JP3803474B2

JP3803474B2 - Air bearing cylinder and cylinder system

Info

Publication number: JP3803474B2
Application number: JP28555497A
Authority: JP
Inventors: 孝二内田; 賢治松尾; 竜郎下山
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1997-10-17
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2017-10-17
Also published as: JPH11117912A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアベアリングシリンダ及びそれを使用したシリンダシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造プロセスにおいて使用されるボンディング装置では、ウェハを切断して得られたチップをリードフレーム上に搬送し、該リードフレーム上にチップを所定の接合圧にて押圧することにより、ボンディングを行っている。
【０００３】
上記のボンディング工程において製品精度を確保するためには、チップの取付位置、接合圧、接合温度などの精度が必要である。特に、近年の半導体装置の小型化及び高集積化に伴い上記の各精度の確保が無視できない重要な問題となっている。
【０００４】
このうち、チップの取付位置及び接合温度の各精度を確保し得るものとして、例えば特開平８−１５２００７号公報に記載されているエアベアリングシリンダがある。
【０００５】
図６に示されるように、このエアベアリングシリンダ５０はシリンダブロック５１を備え、シリンダブロック５１内にシリンダ室５２及びそれに連通するロッド挿通孔５３が形成されている。ロッド５４は前記ロッド挿通孔５３に挿通され、その先端がロッド挿通孔５３から外部に突出されている。ロッド５４の基端部にはロッド挿通孔５３よりも大径のストッパ５５が固定されており、ロッド５４は同ストッパ５５がシリンダ室５２内壁面に当接しない範囲で長手方向に移動可能となっている。シリンダブロック５１にはシリンダ室５２に制御エアを供給するための推力ポート５６が形成されている。推力ポート５６に供給された制御エアは、ストッパ５５の外表面に作用し、ロッド５４全体をシリンダブロック５１に対して相対的に前進（図６における下動）させるための差圧を生じさせる。
【０００６】
ロッド挿通孔５３の内壁面には、多孔質体よりなる軸受け部材５７が設けられている。軸受け部材５７からは給気ポート５８より供給された加圧エアが噴出され、ロッド５４が軸受け部材５７によって非接触的に支承される。なお、真空引きポート５９は軸受け部材５７から噴出された加圧エアを外部に排出するために設けられている。
【０００７】
上記のように、軸受け部材５７として多孔質体を用いて加圧エアを噴出することでロッド５４を非接触的に支承するエアベアリングシリンダ５０によれば、軸受け部材としてボールベアリングを使用する場合に比べ、格段にチップ取付位置の精度が向上する。すなわち、軸受け部材としてボールベアリングを使用するとせいぜい２〜３μｍ程度の精度が限界であるが、この状態で周囲温度が１００〜２００度であるとすると、ロッドの熱膨張で上記の位置精度を確保することができず、実用に供し得ない。この点、上記のエアベアリングシリンダ５０によれば、少なくともボールベアリングと同程度以上のロッド位置精度を確保でき、温度の影響も受けないため、高度な位置精度が要求されるボンディング装置において極めて有用である。
【０００８】
なお、この種のエアベアリングシリンダ５０は、上記したボンディング装置に限らず、半導体製造プロセスにおいて各種使用形態が可能となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のエアベアリングシリンダ５０では、ロッド５４がシリンダブロック５１に対し前進（図６における下動）するだけの所謂単動型であり、ロッド５４の後退側への移動は別の外部装置などに頼らざるを得なかった。そのため、エアベアリングシリンダ５０自体が小型化されたものであっても、上記外部装置を含めると装置が大型化してしまい、しかも、その制御も複雑になるという問題があった。
【００１０】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複動制御可能なエアベアリングシリンダを提供することにある。
又、本発明の他の目的は、上記複動制御可能なエアベアリングシリンダにおいて、簡単な構成とすることができ、製作コストを低減することができ、又は制御を容易にすることができるエアベアリングシリンダを提供することにある。
【００１１】
又、本発明の更に他の目的は、上記複動制御可能なエアベアリングシリンダの制御のためのシステムを簡単にすることができるシリンダシステムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、内部にシリンダ室及びロッド挿通孔を有するシリンダブロックと、前記ロッド挿通孔に挿通されるとともに先端側が該ロッド挿通孔から突出されたロッドと、前記シリンダ室又はロッド挿通孔の少なくとも一方の内壁面に設けられ、加圧エアを噴出することによって前記ロッドを非接触的に支承する軸受け部材とを備えたエアベアリングシリンダにおいて、前記ロッドをシリンダブロックに対し前進させる推力をもたらす第１の圧力作用部と、同ロッドをシリンダブロックに対し後退させる推力をもたらす第２の圧力作用部と、前記第１の圧力作用部に連通され制御エアを供給する第１の推力ポートと、前記第２の圧力作用部に連通され制御エアを供給する第２の推力ポートとを設けロッド先端に治具を設けるとともに、治具及びロッドにはシリンダブロックに形成された真空引きポートを介して真空引きされる通路を形成し、その真空引きによって治具に被吸着物を吸着保持可能とした。
【００１３】
また、請求項１に記載の発明では、前記第１及び第２の圧力作用部とは別にさらに前記ロッドをシリンダブロックに対し後退させる推力をもたらす第３の圧力作用部を設け、前記シリンダブロックには前記第３の圧力作用部に連通し、前記第１の推力ポート及び第２の推力ポートから供給される制御エアとは異なる圧力の制御エアを前記第３の圧力作用部に供給し得る第３の推力ポートを設け、第３の推力ポートをロッド挿通孔に開口させ、同第３の推力ポートを、ロッド挿通孔の内壁面に設けられた前記軸受け部材を挟んで第１及び第２の推力ポートと離間した位置に配置した。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のエアベアリングシリンダにおいて、前記エアベアリングシリンダをロッドの先端側を下方へ指向させた状態で配置し、前記第３の推力ポートを経て前記第３の圧力作用部に作用する制御エアが、前記ロッド及びロッドと一体移動する部材の自重分を解消する大きさの推力を前記ロッドにもたらすように構成した。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載のエアベアリングシリンダにおいて、前記シリンダ室の断面形状よりも前記ロッド挿通孔の断面形状を小さく形成し、前記ロッドを、前記シリンダ室よりも若干小径の第１ロッド部と、該第１ロッド部の先端側に一体形成され前記ロッド挿通孔よりも若干小径でかつ前記第１ロッド部よりも小径の第２ロッド部とから構成し、第１ロッド部と第２ロッド部との段差部を前記第２の圧力作用部とした。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のエアベアリングシリンダにおいて、前記ロッドの基端をシリンダ室内に配置し、該ロッドの基端面を前記第１の圧力作用部とした。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエアベアリングシリンダにおいて、前記第１の圧力作用部の有効受圧面積を前記第２の圧力作用部の有効受圧面積の２倍とした。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載のエアベアリングを使用したシリンダシステムにおいて、第１の推力ポートに第１の流路を接続するとともに、第２の推力ポートに第２の流路を接続し、第１の流路及び第２の流路をそれらに共通の第３の流路に接続し、第３の流路に所定圧の制御エアを供給するための圧力制御弁を設け、第１の流路には該第１の流路から第１の推力ポートへの制御エアの供給又は遮断を切換える切換弁を設けた。
【００１９】
以下、上記各手段に基づく作用について説明する。
請求項１に記載の発明では、第１の推力ポートから制御エアを供給すると、第１の圧力作用部にロッドをシリンダブロックに対し前進させる推力が発生し、ロッドが前進する。一方、第２の推力ポートから制御エアを供給すると、第２の圧力作用部にロッドをシリンダブロックに対し後退させる推力が発生し、ロッドが後退する。従って、エアベアリングシリンダは、第１及び第２の両推力ポートから供給される制御エアにより、ロッドの前進及び後退が制御される、すなわち複動制御される。
【００２０】
請求項１及び請求項２に記載の発明では、第３の推力ポートから制御エアを供給することにより、第３の圧力作用部にロッド及びロッドと一体移動する部材の自重分を解消する大きさの推力が発生する。従って、この状態ではロッド及びロッドと一体移動する部材の自重分を考慮せずに、第１及び第２の両推力ポートから供給される制御エアの圧力制御を行うことができ、エアベアリングシリンダの制御が容易になるとともに、高精度の圧力制御を達成し得る。また、第３の推力ポートからの制御エアが第１及び第２の両圧力作用部に作用したり、第１及び第２の両推力ポートからの制御エアが第３の圧力作用部に作用する可能性が低くなる。その結果、ロッド及びロッドと一体移動する部材の自重分を解消するための圧力制御の精度を向上させることができるとともに、ロッドの複動制御における圧力制御の精度を向上させることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明では、ロッドに形成される段差部を利用して第２の圧力作用部が構成されているため、第２の圧力作用部を簡単に製作できる。しかも、第２の圧力作用部によってシリンダ全体が大型化することも防止されるため、小型化が要求されるエアベアリングシリンダに好適である。
【００２２】
請求項４に記載の発明では、ロッドの基端面を第１の圧力作用部としているため、第１の圧力作用部のために特別の部品を設ける必要がなく、製作が簡単になる。しかも、第１の圧力作用部によってシリンダ全体が大型化することも防止されるため、小型化が要求されるエアベアリングシリンダに好適である。
【００２３】
請求項５に記載の発明では、第１の圧力作用部の有効受圧面積を前記第２の圧力作用部の有効受圧面積の２倍としている。そのため、第１の推力ポート及び第２の推力ポートから同圧の制御エアを供給した場合におけるロッド前進側への推力と、この状態で第１の推力ポートからの制御エアの供給を停止させた場合におけるロッド後退側への推力とが同一となる。これにより、第１の推力ポートと第２の推力ポートとに供給される制御エアを同圧としてロッドの進退いずれの方向への制御も同一視することが可能となる。従って、エアベアリングシリンダの制御が極めて簡単なものとなる。
【００２４】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載のエアベアリングを使用したシリンダシステムであり、上述のとおり、第１の推力ポートと第２の推力ポートとに同圧の制御エアを供給しかつ第１の推力ポートへの制御エアの供給を停止すればよいことから、第１の推力ポートに連通する第１の流路に切換弁を設けるとともに、両推力ポートに共通の圧力制御弁を設ければよく、システム全体を簡単なものとすることができる。又、その制御形態も基本的に切換弁を切換えるだけでよく制御自体も簡単に行われる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００２６】
