材７５のθ軸シャフト３０の軸方向と略平行な方向（即ち、Ｚ方向）への移動以外を規制するから、θ軸シャフト３０をθ回転自在に支持する前記ベアリング７４Ａの作用と相俟って、荷重検出装置７０が、θ軸シャフト３０のθ方向の回転によってθ方向に連れ回りされることも防止できるようになっている。なお、図２の符号８０は、横方向要素７２Ｂより加圧伝達経路の加圧方向下流側にある部材の自重が加圧力検出に影響を及ぼすことを抑制するために、前記加圧下流側にある部材を上下動ブロック１０に所定弾性力で支持するためのスプリング(重量バランスバネ）として機能するものである、該スプリング９０は、例示したものに限らず、同様の機能を奏することができるものであれば良く、例えば板バネなど図２において水平配置し、該板バネの一端をシャフト支持部材７４に固定し、他端を上下動ブロック１０に固定する構成などとすることも可能である。また、スプリング９０は省略可能である。
【００５４】
[接触開始点検出]
次に、本実施形態における荷重検出結果に基づく接触開始時点の検出について説明する。
【００５５】
本実施形態では、荷重検出結果に基づく接触開始時点の検出は、実装部品と被実装部品との接触開始を表す微小の加圧力の立ち上がり（加圧力変化）等を精度良く検出することで行うが、直接的に、往復運動駆動源６０からの加圧力をθ軸シャフト３０を介して実装部品と被実装部品との間に作用させたのでは、接触開始時点を精度良く検出することができず、以降の加圧制御にも悪影響を来す。つまり、往復運動駆動源６０が圧力制御するものである場合、所定反力が生じるまでθ軸シャフト３０は加圧方向に自由に移動可能であることから、単に往復運動駆動源６０からθ軸シャフト３０に加圧力を作用させただけでは、場合によっては、例えば、θ軸シャフト３０先端側に取り付けられる実装部品を被実装部品に強い力で突き当ててしまう惧れ等があり、接触開始点を精度良く検出することができず、延いては以降の加圧制御に悪影響を来たすことにもなる。なお、接触開始点を精度良く検出できないと、実装処理において、加圧プロファイルに従った加圧制御を良好に行えないのは勿論のこと、例えば、音波モータ５１の発振開始タイミングや、基板等を加熱するための加熱手段（図示せず）の加熱開始タイミングなどを精確に制御することができないことになる。
【００５６】
このため、本実施形態では、以下のような構成とすることで、荷重検出装置７０の検出結果に基づいて実装部品（ＩＣチップ等）と被実装部品（基板等）との接触開始時点を高精度に検出する。
【００５７】
即ち、本実施形態においては、往復運動駆動源６０の出力軸６１と連係される往復運動動力源側部材７５を、図２において下方（重力反対方向）からＺ方向所定位置に支持するロック部材７７が配設される。
【００５８】
このロック部材７７は、前記上下動ブロック１０に支持されている。該ロック部材７７によれば、往復運動駆動源６０が図１において下方に向けて駆動されても、出力軸６１及び往復運動動力源側部材７５が、上下動ブロック１０に対してＺ方向所定位置にロックされることになる。このロック部材７７が、本発明に係るロック手段に相当する。
【００５９】
かかるロック部材７７を備えたことにより奏される作用・機能等については、以下の実装処理の説明の中で詳述する。
【００６０】
上述した各種構成を含んで構成される本実施形態に係る実装装置では、以下のようにして、荷重検出結果に基づく接触開始点検出と、実装部品（チップ等）と被実装部品（基板等）との間に作用する加圧力の検出を行いながら、実装処理を行う。
【００６１】
▲１▼ まず、図示しないチップ供給部において実装すべきチップを受け取りチップ吸着ツール５２によりチップを真空吸着して保持する。その後、図示しない制御系による制御に従ってＸ−Ｙ駆動機構を動作させて実装ヘッド１０を基板の上方の所定の位置へ移動させる。また同じく制御系による制御に従ってθ回転機構２０を動作させて、チップを基板に対して正しい取り付け方向に向ける。
この状態で、例えば撮像装置によりチップおよび基板の両者を撮像し、得られた画像データを画像処理してチップと基板との位置ずれを算出する。得られた位置ずれデータに基づいて再びＸ−Ｙ駆動機構およびθ回転機構２０を動作させ、基板に対するチップの位置補正を行う。
以上の工程によりチップは基板に対して正しい取り付け位置に位置決めされる。