図２には、半導体製造プロセスにおいて使用されるボンディング装置のボンディングヘッド１によるボンディング工程の概略斜視図が示されている。このボンディングヘッド１は、図示しない回動軸を中心として回動可能に設けられた回動筒部２と、基端が該回動筒部２の外周面に固定された連結部３と、該連結部３の先端に固定されたエアベアリングシリンダ４とから構成されている。又、エアベアリングシリンダ４の下端には該エアベアリングシリンダ４に対し上下動される治具５が固定されている。すなわち、本実施形態ではエアベアリングシリンダ４はボンディング装置における押圧機構として利用されている。
【００２７】
このボンディングヘッド１の動作の概略を説明すると、まず、ウェハＷを切断して得られたチップＴ上にエアベアリングシリンダ４が配置された状態で治具５を下動させてチップＴを保持し、その後チップＴを保持したまま治具５を上動させる。そして、回動筒部２を回動させてエアベアリングシリンダ４をリードフレームＦ上に配置させる。その後、治具５を下動させてチップＴをリードフレームＦに所定の接合圧で押圧することによりボンディングが行われる。
【００２８】
次に、上記エアベアリングシリンダ４の構成及びそのシリンダシステムについて説明する。
図１に示されるように、エアベアリングシリンダ４を構成する金属製のシリンダブロック６の内部には、シリンダ室７とロッド挿通孔８とが形成されている。シリンダ室７とロッド挿通孔８とはシリンダブロック６内部において互いに連通されている。シリンダ室７は、ロッド挿通孔８よりも大径でかつロッド挿通孔８に連通される第１シリンダ室７ａと、第１シリンダ室７ａよりも大径でかつ第１シリンダ室７ａに連通される第２シリンダ室７ｂとから構成されている。なお、シリンダブロック６を一体物として図示しているが、実際には複数のシリンダブロック構成体を一体化することにより構成されている。
【００２９】
ロッド挿通孔８にはロッド９が挿通され、その先端側（図の下端側）が外部に突出されるとともに、その基端側（図の上端側）がシリンダ室７内に配置されている。具体的には、ロッド９は第１シリンダ室７ａよりも若干小径の第１ロッド部９ａと、第１ロッド部９ａの先端側に一体形成されるとともにロッド挿通孔８よりも若干小径の第２ロッド部９ｂとを備え、第１ロッド部９ａがシリンダ室７内に収容され、第２ロッド部９ｂがロッド挿通孔８に挿通されている。従って、ロッド９はその長手方向に沿ってシリンダブロック６に対して進退可能となっている。
【００３０】
ロッド９の基端部には第１シリンダ室７ａよりも大径で第２シリンダ室７ｂよりも小径のストッパ１０が一体形成され、第２シリンダ室７ｂ内に配置されている。第２シリンダ室７ｂの内壁面上部には緩衝部材としての円板状のゴムクッション１１が固定され、第２シリンダ室７ｂの内壁面下部には緩衝部材としての円環状のゴムクッション１２が固定されている。従って、ロッド９は、図１に示されているようにストッパ１０が上方のゴムクッション１１に当接する位置から、図３に示されているように下方のゴムクッション１２に当接する位置までの範囲内にその長手方向への移動が規制されている。
【００３１】
シリンダブロック６のロッド挿通孔８と対応する内壁面には、多孔質材料からなる円環状の軸受け部材１３が設けられている。軸受け部材１３の内周面はロッド挿通孔８と面一となるように形成され、ロッド９の第２ロッド部９ｂを包囲するように配置されている。又、シリンダブロック６の第１シリンダ室７ａと対応する内壁面には、前記軸受け部材１３と同様、多孔質材料からなる円環状の軸受け部材１４が設けられている。軸受け部材１４の内周面は第１シリンダ室７ａと面一となるように形成され、ロッド９の第１ロッド部９ａを包囲するように配置されている。
【００３２】
シリンダブロック６の一側面には、軸受け部材１４外周面に連通される給気ポート１５が形成されている。給気ポート１５はエア供給源Ｐと配管Ｌ１を介して接続されている。又、シリンダブロック６には軸受け部材１４外周面と軸受け部材１３外周面とを連通する連通路１６が形成されている。そして、エア供給源Ｐからの加圧エアが配管Ｌ１を介して給気ポート１５に供給されると、その加圧エアは、軸受け部材１４に供給されるとともに、連通路１６を介して軸受け部材１３に供給される。従って、両軸受け部材１３，１４からロッド９へ向けて噴出される加圧エアによってロッド９が両軸受け部材１３，１４に非接触的に支承される。
【００３３】
シリンダブロック６において軸受け部材１３の下側に相当する部分には、ロッド９を包囲する集気空間１７が形成されている。集気空間１７はシリンダブロック６の一側面に形成された第１真空引きポート１８に接続され、第１真空引きポート１８は配管Ｌ２を介して図示しない真空ポンプに接続されている。従って、軸受け部材１３から噴出した加圧エアの大部分は、まず集気空間１７内に集められた後、真空ポンプの作用により第１真空引きポート１８を介して外部に排出される。
【００３４】
シリンダブロック６の一側面には、第２シリンダ室７ｂに連通する第１の推力ポート１９及び第１シリンダ室７ａに連通する第２の推力ポート２０がそれぞれ形成されている。第１の推力ポート１９と第２の推力ポート２０はシリンダ室７内において前記軸受け部材１４を挟んで離間した位置に開口されている。
【００３５】
第１の推力ポート１９から供給される制御エアはロッド９の基端面に作用し、ロッド９をシリンダブロック６に対し前進させる推力をもたらす。すなわち、ロッド９の基端面のうち、第１ロッド部９ａの断面積に相当する領域２１が本発明の第１の圧力作用部として機能し、その有効受圧面積は第１ロッド部９ａの断面積Ｓ１と等しくなっている。
【００３６】
第２の推力ポート２０から供給される制御エアはロッド９の第１ロッド部９ａと第２ロッド部９ｂとの段差部９ｃに作用し、ロッド９をシリンダブロック６に対し後退させる推力をもたらす。すなわち、ロッド９の段差部９ｃが本発明の第２の圧力作用部として機能し、その有効受圧面積は第１ロッド部９ａの断面積Ｓ１から第２ロッド部９ｂの断面積Ｓ２を引いた面積（Ｓ１−Ｓ２）となる。
【００３７】
ここで、本実施形態では、第１ロッド部９ａの断面積Ｓ１と第２ロッド部９ｂの断面積Ｓ２との比が２：１に設定されている。従って、ロッド９基端面の有効受圧面積は段差部９ｃの有効受圧面積の２倍に設定されている。
【００３８】
第１の推力ポート１９に接続された第１の流路としての配管Ｌ３と第２の推力ポート２０に接続された第２の流路としての配管Ｌ４は、それらに共通の第３の流路としての配管Ｌ５に接続され、配管Ｌ５はエア供給源Ｐに接続されている。第１の推力ポート１９及び第２の推力ポート２０に共通の配管Ｌ５には、エア供給源Ｐからの加圧エアを所定圧力にするレギュレータＲ１が接続され、その下流側にはレギュレータＲ１により所定圧力にされた加圧エアを減圧した制御エアとするための圧力制御弁としての電空レギュレータＲ２が接続されている。従って、第１の推力ポート１９及び第２の推力ポート２０にはそれぞれ配管Ｌ３，Ｌ４を介して同圧の制御エアが供給される。なお、レギュレータＲ１の設定圧は手動にて適宜調節可能であり、電空レギュレータＲ２の設定圧力は外部の図示しないコントローラにより適宜調節可能となっている。
【００３９】
第１の推力ポート１９側の配管Ｌ３には、配管Ｌ３を開放する位置と閉鎖する位置との２位置切換可能な電磁弁としての電磁切換弁Ｂが接続されている。従って、電磁切換弁Ｂの切換に基づいて、第１の推力ポート１９への制御エアの供給又は遮断を切換えることができるようになっている。なお、電磁切換弁Ｂは前記コントローラに接続されていて同コントローラにより自動的に切換えられる。
【００４０】
ここで、図１に示されるように、電磁切換弁Ｂが配管Ｌ３を閉鎖している場合には、第１の推力ポート１９への制御エアの供給は遮断され、第２の推力ポート２０へのみ制御エアが供給される。この制御エアは段差部９ｃに作用し、ロッド９をシリンダブロック６に対し後退させる。
【００４１】
一方、図３に示されるように、電磁切換弁Ｂが配管Ｌ３を開放している場合には、第１の推力ポート１９及び第２の推力ポート２０へそれぞれ同圧の制御エアが供給され、段差部９ｃにロッド９後退側への推力が作用するとともに、ロッド９の基端面の領域２１にロッド９前進側への推力が作用する。既述のとおり、領域２１の有効断面積は段差部９の有効断面積の２倍に設定されていることから、この場合、制御エアが段差部９ｃに作用してロッド９を後退させる場合と同じ推力でロッド９を前進させる。
【００４２】
以上の如く、第１の推力ポート１９及び第２の推力ポート２０には電空レギュレータＲ２により設定された同圧の制御エアが供給されるようになっており、第１の推力ポート１９への制御エアの供給又は遮断を電磁切換弁Ｂにより切換えることにより、ロッド９が同一の推力で前進或いは後退する。従って、本実施形態のエアベアリングシリンダ４は複動制御可能となっている。
【００４３】
ロッド９には、一端がロッド９先端面に開口するように軸方向に延びる通路２２が形成されている。通路２２の他端はロッド９の軸方向中間部において二又に分かれ、軸方向と交差する方向に延びてロッド９の第１ロッド部９ａ外周面に開口されている。ロッド９先端には前記治具５が固定され、治具５には通路２２に連通される貫通孔２３が形成されている。シリンダブロック６の一側面には、通路２２の第１ロッド部９ａ外周面側の開口と対応する位置に開口する第２真空引きポート２４が形成され、第２真空引きポート２４は配管Ｌ６を介して図示しない真空ポンプに接続されている。従って、真空ポンプの作用により、配管Ｌ６、第２真空引きポート２４、通路２２を介して治具５の貫通孔２３開口部の空気が吸引され、治具５の下面にチップＴ等の被吸着物が吸着保持される。なお、通路２２中、ロッド９の軸方向中間部において軸方向と交差する方向に延びる部分は、ロッド９が図１に示される位置と図３に示される位置との間で移動しても、常に第１ロッド部９ａ外周面の開口が第２真空引きポート２４と対向するように、ロッド９の長手方向に幅広に形成されている。
【００４４】
次に、上記のように構成されたエアベアリングシリンダ４及びシリンダシステムの作用を説明する。
エア供給源Ｐから供給される加圧エアは給気ポート１５を介して常時軸受け部材１４に供給され、同加圧エアは連通路１６を介して軸受け部材１３に供給されている。従って、軸受け部材１３，１４からロッド９へ向けて噴出される加圧エアの圧力により、ロッド９が軸受け部材１３，１４に対して非接触的に支承されている。軸受け部材１３から噴出された加圧エアは集気空間１７に集められた後、真空ポンプの作用により、第１真空引きポート１８、配管Ｌ２を外部に排出される。
【００４５】
図１に示されるように、電磁切換弁Ｂが配管Ｌ３を閉鎖している場合には、第１の推力ポート１９への制御エアの供給は遮断され、第２の推力ポート２０へのみ制御エアが供給される。この制御エアは段差部９ｃに作用し、ロッド９をシリンダブロック６に対し後退させる。
【００４６】
この状態で、例えば図２において治具５でチップＴを吸着保持したり、治具５でチップＴをリードフレームＦに押し付ける場合には、ロッド９を下動させる。すなわち、図３に示されるように、コントローラにより電磁切換弁Ｂを切換えて配管Ｌ３を開放すると、第１の推力ポート１９及び第２の推力ポート２０へそれぞれ同圧の制御エアが供給される。これにより、段差部９ｃにロッド９後退側への推力が作用するとともに、ロッド９の基端面の領域２１にロッド９前進側への推力が作用する。既述のとおり、領域２１の有効断面積は段差部９の有効断面積の２倍に設定されていることから、この場合、制御エアが段差部９ｃに作用してロッド９を後退させる場合と同じ推力でロッド９を前進させる。
【００４７】
以上のようにして、シリンダブロック６に対してロッド９を前進及び後退させることができ、例えば図２に示されるボンディング工程が電磁切換弁Ｂの切換という簡単な制御によって精度良く行われる。
【００４８】
次に、本第１実施形態において得られる効果を説明する。
（イ）第１の推力ポート１９から制御エアを供給すると、第１の圧力作用部としての領域２１にロッド９をシリンダブロック６に対し前進（下動）させる推力が発生し、ロッド９が前進する。一方、第２の推力ポート２０から制御エアを供給すると、第２の圧力作用部としての段差部９ｃにロッド９をシリンダブロック６に対し後退（上動）させる推力が発生し、ロッド９が後退する。従って、エアベアリングシリンダ４は、第１及び第２の両推力ポート１９，２０から供給される制御エアにより、ロッド９の前進及び後退が制御される。すなわち、エアベアリングシリンダ４を複動制御することができる。
【００４９】
（ロ）ロッド９に形成される段差部９ｃを利用して第２の圧力作用部が構成されているため、第２の圧力作用部を簡単に製作できる。しかも、第２の圧力作用部によってシリンダ全体が大型化することも防止されるため、小型化が要求されるエアベアリングシリンダ４に好適である。
【００５０】
（ハ）ロッド９の基端面の領域２１を第１の圧力作用部としているため、第１の圧力作用部のために特別の部品を設ける必要がなく、製作が簡単になる。しかも、第１の圧力作用部によってシリンダ全体が大型化することも防止されるため、小型化が要求されるエアベアリングシリンダ４に好適である。
【００５１】
（ニ）第１の圧力作用部としての領域２１の有効受圧面積を第２の圧力作用部としての段差部９ｃの有効受圧面積の２倍としている。そのため、第１の推力ポート１９及び第２の推力ポート２０から同圧の制御エアを供給した場合におけるロッド９前進側への推力と、この状態で第１の推力ポート１９からの制御エアの供給を停止させた場合におけるロッド９後退側への推力とが同一となる。これにより、第１の推力ポート１９と第２の推力ポート２０とに供給される制御エアを同圧としてロッド９の進退いずれの方向への制御も同一視することが可能となる。従って、エアベアリングシリンダ４の制御が極めて簡単なものとなる。
【００５２】
（ホ）上記（ニ）の効果に関連して、シリンダシステムとしては、第１の推力ポート１９と第２の推力ポート２０とに同圧の制御エアを供給しかつ第１の推力ポート１９への制御エアの供給を停止可能とすればよいことから、第１の推力ポート１９に連通する配管Ｌ３に電磁切換弁Ｂを設けるとともに、両推力ポート１９，２０に共通の電空レギュレータＲ２を設ければよく、システム全体を簡単なものとすることができる。これはシステム全体のコスト低減や省スペース化にも寄与する。
【００５３】
（ヘ）ロッド９を非接触的に支承すべく加圧エアを噴出する軸受け部材１３，１４を多数の微細な孔を有する多孔質体により形成しているため、加圧エアは軸受け部材１３，１４の内周面からロッド９に向けムラなく均等に噴出される。従って、ロッド９と軸受け部材１３，１４とのクリアランスが小さくても、ロッド９が軸受け部材１３，１４と摺接する可能性が低いとともに、ロッド９の偏心を抑えることができる。
【００５４】
（ト）軸受け部材１３，１４を離間した２位置に設けているが、それらを連通する連通路１６を設けていることから、ロッド９を非接触的に支承するための真空引きポート１５を一つ設けるだけでよい。その結果、必要なポート数を低減させることができ、配管を簡素化し得る。
【００５５】
（チ）シリンダ室７内に設けたゴムクッション１１，１２によりロッド９のストロークエンドにおいて衝撃を吸収することができ、ロッド９のストロークエンド到達時にチップＴ等の対象物を傷める可能性が低くなる。
【００５６】
（リ）全てのポート１５，１８，１９，２０，２４がシリンダブロック６の一側面に集中して配置されているため、エアベアリングシリンダ４に対して集中配管を行うことができて配管作業が容易になるとともに、配管が輻輳することを防止することができ、更には省スペース化をも図ることができる。
【００５７】
（ヌ）第１の推力ポート１９と第２の推力ポート２０とのシリンダ室７への開口部を軸受け部材１４を挟んで離間した位置に配置している。そのため、第１の推力ポート１９からの制御エアが段差部９ｃ側に作用したり、第２の推力ポート２０からの制御エアが領域２１側に作用する可能性が低くなり、ロッド９の複動制御における圧力制御の精度を向上させることができる。
【００５８】
［第２実施形態］
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図４に基づいて説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については同一番号を付しその説明を省略し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５９】
第１実施形態ではシリンダ室７は互いに径の異なる第１シリンダ室７ａと第２シリンダ室７ｂとにより構成されているが、第２実施形態ではシリンダ室７は長手方向に同一径で構成されている。又、第１実施形態ではロッド９の基端側にストッパ１０が形成されていたが、第２実施形態ではストッパ１０は省略されている。更に、第１実施形態では第２シリンダ室７ｂの内壁面下部にゴムクッション１２が固定されていたが、これに代えて第２実施形態ではシリンダ室７の内壁面下部に緩衝部材としての円環状のゴムクッション３０が固定されている。
【００６０】
そして、ロッド９は、その基端面がゴムクッション１０に当接する位置と、段差部９ｃがゴムクッション３０に当接する位置との間で長手方向に移動可能となっている。
【００６１】
従って、第２実施形態によれば、第１実施形態の上記効果（イ）〜（ヌ）と同様の効果が得られる。なお、上記効果（チ）においては第２実施形態ではゴムクッション１２に代わるゴムクッション３０の効果である。
【００６２】
加えて、シリンダ室７が同一径に形成されていることと、ロッド９に形成されるストッパ１０が省略されていることで、第１実施形態のエアベアリングシリンダ４に比べ製作が簡単となり、製品コストも低減される効果がある。
【００６３】
［第３実施形態］
次に、本発明を具体化した第３実施形態を図５に基づいて説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については同一番号を付しその説明を省略し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６４】
第３実施形態は、第１実施形態の構成において、ロッド９における第２ロッド部９ｂの先端側に、同第２ロッド部９ｂよりも小径の第３ロッド部４０が形成されている。第２ロッド部９ｂと第３ロッド部４０との間には段差部４１が形成され、この段差部４１によりロッド９をシリンダブロック６に対し後退させる推力をもたらす第３の圧力作用部が構成されている。シリンダブロック６の一側面にはロッド挿通孔８の軸受け部材１３及び集気空間１７よりも下方に開口する第３の推力ポート４２が形成されている。
【００６５】
第３の推力ポート４２には配管Ｌ７の一端が接続され、配管Ｌ７の他端は配管Ｌ５のレギュレータＲ１よりも下流側かつ電空レギュレータＲ２よりも上流側に接続されている。配管Ｌ７には圧力制御弁としての電空レギュレータＲ３が接続され、前記電空レギュレータＲ２から出力される制御エアとは異なる圧力の制御エアを供給するようになっている。電空レギュレータＲ３から供給される制御エアの圧力は段差部４１に作用し、ロッド９及びそれと一体移動する部材（ここでは治具５）の自重分を解消する大きさの推力をロッド９にもたらす。すなわち、段差部４１の有効受圧面積と電空レギュレータＲ３からの制御エアの圧力とを乗算した推力が、ロッド９及びそれと一体移動する部材（ここでは治具５）の自重による下方への力と等しくなるように設定されている。なお、段差部４１の有効受圧面積は第２ロッド部９ｂの断面積から第３ロッド部４０の断面積を減算した値である。
【００６６】
従って、第３実施形態によれば、第１実施形態の上記効果（イ）〜（ヌ）と同様の効果が得られる。なお、上記効果（リ）においては第３実施形態では更に第３の推力ポート４２も集中配置されており、配管が輻輳することを防止できる効果が一層顕著なものとなる。
【００６７】
加えて、第３の推力ポート４２から供給される制御エアが第３の圧力作用部としての段差部４１に作用することによって、ロッド９及びそれと一体移動する部材（ここでは治具５）の自重分が解消される。従って、この状態ではロッド９及びそれと一体移動する部材（ここでは治具５）の自重分を考慮せずに、第１及び第２の両推力ポート１９，２０から供給される制御エアの圧力制御を行うことができ、エアベアリングシリンダ４の制御が容易になるとともに、高精度の圧力制御を達成し得る。
【００６８】
又、第３の圧力作用部を、ロッド９に形成された段差部４１で構成したため、ロッド９及びそれと一体移動する部材（ここでは治具５）の自重分を解消するための設計変更が簡単であるとともに装置の大型化を回避し得る。
【００６９】
このように第３実施形態によれば、第１及び第２の両推力ポート１９，２０とは別に設けられた第３の推力ポート４２から制御エアを供給することにより、ロッド９及びそれと一体移動する部材（ここでは治具５）の自重分を解消することができるため、第３実施形態の如くロッド９先端を下方に向けて使用するエアベアリングシリンダ４において有用である。
【００７０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、例えば次のような別の形態に変更することが可能である。
◎ロッド９の先端側が下方に指向されるようにエアベアリングシリンダ４を配置したが、ロッド９はそれ以外の方向に指向されていてもよい。例えば、第１実施形態及び第２実施形態においてロッド９が水平方向に指向されるようにエアベアリングシリンダ４が配置されている場合には、ロッド９等の自重を殆ど考慮することなく高精度に位置制御及び圧力制御を行うことができる。又、第３実施形態においてはロッド９の先端側が下方に指向されるように配置されている場合に最適であるが、この第３実施形態においても電空レギュレータＲ３の設定圧を変更して第３の推力ポート４２をロッド９等の自重解消以外の目的で使用したり、管路Ｌ７を閉鎖することにより、ロッド９の先端側が下方に指向されるもの以外に適用可能である。
【００７１】
◎軸受け部材１３，１４の材質として多孔質材料を例示したが、この多孔質材料としては、焼結アルミニウム，焼結銅，焼結ステンレス等の金属材料からなるもの、焼結カーボン、焼結セラミックス、又は焼結三ふっ化樹脂，焼結四ふっ化樹脂，焼結ナイロン樹脂，焼結ポリアセタール樹脂等の合成樹脂材料からなるもの等を用いてもよい。又、軸受け部材１３，１４を多孔質材料で製作することが好ましいが、複数の貫通孔を有する軸受け部材で構成することも可能である。
【００７２】
◎２箇所に軸受け部材１３，１４を設けたものについて例示したが、一方の軸受け部材１３又は１４のみを用い、他方の軸受け部材１４又は１３を省略して実施してもよい。
【００７３】
◎エアベアリングシリンダ４をボンディング装置のボンディングヘッド１における押圧機構として利用した形態について説明したが、例えばシリコンウェハの洗浄機等の他の半導体製造プロセスに用いられる装置に適用しても良く、又、半導体製造プロセスと無関係の他の装置に適用しても良い。
【００７４】
◎緩衝部材としてゴムクッション１１，１２，３０を用いたが、ゴム以外の材料からなる板材で構成してもよい。この場合、衝撃を緩和し得る性質を有する材料であれば、一般的に知られている各種の合成樹脂（例えばフッ素系樹脂など）からなる板材を使用することが可能である。
【００７５】
◎ゴムクッション１１，１２，３０等の緩衝部材は、ロッド９のストロークエンドのうち一方のみに設けたり、両方とも省略して実施することもできる。この場合、エアベアリングシリンダ４の小型化や構成の簡略化をより一層促進させることができる。
【００７６】
◎治具５に形成される貫通孔２３や第２真空引きポート２４をそれぞれ一つ形成したものを例示したが、それらを複数形成することも可能である。