【００６２】
▲２▼ 次に、Ｚ軸駆動モータ４とＺ軸ボールねじ機構６からなる位置制御可能なＺ軸駆動機構を操作してチップを基板に接する手前の所定位置Ａ（図４参照）まで下降させる。なお、処理効率の促進と慣性力抑制との両立等のためには、かかる下降動作は、図４に示すように下降速度可変に制御することが好ましいが、勿論、等速で下降させるなど適宜要求に応じて変更できるものである。
【００６３】
この下降動作のときに、下降動作に伴い生じる慣性力が、θ軸シャフト３０や荷重検出装置７０を遊動させたり、横方向要素７２Ａ、７２Ｂに作用して歪ゲージ７３Ａ，７３Ｂによる加圧力検出（接触点検出）に悪影響を及ぼす惧れがある。このため、予め往復運動駆動源６０を図１において下方に向けて所定の初期加圧力で駆動しておき、該駆動力で前記往復運動動力源側部材７５を前記ロック部材７７に押圧付勢することにより、往復運動動力源側部材７５延いては縦方向要素７１Ｂを上下動ブロック１０に対してＺ方向所定位置にロックしておく。これと共に、図２に示すように、ロック機構８０により、ロック用部材８３延いてはこれに固定される縦方向要素７１Ａを上下動ブロック１０に対してＺ方向所定位置（前記ロック部材７７のロック位置との関連で、横方向要素７２Ａ、７２Ｂに歪が生じない位置）にロックしておく。なお、ロック部材７７及びロック機構８０の各ロック位置（高さ）は、ねじ込み量調整やシム調整等を介して調整可能に構成することができる。
【００６４】
これにより、下降動作に伴い慣性力が生じたとしても、θ軸シャフト３０や荷重検出装置７０の遊動を確実に防止でき、以ってチップと基板との不測の衝突などを防止できると共に、横方向要素７２Ａ、７２Ｂに歪が生じることを抑制できるため、荷重検出装置７０の荷重検出に対する慣性力の影響を極力抑制することができることになる。ここで、前記ロック機構８０が、本発明に係る第２ロック手段に相当する。
【００６５】
なお、前記ロック部材７７によるロックは、上記の慣性力等の影響排除だけでなく、後述するように、加圧力制御を行う往復運動動力源６０を、チップと基板とが接触開始する前から前記ロック部材７７に出力軸６１及び往復運動動力源支持部材７５を突き当てた状態として予め所定の初期加圧力で駆動しておくことで、チップと基板とが接触開始してから該所定の初期加圧力に至るまでの間、Ｚ軸駆動機構の位置制御による加圧制御を可能にすることに寄与するものである。
【００６６】
▲３▼ 前述のようにして、Ｚ軸駆動機構を介してチップを基板に接触する手前の所定位置Ａまで下降させたら、ロック部材７７及びロック機構８０によるロック状態を維持したまま、図４に示すようにチップを等速度で所定量下降させ徐々に基板に接近させる。この等速度の所定量の降下が始まると、前記慣性力の悪影響はほぼ無くなるので、ロック部材７７によるロック状態は維持しつつ、ロック機構８０のロック用ソレノイド８１を解放してロック機構８０によるロック状態を解除する。
【００６７】
この後、当該等速度による所定量の降下の途中で、チップと基板との接触が開始されることになり、これにより、図５（Ａ）のように、チップと基板との間に加圧力（押圧力）が生じることになるが、ロック機構８０は解放状態とされているものの、前記ロック部材７７により往復運動動力源６０の出力軸６１のロック状態は維持されたままであるので、前記加圧力はＺ軸駆動機構の移動速度に応じて横方向要素７２Ａ，７２Ｂを歪ませることとなり、以って、図６に示すように、比較的緩やかな傾きで圧力を徐々に上昇させることが可能となる。
【００６８】
なお、図５（Ｂ）に示すように、この加圧力（反力）βが往復運動動力源６０の出力（加圧力）αより小さい間は、θ軸シャフト３０を介して前記シャフト支持部材７４を押し上げ、ロック機構８０のストッパ８２から前記起歪体７１の縦方向要素７１Ａの上面に取り付けられているロック用部材８３を離間させ、前記横方向要素７２Ａ、７２Ｂに歪を生じさせることになる。
【００６９】
従って、この横方向要素７２Ａ、７２Ｂの歪を検出して加圧力を検出する本実施形態の荷重検出装置７０によれば、接触開始に伴う微小な加圧力変化を精度良く検出できることになる。
【００７０】