◎チップＴ等の被吸着物を吸着するために治具５には真空引きされる貫通孔２３を形成したが、治具５の貫通孔２３の開口部に多孔質体を介在させて、多孔質体の表面（下面）をチップＴの吸着面としてもよい。この場合、チップＴに対し局部的な真空引き作用が発生することを防止でき、チップＴの保護を図ることができる。
【００７７】
◎ロッド９の基端面の領域２１の有効受圧面積とロッド９の段差部９ｃの有効受圧面積との比率を２：１に設定したものを例示したが、有効受圧面積の比率は必要に応じてそれ以外の設定、例えば３：１等としてもよい。この場合、共通の配管Ｌ５に接続した電空レギュレータＲ２を省略し、各配管Ｌ３，Ｌ４にそれぞれ専用の電空レギュレータを接続することにより、ロッド９の前進時の推力と後進時の推力とを適宜調節することができる。
【００７８】
◎ロッド９の基端面の領域２１の有効受圧面積とロッド９の段差部９ｃの有効受圧面積との比率を２：１に設定したものを例示したが、逆に１：２に設定するようなことも可能である。この場合、ロッド９の基端側を小径とし、電磁切換弁Ｂを配管Ｌ４に接続すればよい。
【００７９】
◎第１真空引きポート１８及び第２真空引きポート２４にそれぞれ接続される配管Ｌ２，Ｌ６を共通の配管に接続して真空ポンプを共通化してもよい。この場合、シリンダシステムを一層簡略化し得る。
【００８０】
◎シリンダブロック６内に通路を形成して第１真空引きポート１８と第２真空引きポート２４とを共通の一つのポートとして実施してもよい。この場合、ポート数の減少及び配管数の減少により、配管接続作業が一層簡略化されるとともに配管が輻輳するのを一層防止することができる。
【００８１】
ここで、前述した各実施形態によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。なお、括弧内の部材等の記載は実施形態において対応する構成を示している。
（１）シリンダブロックにはロッドの往復動範囲を所定範囲に規制する規制手段（第１，３実施形態のストッパ１０、第２実施形態の第１ロッド部９ａ）を設け、そのストロークエンドに緩衝部材（ゴムクッション１１，１２，３０）を設けた。この手段によれば、ロッドのストロークエンドにおいて衝撃を吸収することができる。
【００８２】
（２）第１の推力ポート及び第２の推力ポートをシリンダブロックの一側面に集中して配置した。又、請求項１において、第１及び第２の各推力ポート並びに軸受け部材に加圧エアを供給するための給気ポートをシリンダブロックの一側面に集中して配置した。更に、請求項２において、第３の推力ポートをも同じくシリンダブロックの一側面に集中して配置した。これらの各手段によれば、シリンダブロックに接続される各ポートがシリンダブロックの一側面に集中して配置されているため、エアベアリングシリンダに対して集中配管を行うことができて配管作業が容易になるとともに、配管が輻輳することを防止することができ、更には省スペース化をも図ることができる。
【００８３】
（３）第１の推力ポートと第２の推力ポートとのシリンダ室への開口部を、軸受け部材を挟んで離間した位置に配置した。この手段によれば、第１の推力ポートからの制御エアが第２の圧力作用部に作用したり、第２の推力ポートからの制御エアが第１の圧力作用部に作用する可能性が低くなり、ロッドの複動制御における圧力制御の精度を向上させることができる。
【００８４】
（４）ロッド先端に治具（治具５）を設けるとともに、治具及びロッドにはシリンダブロックに形成された真空引きポート（真空引きポート２４）を介して真空引きされる通路（通路２２及び貫通孔２３）を形成し、その真空引きによって治具に被吸着物（チップＴ）を吸着保持可能とし、ロッド先端を下方へ指向させることによりボンディング装置における押圧機構として機能させた。この手段によれば、ボンディング装置の押圧機構として、少なくとも複動制御を行うことができる。
【００８６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、複動制御可能なエアベアリングシリンダを得ることができる。
【００８７】
請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、複動制御可能なエアベアリングシリンダにおいて、ロッド及びロッドと一体移動する部材の自重分を無視することができるため、エアベアリングシリンダの制御を容易かつ高精度に行うことができる。特に、ロッド先端を下方に向けて使用するエアベアリングシリンダに好適である。
【００８８】
請求項３及び請求項４に記載の発明によれば、複動制御可能なエアベアリングシリンダの製作を簡単なものとすることができ、しかもエアベアリングシリンダの小型化に寄与することができる。
【００８９】
請求項５に記載の発明によれば、複動制御可能なエアベアリングシリンダの制御を極めて簡単なものとすることができる。
請求項６に記載の発明によれば、複動制御可能なエアベアリングシリンダにおけるシリンダシステム全体を簡単なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のエアベアリングシリンダを示す断面図。
【図２】ボンディングヘッドによるボンディング工程の概略斜視図。
【図３】第１実施形態のエアベアリングシリンダを示す断面図。
【図４】第２実施形態のエアベアリングシリンダを示す断面図。
【図５】第３実施形態のエアベアリングシリンダを示す断面図。
【図６】従来のエアベアリングシリンダを示す断面図。
【符号の説明】
４…エアベアリングシリンダ、６…シリンダブロック、７…シリンダ室、８…ロッド挿通孔、９…ロッド、９ａ…第１ロッド部、９ｂ…第２ロッド部、９ｃ…第２の圧力作用部としての段差部、１３，１４…軸受け部材、１９…第１の推力ポート、２０…第２の推力ポート、２１…第１の圧力作用部としての領域、４１…第３の圧力作用部としての段差部、４２…第３の推力ポート、Ｂ…切換弁としての電磁切換弁、Ｌ３…第１の流路としての配管、Ｌ４…第２の流路としての配管、Ｌ５…第３の流路としての配管、Ｒ２…圧力制御弁としての電空レギュレータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air bearing cylinder and a cylinder system using the same.
[0002]
[Prior art]
In a bonding apparatus used in a semiconductor manufacturing process, a chip obtained by cutting a wafer is conveyed onto a lead frame, and bonding is performed by pressing the chip onto the lead frame with a predetermined bonding pressure. Yes.
[0003]
In order to ensure product accuracy in the bonding process described above, accuracy such as chip mounting position, bonding pressure, and bonding temperature is required. In particular, with the recent miniaturization and high integration of semiconductor devices, ensuring the above-mentioned accuracy has become an important problem that cannot be ignored.
[0004]
Among them, there is an air bearing cylinder described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-152007, which can ensure the accuracy of the mounting position of the chip and the bonding temperature.
[0005]
As shown in FIG. 6, the air bearing cylinder 50 includes a cylinder block 51 in which a cylinder chamber 52 and a rod insertion hole 53 communicating with the cylinder chamber 52 are formed. The rod 54 is inserted into the rod insertion hole 53, and the tip of the rod 54 protrudes outside from the rod insertion hole 53. A stopper 55 having a diameter larger than that of the rod insertion hole 53 is fixed to the base end portion of the rod 54, and the rod 54 can move in the longitudinal direction as long as the stopper 55 does not contact the inner wall surface of the cylinder chamber 52. ing. The cylinder block 51 is formed with a thrust port 56 for supplying control air to the cylinder chamber 52. The control air supplied to the thrust port 56 acts on the outer surface of the stopper 55 and generates a differential pressure for moving the entire rod 54 forward (downward movement in FIG. 6) relative to the cylinder block 51.
[0006]
A bearing member 57 made of a porous material is provided on the inner wall surface of the rod insertion hole 53. The pressurized air supplied from the air supply port 58 is ejected from the bearing member 57, and the rod 54 is supported by the bearing member 57 in a non-contact manner. The evacuation port 59 is provided for discharging the pressurized air ejected from the bearing member 57 to the outside.
[0007]
As described above, according to the air bearing cylinder 50 that supports the rod 54 in a non-contact manner by ejecting pressurized air using a porous body as the bearing member 57, the ball bearing is used as the bearing member. In comparison, the accuracy of the chip mounting position is significantly improved. That is, when a ball bearing is used as the bearing member, the accuracy of about 2 to 3 μm is the limit, but if the ambient temperature is 100 to 200 degrees in this state, the above-mentioned positional accuracy is ensured by the thermal expansion of the rod. Cannot be put to practical use. In this regard, according to the air bearing cylinder 50 described above, it is possible to ensure at least the same rod position accuracy as that of the ball bearing and is not affected by temperature, so that it is extremely useful in a bonding apparatus that requires a high degree of position accuracy. is there.
[0008]
This type of air bearing cylinder 50 is not limited to the bonding apparatus described above, and can be used in various forms in the semiconductor manufacturing process.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional air bearing cylinder 50 is a so-called single-acting type in which the rod 54 only moves forward (downward movement in FIG. 6) with respect to the cylinder block 51, and the movement of the rod 54 to the backward side is another external device. I had to rely on them. Therefore, even if the air bearing cylinder 50 itself is downsized, if the external device is included, the size of the device is increased, and the control is complicated.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an air bearing cylinder capable of double-action control.
Another object of the present invention is to provide a simple structure in the air bearing cylinder capable of double-acting control, which can reduce the manufacturing cost or facilitate the control. To provide a cylinder.
[0011]
Still another object of the present invention is to provide a cylinder system capable of simplifying the system for controlling the air bearing cylinder capable of double-acting control.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, in the invention according to claim 1, a cylinder block having a cylinder chamber and a rod insertion hole therein, and the rod insertion hole are inserted into the cylinder block, and the distal end side protrudes from the rod insertion hole. An air bearing cylinder comprising a rod and a bearing member that is provided on an inner wall surface of at least one of the cylinder chamber or the rod insertion hole and supports the rod in a non-contact manner by ejecting pressurized air. A first pressure application unit that provides thrust to advance the rod relative to the cylinder block, a second pressure application unit that provides thrust to retract the rod relative to the cylinder block, and the first pressure application unit connected to and controlled by the first pressure application unit A first thrust port that supplies air and a second thrust port that communicates with the second pressure acting portion and supplies control air are provided. A jig is provided at the tip of the rod, and a passage to be evacuated is formed in the jig and the rod through a vacuum port formed in the cylinder block, and the object to be adsorbed can be held by suction by the vacuum. age It was.
[0013]
Also, Claim 1 In the invention described in ,in front In addition to the first and second pressure acting portions, a third pressure acting portion for providing a thrust force for retracting the rod with respect to the cylinder block is provided. Control air that communicates with the third pressure acting portion and has a pressure different from that supplied from the first thrust port and the second thrust port may be supplied to the third pressure acting portion. A third thrust port is provided, the third thrust port is opened to the rod insertion hole, and the third thrust port is provided on the inner wall surface of the rod insertion hole. Said It arrange | positioned in the position spaced apart from the 1st and 2nd thrust port on both sides of the bearing member.
[0014]
Claim 2 In the invention described in claim 1 In the air bearing cylinder according to claim 1, the air bearing cylinder is disposed in a state in which the tip end side of the rod is directed downward, and the control air acting on the third pressure acting portion via the third thrust port is: The rod and the member that moves integrally with the rod are configured to provide the rod with a thrust force that eliminates the weight of the rod.
[0015]
Claim 3 In the invention described in claim 1, Or 2 In the air bearing cylinder according to claim 1, a cross-sectional shape of the rod insertion hole is formed to be smaller than a cross-sectional shape of the cylinder chamber, and the rod includes a first rod portion having a slightly smaller diameter than the cylinder chamber, and the first rod A second rod portion that is integrally formed on the tip end side of the portion and is slightly smaller in diameter than the rod insertion hole and smaller in diameter than the first rod portion, and a step portion between the first rod portion and the second rod portion It was set as the said 2nd pressure action part.
[0016]
Claim 4 In the invention described in claim 1, claims 1 to 3 In the air bearing cylinder according to any one of the above, the base end of the rod is disposed in the cylinder chamber, and the base end surface of the rod is used as the first pressure acting portion.