即ち、本実施形態によれば、微小な加圧力で実装部品と被実装部品との接触を円滑に開始できると共に、該加圧力を比較的緩やかに上昇させることが可能となるから、実装部品と被実装部品との不測の衝突に伴う損傷等を確実に防止できると共に、荷重検出装置７０による加圧検出結果に基づいて接触開始点を高精度に検出できることになる。なお、接触開始点の検出は、例えば、荷重検出装置７０により検出された加圧力が、所定の接触開始圧力（圧力０の場合を含むこともできる）より大きくなった時点或いは所定に変化した（加圧力の変化の曲率が所定より大きくなった）時点などを接触開始点とすることができる。但し、接触開始してから後述する初期荷重状態終了時までの加圧特性は、Ｚ軸駆動機構の移動速度、往復運動動力源６０から付与される前記所定の初期加圧力等と相関を持つため、加圧力を緩やかに上昇させる場合に限らず、Ｚ軸駆動機構の移動速度を調整することで、任意の加圧力上昇特性（圧力上昇速度）を与えることが可能である。
【００７１】
［加圧制御］
▲４▼ その後、Ｚ軸駆動機構による前記所定量の下降が進行するに連れて、チップと基板との間に発生する加圧力（反力）βは徐々に増大し、横方向要素７２Ａ、７２Ｂの歪を大きくするが、チップと基板との間の加圧力（反力）βが前記往復運動動力源６０の出力軸６１の前記ロック部材７７への所定の初期加圧力（即ち、加圧力α）に到達すると、図５（Ｃ）に示すように、チップと基板との間の実際の加圧力（反力）βと、出力軸６１のロック部材７７への所定の初期加圧力αと、が釣り合うようになる結果、前記往復運動動力源６０の出力軸６１を、ロック部材７７延いては上下動ブロック１０に対して相対的に図５（Ｃ）において上方に移動させることとなる。このとき、出力軸６１とロック部材７７とが離間されロック部材７７による位置規制が解除された状態となる。
【００７２】
即ち、図６に示すように、前記所定量の下降が進行しても、加圧力が上昇しない等圧期間（初期荷重状態）が生じることになる。この後、Ｚ軸駆動機構による前記所定量の下降が終了するまで、上記期間が継続される。かかる期間の長さは、適宜必要に応じて、前記所定量の調整により変更可能である。
【００７３】
なお、図６に示す搭載プロファイルのうち、接触開始から初期荷重状態終了時までの加圧プロファイル（加圧特性）は、Ｚ軸駆動機構の移動速度、往復運動動力源６０から付与される前記所定の初期加圧力等と相関を持つことになるため、Ｚ軸駆動機構の移動速度、往復運動動力源６０の初期加圧力等を調整することで、任意の加圧プロファイル（加圧特性）の設定が可能となる。また、本実施形態では、荷重検出装置７０を介して、かかる接触開始から初期荷重状態終了時までの実際の加圧力変化を精度良く検出してモニタすることができる。従って、モニタ結果に基づき前記移動速度や前記所定の初期加圧力のフィードフォワード制御的な調整を行うことにより、或いは荷重検出装置７０の加圧力検出結果に基づいて前記移動速度や往復運動動力源６０の所定の初期加圧力をフィードバック制御することにより、接触開始から初期荷重状態終了時までの加圧プロファイルを、所望に制御できることとなる。
【００７４】
▲５▼ 前述のＺ軸駆動機構による前記所定量の降下が終了すると、出力軸６１とロック部材７７とが所定に離間されロック部材７７による位置規制は解除されているので、往復運動動力源６０を介したθ軸シャフト３０の加圧コントロールが可能となるため、本実施形態では、往復運動動力源６０による加圧プロファイル（図６の搭載プロファイルのうちの初期荷重状態終了時以降のプロファイル）に従った加圧コントロールが実行される。
【００７５】
なお、この加圧力コントロール中においては、前記荷重検出装置７０による加圧力の検出結果に基づいて所定の加圧プロファイルを達成するように往復運動動力源６０の駆動量（加圧力）をフィードバック制御することができ、これにより、フィードフォワード制御する場合に比べて、精度良く加圧プロファイルをトレースできることになる。但し、フィードバック制御を行うことなく、前記荷重検出装置７０により検出される加圧力をモニターして、フィードフォワード制御値の調整に用いたり、加圧状態を判断するための資料として用いることなども勿論可能である。
【００７６】
以上により、本実施形態における荷重検出装置７０の検出結果を用いた精度良く加圧プロファイルをトレース可能な加圧制御が達成されることになる。
【００７７】