[0017]
Claim 5 In the invention described in claim 1, the claims 1 to 4 In the air bearing cylinder according to any one of the above, the effective pressure receiving area of the first pressure acting portion is twice the effective pressure receiving area of the second pressure acting portion.
[0018]
Claim 6 In the invention described in claim 5 In the cylinder system using the air bearing described in 1), the first flow path is connected to the first thrust port, the second flow path is connected to the second thrust port, and the first flow path and the second flow path The second flow path is connected to a third flow path common to them, and a pressure control valve for supplying control air of a predetermined pressure to the third flow path is provided, and the first flow path is provided with the first flow path. A switching valve for switching the supply or shut-off of control air from the flow path to the first thrust port is provided.
[0019]
Hereinafter, the operation based on each means will be described.
In the first aspect of the present invention, when the control air is supplied from the first thrust port, a thrust force that moves the rod forward relative to the cylinder block is generated in the first pressure acting portion, and the rod moves forward. On the other hand, when the control air is supplied from the second thrust port, a thrust force that causes the rod to retract relative to the cylinder block is generated in the second pressure acting portion, and the rod retracts. Therefore, the forward and backward movement of the rod is controlled by the control air supplied from both the first and second thrust ports, that is, double-action control is performed on the air bearing cylinder.
[0020]
Claim 1 And claims 2 In the invention described in (1), by supplying control air from the third thrust port, a thrust having a magnitude that eliminates the weight of the rod and the member moving together with the rod is generated in the third pressure acting portion. Therefore, in this state, it is possible to control the pressure of the control air supplied from both the first and second thrust ports without considering the weight of the rod and the weight of the member moving integrally with the rod. Control can be facilitated and high-precision pressure control can be achieved. Further, control air from the third thrust port acts on both the first and second pressure acting portions, and control air from both the first and second thrust ports acts on the third pressure acting portion. Less likely. As a result, the accuracy of pressure control for eliminating the weight of the rod and the member moving together with the rod can be improved, and the accuracy of pressure control in double-acting control of the rod can be improved.
[0021]
Claim 3 In the invention described in (2), since the second pressure acting portion is configured using the step portion formed on the rod, the second pressure acting portion can be easily manufactured. In addition, since the entire cylinder is prevented from being enlarged by the second pressure acting portion, it is suitable for an air bearing cylinder that is required to be downsized.
[0022]
Claim 4 In the invention described in (1), since the base end face of the rod is used as the first pressure acting portion, it is not necessary to provide a special part for the first pressure acting portion, and the manufacturing is simplified. In addition, since the entire cylinder is prevented from being enlarged by the first pressure acting portion, it is suitable for an air bearing cylinder that is required to be downsized.
[0023]
Claim 5 In the invention described in (1), the effective pressure receiving area of the first pressure acting part is twice the effective pressure receiving area of the second pressure acting part. Therefore, the thrust to the rod advance side when the control air of the same pressure is supplied from the first thrust port and the second thrust port and the supply of the control air from the first thrust port in this state are stopped. In this case, the thrust to the rod retreat side is the same. As a result, the control air supplied to the first thrust port and the second thrust port can be regarded as the same pressure, and control in either the forward or backward direction of the rod can be identified. Therefore, the control of the air bearing cylinder becomes extremely simple.
[0024]
Claim 6 In the invention described in claim 5 As described above, the control system supplies the control air of the same pressure to the first thrust port and the second thrust port, and supplies the control air to the first thrust port. Therefore, it is sufficient to provide a switching valve in the first flow path communicating with the first thrust port, and to provide a common pressure control valve for both thrust ports. can do. Also, the control mode can be basically performed simply by switching the switching valve, and the control itself is easily performed.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0026]
FIG. 2 shows a schematic perspective view of the bonding process by the bonding head 1 of the bonding apparatus used in the semiconductor manufacturing process. The bonding head 1 includes a rotating cylinder portion 2 provided so as to be rotatable about a rotation axis (not shown), a connecting portion 3 having a base end fixed to the outer peripheral surface of the rotating cylinder portion 2, The air bearing cylinder 4 is fixed to the tip of the connecting portion 3. A jig 5 that is moved up and down relative to the air bearing cylinder 4 is fixed to the lower end of the air bearing cylinder 4. That is, in this embodiment, the air bearing cylinder 4 is used as a pressing mechanism in the bonding apparatus.
[0027]
The outline of the operation of the bonding head 1 will be described. First, the jig 5 is moved downward with the air bearing cylinder 4 placed on the chip T obtained by cutting the wafer W to hold the chip T. Thereafter, the jig 5 is moved up while holding the chip T. Then, the rotating cylinder portion 2 is rotated to place the air bearing cylinder 4 on the lead frame F. After that, bonding is performed by moving the jig 5 downward and pressing the chip T against the lead frame F with a predetermined bonding pressure.
[0028]
Next, the configuration of the air bearing cylinder 4 and the cylinder system will be described.
As shown in FIG. 1, a cylinder chamber 7 and a rod insertion hole 8 are formed inside a metal cylinder block 6 constituting the air bearing cylinder 4. The cylinder chamber 7 and the rod insertion hole 8 communicate with each other inside the cylinder block 6. The cylinder chamber 7 has a larger diameter than the rod insertion hole 8 and communicates with the rod insertion hole 8, and a larger diameter than the first cylinder chamber 7 a and communicates with the first cylinder chamber 7 a. The second cylinder chamber 7b is configured. In addition, although the cylinder block 6 is illustrated as an integral object, it is actually configured by integrating a plurality of cylinder block components.
[0029]
A rod 9 is inserted into the rod insertion hole 8, and a distal end side (lower end side in the figure) protrudes to the outside, and a proximal end side (upper end side in the figure) is disposed in the cylinder chamber 7. Specifically, the rod 9 is formed integrally with the first rod portion 9a having a slightly smaller diameter than the first cylinder chamber 7a and the distal end side of the first rod portion 9a, and the second rod having a slightly smaller diameter than the rod insertion hole 8. A rod portion 9 b, the first rod portion 9 a is accommodated in the cylinder chamber 7, and the second rod portion 9 b is inserted through the rod insertion hole 8. Therefore, the rod 9 can advance and retreat with respect to the cylinder block 6 along its longitudinal direction.
[0030]
A stopper 10 having a diameter larger than that of the first cylinder chamber 7a and smaller than that of the second cylinder chamber 7b is integrally formed at the base end portion of the rod 9, and is disposed in the second cylinder chamber 7b. A disc-shaped rubber cushion 11 as a buffer member is fixed to the upper inner wall surface of the second cylinder chamber 7b, and an annular rubber cushion 12 as a buffer member is fixed to the lower inner wall surface of the second cylinder chamber 7b. ing. Accordingly, the rod 9 ranges from the position where the stopper 10 contacts the upper rubber cushion 11 as shown in FIG. 1 to the position where the stopper 9 contacts the lower rubber cushion 12 as shown in FIG. The movement in the longitudinal direction is restricted inside.
[0031]
An annular bearing member 13 made of a porous material is provided on the inner wall surface corresponding to the rod insertion hole 8 of the cylinder block 6. The inner peripheral surface of the bearing member 13 is formed to be flush with the rod insertion hole 8 and is disposed so as to surround the second rod portion 9 b of the rod 9. An annular bearing member 14 made of a porous material is provided on the inner wall surface corresponding to the first cylinder chamber 7 a of the cylinder block 6, similarly to the bearing member 13. The inner peripheral surface of the bearing member 14 is formed so as to be flush with the first cylinder chamber 7 a and is disposed so as to surround the first rod portion 9 a of the rod 9.
[0032]
An air supply port 15 communicating with the outer peripheral surface of the bearing member 14 is formed on one side surface of the cylinder block 6. The air supply port 15 is connected to the air supply source P via a pipe L1. The cylinder block 6 is formed with a communication path 16 that communicates the outer peripheral surface of the bearing member 14 and the outer peripheral surface of the bearing member 13. When the pressurized air from the air supply source P is supplied to the supply port 15 via the pipe L1, the pressurized air is supplied to the bearing member 14 and the bearing member via the communication path 16. 13 is supplied. Accordingly, the rod 9 is supported on the bearing members 13 and 14 in a non-contact manner by the pressurized air ejected from the bearing members 13 and 14 toward the rod 9.
[0033]
An air collection space 17 surrounding the rod 9 is formed in a portion corresponding to the lower side of the bearing member 13 in the cylinder block 6. The air collecting space 17 is connected to a first evacuation port 18 formed on one side of the cylinder block 6, and the first evacuation port 18 is connected to a vacuum pump (not shown) via a pipe L2. Therefore, most of the pressurized air ejected from the bearing member 13 is first collected in the air collecting space 17 and then discharged to the outside through the first evacuation port 18 by the action of the vacuum pump.
[0034]
A first thrust port 19 that communicates with the second cylinder chamber 7b and a second thrust port 20 that communicates with the first cylinder chamber 7a are formed on one side of the cylinder block 6, respectively. The first thrust port 19 and the second thrust port 20 are opened at positions separated from each other with the bearing member 14 in the cylinder chamber 7.
[0035]
The control air supplied from the first thrust port 19 acts on the base end face of the rod 9 and brings about a thrust for moving the rod 9 forward relative to the cylinder block 6. That is, the region 21 corresponding to the cross-sectional area of the first rod portion 9a in the base end surface of the rod 9 functions as the first pressure acting portion of the present invention, and the effective pressure receiving area is the cross-sectional area of the first rod portion 9a. It is equal to S1.