▲６▼ ところで、上記加圧コントロールとは別に、本実施形態の実装装置では、チップと基板との接触開始点の検出結果に基づいて、超音波モータ５１の発振開始タイミングや、基板等を加熱するための加熱手段（図示せず）の加熱開始タイミングなどを決定し、時間に対して所定に加振量や加熱量が定められた搭載プロファイル（図６参照）に従って、超音波モータ５１による加振処理や、加熱手段による基板に対する加熱処理等を実行することができる。
【００７８】
即ち、実装処理は、搭載プロファイルに従って（加熱タイミングや加熱量、加振タイミングや加振量を制御しつつ）、チップを基板に押しつけ加熱した状態で、超音波モータ５１を振動させることでチップ側の導体と基板側の動体とを融着させることで完了する。
【００７９】
ところで、本実施形態の実装装置におけるチップと基板との接合方法としては、チップ又は基板の何れか（若しくは双方）の接合面に接着剤を塗布し、チップを搭載プロファイルに従って基板に押圧しつつ、接着剤を硬化させ、チップを基板に接合する方式とすることも可能である。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態によれば、処理対象に加圧処理を施す際に、接触開始時点を高精度に検出できると共に、接触開始後における加圧力を高精度に検出して搭載プロファイルに従って高精度な加圧制御が可能となる。
【００８１】
なお、本実施形態は、加圧方向を重力方向として説明したが、加圧方向は水平方向等、重力方向以外の他の方向とできることは勿論である。この場合、重力が荷重検出に及ぼす悪影響がなくなる或いは少なくなるため、例えば、前記スプリング８０などを小型化若しくは省略することも可能である。
【００８２】
また、本発明は、チップの基板への実装装置に限定されるものではなく、加圧力を検出しながら、被処理体に対して何がしかの処理を施す処理装置に適用できるものである。
【００８３】
なお、本実施形態では、比較的小さな加圧力を制御するフリップチップの実装装置を一例として説明したため、比較的微小圧力で比較的大きな歪を検出できる四辺形の起歪体７１を有する荷重検出装置７０を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８４】
即ち、処理対象の被処理面と略直交する直交方向において前記処理対象に対して相対移動可能な移動部材と、
前記移動部材を前記直交方向において処理対象に対して相対移動させる駆動手段と、
前記直交方向において移動部材に対して相対移動可能に移動部材に支持され前記直交方向に所定量相対移動されたときに処理対象と当接可能に配設された出力部材を、前記直交方向の被処理面方向に所定圧力で加圧駆動可能な加圧手段と、
前記駆動手段の駆動を位置制御に基づき制御する駆動制御手段と、
前記加圧手段の加圧駆動を圧力制御に基づき制御する加圧制御手段と、
前記出力部材の途中部分を加圧方向と対向する方向から支承して、前記出力部材の前記移動部材に対する加圧方向への相対移動を規制するロック手段と、
前記出力部材の処理対象側端部と、前記ロック手段の支承位置を含む前記出力部材の加圧方向に略直交する断面位置と、の間において出力部材に作用する実際の加圧力を検出する加圧力検出手段（例えば、図７に示すように、当該手段の該当位置に出力部材の加圧作用に伴う圧縮／引張歪を検出する歪センサを貼り付ける場合や、当該手段の該当位置に圧縮引張型のロードセルを介装させる場合も含まれる）、
を含んで構成される処理装置は、本発明の範囲に含まれるものである。
【００８５】
更に、θ補正等が必要ない場合には、θ補正のための各種装置、例えばθ回転機構２０や回転往復運動伝達機構４０等は省略することができる。また、本実施形態では、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の位置決め等のための移動を実装ヘッド側で行うこととして説明したが、基板側即ち基板ステージ（被処理対象である基板を支持するベース側）を、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向あるいはその一部の方向に関して実装ヘッドに対して移動させる構成をとっても良いものである。
【００８６】
また、上記実施の形態では、往復運動動力源６０の出力軸６１をロック部材７７へ所定の初期加圧力で予め押圧しておく構成として説明したが、これに限らず、図６において一点鎖線Ｌで示すように、初期加圧力を比較的大きな所定加圧力に設定しておき、チップと基板との間の実際の加圧力（反力）と、出力軸６１のロック部材７７への当該所定加圧力と、が釣り合うようになるまでの間において、上下動ブロック１０による移動動作によって、チップと基板との間の実際の加圧力を制御するように構成することも可能である。即ち、前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への加圧が開始されてから前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への加圧力が前記所定加圧力に至るまで、前記移動部材の移動動作に従って、前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への加圧力を制御することも可能である。
【００８７】
これによっても、加圧開始から加圧力が所定加圧力に至るまで、加圧力を任意に制御でき、以って所望の加圧プロファイル延いては搭載プロファイルを高精度にトレースすることが可能となる。なお、所定加圧力に至ったときに、前記出力部材を前記ロック手段から離間させて前記ロック手段による相対移動の規制を解除した状態へ移行させることができるため、該解除状態において前記加圧制御手段による前記出力部材の前記被処理面方向への加圧駆動制御を行うようにすることも可能である。或いは、被処理面への加圧力が前記所定加圧力に至ったときには、前記出力部材を前記ロック手段から離間させて前記ロック手段による相対移動の規制を解除することが可能であり、従って該所定加圧力を超えた加圧力を被処理面に作用させないように構成することも可能である。即ち、前記所定加圧力を加圧力の上限値（リミット値）として機能させる加圧力リミット制御も可能である。
【００８８】
なお、本実施形態において説明した装置の各要素、各装置、各機構、各部材などのレイアウトは、例示したものに限定されるものではなく、適宜変更できることは勿論である。例えば、図７で示したレイアウトや、図８に示すようなレイアウトなどとすることができる。なお、上記実施形態で説明した中央が開口された四辺形の起歪体７１に限らず、図８のように中実の横方向要素を備えるものも本発明の範囲に含むことができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、比較的簡単かつ安価な構成としながら、接触開始から実際の加圧力を高精度に検出することができる。従って、例えば、所望の加圧プロファイル延いては搭載プロファイルを高精度にトレースすることができるようになる。また、微小な加圧力で出力部材の処理対象側端部（実装部品等が取り付けられる場合も含む）と、処理対象と、の接触を円滑に開始できると共に、接触開始してからの加圧力を緩やかに上昇させることが可能となるなど加圧プロファイル（加圧特性）を自由に設定することが可能となる。即ち、本発明によれば、加圧力検出手段による加圧検出結果に基づく接触開始点の検出も高精度に行うことができ、延いては最適な加圧コントロール延いては搭載プロファイルを実現することができる。更に、ロック手段を設けたことで出力部材の処理対象側端部と処理対象との不測の衝突に伴う損傷等をも確実に防止できる。
【００９０】
また、第２ロック手段を備えるようにすれば、加圧力検出手段延いては出力部材のバタツキを防止でき、以って上記不測の衝突を一層確実に防止できると共に、移動手段の移動に伴う慣性力が、加圧力検出手段の検出に悪影響を及ぼすことを確実に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態に係る部品実装装置の実装ヘッドの正面図である。
【図２】 図１の実装ヘッドの荷重検出装置等の一部を側方から見た部分断面図である。
【図３】 θ軸シャフト及びスリーブの断面図である。
【図４】 同上実施の形態に係るＺ軸駆動機構による上下動ブロックの駆動制御（下降速度制御）の一例を示す図である。
【図５】 同上実施の形態に係る荷重検出装置の荷重検出メカニズムを説明する図であり、（Ａ）は接触開始時の状態を示し、（Ｂ）は初期荷重状態へ移行した状態を示し、（Ｃ）は初期荷重状態から往復運動動力源による加圧制御可能な状態を示す。