[0036]
The control air supplied from the second thrust port 20 acts on the step portion 9c between the first rod portion 9a and the second rod portion 9b of the rod 9 and brings about a thrust force that causes the rod 9 to move backward relative to the cylinder block 6. That is, the step portion 9c of the rod 9 functions as the second pressure acting portion of the present invention, and the effective pressure receiving area is an area obtained by subtracting the sectional area S2 of the second rod portion 9b from the sectional area S1 of the first rod portion 9a. (S1-S2).
[0037]
Here, in this embodiment, the ratio of the cross-sectional area S1 of the first rod portion 9a to the cross-sectional area S2 of the second rod portion 9b is set to 2: 1. Accordingly, the effective pressure receiving area of the base end surface of the rod 9 is set to twice the effective pressure receiving area of the step portion 9c.
[0038]
The pipe L3 as the first flow path connected to the first thrust port 19 and the pipe L4 as the second flow path connected to the second thrust port 20 are the third flow path common to them. The pipe L5 is connected to the air supply source P. A regulator R1 that makes pressurized air from the air supply source P a predetermined pressure is connected to the pipe L5 common to the first thrust port 19 and the second thrust port 20, and the downstream side thereof is predetermined by the regulator R1. An electropneumatic regulator R2 is connected as a pressure control valve for reducing the pressured pressurized air into control air that has been depressurized. Accordingly, the control air having the same pressure is supplied to the first thrust port 19 and the second thrust port 20 via the pipes L3 and L4, respectively. The set pressure of the regulator R1 can be appropriately adjusted manually, and the set pressure of the electropneumatic regulator R2 can be adjusted as appropriate by an external controller (not shown).
[0039]
The piping L3 on the first thrust port 19 side is connected to an electromagnetic switching valve B as an electromagnetic valve capable of switching between two positions, a position where the piping L3 is opened and a position where the piping L3 is closed. Therefore, based on the switching of the electromagnetic switching valve B, the supply or blocking of the control air to the first thrust port 19 can be switched. The electromagnetic switching valve B is connected to the controller and is automatically switched by the controller.
[0040]
Here, as shown in FIG. 1, when the electromagnetic switching valve B closes the pipe L <b> 3, the supply of control air to the first thrust port 19 is shut off and to the second thrust port 20. Only control air is supplied. This control air acts on the step portion 9 c and moves the rod 9 backward relative to the cylinder block 6.
[0041]
On the other hand, as shown in FIG. 3, when the electromagnetic switching valve B opens the pipe L3, control air of the same pressure is supplied to the first thrust port 19 and the second thrust port 20, respectively. A thrust toward the backward direction of the rod 9 acts on the step portion 9c, and a thrust toward the forward side of the rod 9 acts on the region 21 of the base end surface of the rod 9. As described above, since the effective sectional area of the region 21 is set to be twice the effective sectional area of the stepped portion 9, in this case, the control air acts on the stepped portion 9c to retract the rod 9. The rod 9 is advanced with the same thrust.
[0042]
As described above, the control air of the same pressure set by the electropneumatic regulator R2 is supplied to the first thrust port 19 and the second thrust port 20, and the first thrust port 19 is supplied to the first thrust port 19. By switching the supply or shut-off of the control air by the electromagnetic switching valve B, the rod 9 moves forward or backward with the same thrust. Therefore, the air bearing cylinder 4 of the present embodiment is capable of double-action control.
[0043]
The rod 9 is formed with a passage 22 extending in the axial direction so that one end is open to the tip end surface of the rod 9. The other end of the passage 22 is bifurcated at an intermediate portion in the axial direction of the rod 9, extends in a direction crossing the axial direction, and is opened on the outer peripheral surface of the first rod portion 9 a of the rod 9. The jig 5 is fixed to the tip of the rod 9, and a through hole 23 communicating with the passage 22 is formed in the jig 5. A second evacuation port 24 that opens to a position corresponding to the opening on the outer peripheral surface side of the first rod portion 9a of the passage 22 is formed on one side of the cylinder block 6, and the second evacuation port 24 is connected via a pipe L6. Are connected to a vacuum pump (not shown). Accordingly, the air in the opening of the through hole 23 of the jig 5 is sucked through the pipe L6, the second vacuuming port 24, and the passage 22 by the action of the vacuum pump, and the chip T or the like is adsorbed on the lower surface of the jig 5. Objects are held by adsorption. In addition, even if the rod 9 moves between the position shown in FIG. 1 and the position shown in FIG. The rod 9 is formed to be wide in the longitudinal direction so that the opening on the outer peripheral surface of the first rod portion 9a always faces the second vacuuming port 24.
[0044]
Next, the operation of the air bearing cylinder 4 and the cylinder system configured as described above will be described.
The pressurized air supplied from the air supply source P is constantly supplied to the bearing member 14 via the air supply port 15, and the pressurized air is supplied to the bearing member 13 via the communication path 16. Therefore, the rod 9 is supported in a non-contact manner with respect to the bearing members 13 and 14 by the pressure of the pressurized air ejected from the bearing members 13 and 14 toward the rod 9. After the pressurized air ejected from the bearing member 13 is collected in the air collecting space 17, the first evacuation port 18 and the pipe L2 are discharged to the outside by the action of the vacuum pump.
[0045]
As shown in FIG. 1, when the electromagnetic switching valve B closes the pipe L <b> 3, the supply of control air to the first thrust port 19 is cut off, and the control air is supplied only to the second thrust port 20. Is supplied. This control air acts on the step portion 9 c and moves the rod 9 backward relative to the cylinder block 6.
[0046]
In this state, for example, when the chip T is sucked and held by the jig 5 in FIG. 2 or the chip T is pressed against the lead frame F by the jig 5, the rod 9 is moved downward. That is, as shown in FIG. 3, when the controller switches the electromagnetic switching valve B and opens the pipe L3, control air with the same pressure is supplied to the first thrust port 19 and the second thrust port 20, respectively. Thereby, a thrust toward the rod 9 backward side acts on the stepped portion 9c, and a thrust toward the rod 9 forward side acts on the region 21 of the base end surface of the rod 9. As described above, since the effective sectional area of the region 21 is set to be twice the effective sectional area of the stepped portion 9, in this case, the control air acts on the stepped portion 9c to retract the rod 9. The rod 9 is advanced with the same thrust.
[0047]
As described above, the rod 9 can be moved forward and backward with respect to the cylinder block 6, and for example, the bonding process shown in FIG. 2 is accurately performed by simple control of switching the electromagnetic switching valve B.
[0048]
Next, effects obtained in the first embodiment will be described.
(A) When control air is supplied from the first thrust port 19, a thrust force that moves the rod 9 forward (downward) with respect to the cylinder block 6 is generated in the region 21 as the first pressure acting portion, and the rod 9 moves forward. To do. On the other hand, when the control air is supplied from the second thrust port 20, a thrust force that causes the rod 9 to move backward (upward) with respect to the cylinder block 6 is generated in the step portion 9c as the second pressure acting portion, and the rod 9 moves backward. To do. Accordingly, in the air bearing cylinder 4, the forward and backward movement of the rod 9 is controlled by the control air supplied from both the first and second thrust ports 19 and 20. That is, the double acting control of the air bearing cylinder 4 can be performed.
[0049]
(B) Since the second pressure acting portion is configured using the step portion 9c formed on the rod 9, the second pressure acting portion can be easily manufactured. In addition, since the entire cylinder is prevented from being enlarged by the second pressure acting portion, it is suitable for the air bearing cylinder 4 that is required to be downsized.
[0050]
(C) Since the region 21 on the base end face of the rod 9 is used as the first pressure acting part, it is not necessary to provide a special part for the first pressure acting part, and the manufacturing is simplified. In addition, since the entire cylinder is prevented from being enlarged by the first pressure acting portion, it is suitable for the air bearing cylinder 4 that is required to be downsized.
[0051]
(D) The effective pressure receiving area of the region 21 as the first pressure acting part is twice the effective pressure receiving area of the step 9c as the second pressure acting part. Therefore, when the control air of the same pressure is supplied from the first thrust port 19 and the second thrust port 20, the thrust to the forward side of the rod 9 and the supply of control air from the first thrust port 19 in this state When thrusting is stopped, the thrust to the backward side of the rod 9 becomes the same. Thereby, the control air supplied to the 1st thrust port 19 and the 2nd thrust port 20 can be made into the same pressure, and control in any direction of the rod 9 can be regarded as the same. Therefore, the control of the air bearing cylinder 4 is very simple.
[0052]
(E) In relation to the effect (d), the cylinder system supplies the first thrust port 19 and the second thrust port 20 with the same control air and supplies the first thrust port 19 to the first thrust port 19. Since the control air supply can be stopped, an electromagnetic switching valve B is provided in the pipe L3 communicating with the first thrust port 19, and a common electropneumatic regulator R2 is provided in both the thrust ports 19 and 20. The entire system can be simplified. This contributes to cost reduction and space saving of the entire system.