【図６】 同上実施の形態に係る搭載プロファイル（加圧プロファイル、加振プロファイル、加熱プロファイル）の一例を示す図である。
【図７】 荷重検出装置延いては出力部材の他の構成例を説明する図である。
【図８】 荷重検出装置延いては出力部材の更に他の構成例を説明する図である。
【符号の説明】
１ 実装ヘッド
２ ヘッドベース
４ Ｚ軸駆動モータ
６ Ｚ軸ボールねじ機構
10 上下動ブロック
30 θ軸シャフト（出力部材の一部に相当）
50 超音波ホーンブラケット
51 超音波ホーン
52 チップ保持ツール
60 往復運動動力源（加圧手段に相当）
70 荷重検出装置（加圧力検出手段に相当）
77 ロック部材（ロック手段に相当）
80 ロック機構（第２ロック手段に相当）

Claims (15)

1. 処理対象を支持する支持部と、
   前記支持部に支持される処理対象の被処理面と略直交する直交方向において前記処理対象に対して相対移動可能な移動部材と、
   前記移動部材を前記直交方向において処理対象に対して相対移動させる駆動手段と、
   前記直交方向において移動部材に対して相対移動可能に移動部材に支持され前記直交方向に所定量相対移動されたときに処理対象と当接可能に配設された出力部材を、前記直交方向の被処理面方向に所定圧力で加圧駆動可能な加圧手段と、
   前記駆動手段の駆動を位置制御に基づき制御する駆動制御手段と、
   前記加圧手段の加圧駆動を圧力制御に基づき制御する加圧制御手段と、
   を含んで構成された処理装置において、
   前記出力部材の途中部分を加圧方向と対向する方向から支承して、前記出力部材の前記移動部材に対する加圧方向への相対移動を規制するロック手段と、
   前記出力部材の処理対象側端部と、前記ロック手段の支承位置を含む前記出力部材の加圧方向に略直交する断面位置と、の間において出力部材に作用する実際の加圧力を検出する加圧力検出手段と、
   を含んで構成したことを特徴とする処理装置。
2. 前記加圧力検出手段により出力部材に作用する加圧力を検出しながら、
   前記加圧制御手段を介して前記加圧手段を加圧駆動して所定加圧力で前記出力部材を前記ロック手段に押圧して前記出力部材の前記移動手段に対する相対移動を規制しつつ前記駆動制御手段を介して前記移動部材を前記被処理面方向に移動させる移動動作に基づいて、前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への加圧を開始させると共に前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への加圧力を制御することを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
3. 前記加圧力検出手段により出力部材に作用する加圧力を検出しながら、
   前記加圧制御手段を介して前記加圧手段を加圧駆動して所定初期加圧力で前記出力部材を前記ロック手段に押圧して前記出力部材の前記移動手段に対する相対移動を規制しつつ、前記駆動制御手段を介して前記駆動手段を駆動して前記移動部材を前記被処理面方向に所定量移動させる移動動作の途中で、前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への前記移動動作による加圧を開始させ、前記移動動作の進行に連れて前記移動動作による前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への加圧力を増大させると共に、
   少なくとも前記移動動作が完了したときには、前記所定初期加圧力に抗して前記出力部材を前記ロック手段から離間させて前記ロック手段による相対移動の規制を解除した状態とし、該解除状態において前記加圧制御手段による前記出力部材の前記被処理面方向への加圧駆動制御を行うように構成したことを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
4. 前記加圧力検出手段による加圧力の検出結果に基づいて、少なくとも前記駆動手段の駆動若しくは前記加圧手段の加圧駆動の一方を調整することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の処理装置。
5. 前記解除状態において、前記加圧力検出手段による加圧力の検出結果に基づいて、前記加圧制御手段による前記出力部材の前記被処理面方向への加圧駆動を調整することを特徴とする請求項２〜請求項４の何れか１つに記載の処理装置。
6. 前記加圧力検出手段による加圧力の検出結果に基づいて、前記出力部材の処理対象側端部を介した被処理面への前記移動動作による加圧の開始時点である接触開始点を検出することを特徴とする請求項２〜請求項５の何れか１つに記載の処理装置。
7. 前記接触開始点の検出は、前記加圧力検出手段により検出される加圧力と、所定の基準値と、に基づいてなされることを特徴とする請求項６に記載の処理装置。
8. 前記接触開始点の検出結果に基づいて、各種制御のうちの少なくとも１つが実行されることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の処理装置。
9. 前記少なくとも１つの制御は、前記駆動制御手段による駆動制御、前記加圧制御手段による加圧制御、処理対象に対する加熱制御、前記出力部材の処理対象側端部と処理対象との間に配される部材に対する加振制御、或いは前記出力部材の処理対象側端部と処理対象との間に配される部材を処理対象に付着するための接着剤の付与制御の何れかであることを特徴とする請求項８に記載の処理装置。
10. 前記加圧力検出手段が、
    前記被処理面に略直交する平面内において前記被処理面の略直交方向に延伸され所定量離間されて対面して配設される一対の縦方向要素と、前記被処理面に略直交する平面内において前記一対の縦方向要素と略直交する方向に延伸され所定量離間されて対面して配設される一対の横方向要素と、を一体的に結合して構成される起歪体と、
    前記横方向要素に取り付けられ横方向要素の歪を検出する歪検出手段と、
    を含んで構成されると共に、
    該加圧力検出手段を、
    一方の縦方向要素の付近において前記起歪体の加圧方向上流側端面に基部が取り付けられ、該基部に連続する端部が加圧方向上流側の横方向要素と非接触で該横方向要素の長手方向に延伸される上流側部材と、
    他方の縦方向要素の付近において前記起歪体の加圧方向下流側端面に基部が取り付けられ、該基部に連続する端部が加圧方向下流側の横方向要素と非接触で該横方向要素の長手方向に延伸される下流側部材と、
    を介して、
    出力部材の処理対象側端部と、前記出力部材の前記ロック手段の支承位置を含む被処理面に略平行な断面位置と、の間に介装することにより、前記加圧力検出手段を出力部材の一部として機能させる一方、
    出力部材に加圧力が作用したときに、該加圧力が前記上流側部材に加圧方向から作用すると共にその反力が前記下流側部材に加圧方向に対向する方向から作用することを利用して、前記起歪体の横方向要素を歪ませ、前記歪検出手段による歪み検出に基づいて、前記加圧力検出手段が出力部材に作用する加圧力を検出するように構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項９の１つに記載の処理装置。
11. 前記出力部材に加圧力が作用したときに、前記上流側部材に加圧方向から作用する加圧力と、前記下流側部材に加圧方向に対向する方向から作用する反力と、が偶力とならないように構成されていることことを特徴とする請求項１０に記載の処理装置。
12. 前記加圧力検出装置の加圧力作用時における回動を規制する回動規制手段を含んで構成されたことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の処理装置。
13. 前記上流側部材の加圧方向下流側端面が、前記ロック手段により支承されることを特徴とする請求項１０〜請求項１２の何れか１つに記載の処理装置。
14. 前記ロック手段の支承位置に対する前記加圧力検出手段の相対移動を規制する第２ロック手段を含んで構成したことを特徴とする請求項１〜請求項１３の何れか１つに記載の処理装置。
15. 前記第２ロック手段が、前記他方の縦方向要素を支持することで、前記ロック手段の支承位置に対する前記加圧力検出手段の相対移動を規制することを特徴とする請求項１４に記載の処理装置。

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