[0053]
(F) Since the bearing members 13 and 14 for ejecting pressurized air to support the rod 9 in a non-contact manner are formed of a porous body having a large number of fine holes, the pressurized air is No. 14 is ejected from the inner peripheral surface of the rod toward the rod 9 evenly. Therefore, even if the clearance between the rod 9 and the bearing members 13 and 14 is small, the possibility that the rod 9 is in sliding contact with the bearing members 13 and 14 is low, and the eccentricity of the rod 9 can be suppressed.
[0054]
(G) Although the bearing members 13 and 14 are provided at two positions apart from each other, a communication passage 16 is provided to communicate them, so that a vacuum suction port 15 for supporting the rod 9 in a non-contact manner is provided. It is only necessary to provide one. As a result, the number of necessary ports can be reduced, and piping can be simplified.
[0055]
(H) The rubber cushions 11 and 12 provided in the cylinder chamber 7 can absorb the impact at the stroke end of the rod 9, and the possibility of damaging an object such as the tip T when the rod 9 reaches the stroke end is reduced. .
[0056]
(I) Since all the ports 15, 18, 19, 20, 24 are concentrated on one side of the cylinder block 6, centralized piping can be performed on the air bearing cylinder 4 and piping work can be performed. In addition to being easy, it is possible to prevent the piping from being congested, and to save space.
[0057]
(Nu) The opening to the cylinder chamber 7 of the first thrust port 19 and the second thrust port 20 is disposed at a position spaced apart from the bearing member 14. Therefore, the possibility that the control air from the first thrust port 19 acts on the stepped portion 9c side or the control air from the second thrust port 20 acts on the region 21 side becomes low, and the double action of the rod 9 The accuracy of pressure control in the control can be improved.
[0058]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, the same number is attached | subjected, the description is abbreviate | omitted, and it demonstrates centering around difference with 1st Embodiment.
[0059]
In the first embodiment, the cylinder chamber 7 is composed of a first cylinder chamber 7a and a second cylinder chamber 7b having different diameters. In the second embodiment, the cylinder chamber 7 has the same diameter in the longitudinal direction. Yes. Further, in the first embodiment, the stopper 10 is formed on the proximal end side of the rod 9, but in the second embodiment, the stopper 10 is omitted. Furthermore, in the first embodiment, the rubber cushion 12 is fixed to the lower part of the inner wall surface of the second cylinder chamber 7b. Instead, in the second embodiment, an annular ring as a buffer member is provided to the lower part of the inner wall surface of the cylinder chamber 7. The rubber cushion 30 is fixed.
[0060]
The rod 9 is movable in the longitudinal direction between a position where the base end surface abuts on the rubber cushion 10 and a position where the step portion 9 c abuts on the rubber cushion 30.
[0061]
Therefore, according to the second embodiment, the same effects (i) to (nu) as those of the first embodiment can be obtained. The above effect (h) is the effect of the rubber cushion 30 instead of the rubber cushion 12 in the second embodiment.
[0062]
In addition, since the cylinder chamber 7 is formed with the same diameter and the stopper 10 formed on the rod 9 is omitted, the manufacturing becomes easier than the air bearing cylinder 4 of the first embodiment, and the product The cost is also reduced.
[0063]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, the same number is attached | subjected, the description is abbreviate | omitted, and it demonstrates centering around difference with 1st Embodiment.
[0064]
In the third embodiment, in the configuration of the first embodiment, a third rod portion 40 having a smaller diameter than the second rod portion 9b is formed on the distal end side of the second rod portion 9b in the rod 9. A step portion 41 is formed between the second rod portion 9b and the third rod portion 40, and the step portion 41 constitutes a third pressure acting portion that provides a thrust force for retracting the rod 9 relative to the cylinder block 6. ing. A third thrust port 42 that opens below the bearing member 13 and the air collecting space 17 of the rod insertion hole 8 is formed on one side surface of the cylinder block 6.
[0065]
One end of a pipe L7 is connected to the third thrust port 42, and the other end of the pipe L7 is connected to the downstream side of the regulator R1 and the upstream side of the electropneumatic regulator R2 of the pipe L5. An electropneumatic regulator R3 as a pressure control valve is connected to the pipe L7 so that control air having a pressure different from the control air output from the electropneumatic regulator R2 is supplied. The pressure of the control air supplied from the electropneumatic regulator R3 acts on the step portion 41, and brings the rod 9 with a thrust that is large enough to eliminate the weight of the rod 9 and the member that moves integrally therewith (the jig 5 here). . That is, the thrust obtained by multiplying the effective pressure-receiving area of the step portion 41 and the pressure of the control air from the electropneumatic regulator R3 is the downward force due to the weight of the rod 9 and the member that moves integrally therewith (here, the jig 5). It is set to be equal. The effective pressure receiving area of the step portion 41 is a value obtained by subtracting the cross-sectional area of the third rod portion 40 from the cross-sectional area of the second rod portion 9b.
[0066]
Therefore, according to the third embodiment, the same effects (i) to (nu) as those of the first embodiment can be obtained. In addition, in the said effect (I), in 3rd Embodiment, the 3rd thrust port 42 is further concentrated and the effect which can prevent that piping congests becomes still more remarkable.
[0067]
In addition, the control air supplied from the third thrust port 42 acts on the step portion 41 as the third pressure acting portion, so that the weight of the rod 9 and the member (here, the jig 5) that moves integrally with the rod 9 is reduced. Minutes are eliminated. Therefore, in this state, pressure control of the control air supplied from both the first and second thrust ports 19 and 20 without considering the weight of the rod 9 and a member (here, the jig 5) that moves integrally with the rod 9. Thus, the air bearing cylinder 4 can be easily controlled, and highly accurate pressure control can be achieved.
[0068]
Further, since the third pressure acting part is constituted by the step part 41 formed on the rod 9, the design change for eliminating the weight of the rod 9 and the member (here, the jig 5) moving integrally therewith is easy. And an increase in the size of the apparatus can be avoided.
[0069]
As described above, according to the third embodiment, the control air is supplied from the third thrust port 42 that is provided separately from the first and second thrust ports 19 and 20, thereby moving the rod 9 and the rod 9 integrally therewith. Since the weight of the member (the jig 5 here) can be eliminated, it is useful in the air bearing cylinder 4 used with the tip of the rod 9 facing downward as in the third embodiment.
[0070]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, it can change to another form as follows.
Although the air bearing cylinder 4 is arranged so that the tip side of the rod 9 is directed downward, the rod 9 may be oriented in other directions. For example, in the first embodiment and the second embodiment, when the air bearing cylinder 4 is arranged so that the rod 9 is oriented in the horizontal direction, the weight of the rod 9 and the like is hardly taken into consideration with high accuracy. Position control and pressure control can be performed. In the third embodiment, the rod 9 is optimally arranged so that the tip side is directed downward. In the third embodiment, the set pressure of the electropneumatic regulator R3 is changed to change the setting pressure. The third thrust port 42 can be used for purposes other than eliminating the dead weight of the rod 9 or the like, or by closing the pipe L7, so that the tip side of the rod 9 is directed downward.
[0071]
A porous material is exemplified as the material of the bearing members 13 and 14, but the porous material may be made of a metal material such as sintered aluminum, sintered copper, or sintered stainless steel, sintered carbon, or sintered ceramic. Alternatively, a material made of a synthetic resin material such as a sintered trifluoride resin, a sintered tetrafluoride resin, a sintered nylon resin, or a sintered polyacetal resin may be used. The bearing members 13 and 14 are preferably made of a porous material, but can also be constituted by a bearing member having a plurality of through holes.
[0072]
* Although illustrated about what provided the bearing members 13 and 14 in two places, you may carry out by omitting the other bearing member 14 or 13 only using one bearing member 13 or 14. FIG.
[0073]
◎ Although the embodiment using the air bearing cylinder 4 as a pressing mechanism in the bonding head 1 of the bonding apparatus has been described, the present invention may be applied to an apparatus used in other semiconductor manufacturing processes such as a silicon wafer cleaning machine, You may apply to the other apparatus unrelated to a semiconductor manufacturing process.
[0074]
Although the rubber cushions 11, 12, and 30 are used as the buffer member, they may be made of a plate material made of a material other than rubber. In this case, it is possible to use a plate material made of various generally known synthetic resins (for example, a fluorine-based resin) as long as the material has a property capable of relaxing the impact.
[0075]
The cushioning members such as the rubber cushions 11, 12, and 30 can be provided only at one of the stroke ends of the rod 9, or both can be omitted. In this case, downsizing and simplification of the configuration of the air bearing cylinder 4 can be further promoted.
[0076]
Although an example in which one through-hole 23 and two second evacuation ports 24 formed in the jig 5 are formed is illustrated, a plurality of them can be formed.
A through hole 23 to be evacuated is formed in the jig 5 for adsorbing an object to be adsorbed such as the chip T, but a porous body is interposed in the opening of the through hole 23 of the jig 5 so that the The surface (lower surface) of the material may be the adsorption surface of the chip T. In this case, it is possible to prevent a local vacuuming action from occurring on the chip T, and to protect the chip T.
[0077]
◎ Although the example in which the ratio of the effective pressure receiving area of the region 21 of the base end surface of the rod 9 to the effective pressure receiving area of the step portion 9c of the rod 9 is set to 2: 1 is illustrated, the ratio of the effective pressure receiving area may be set as necessary. Other settings may be set, for example, 3: 1. In this case, the electropneumatic regulator R2 connected to the common pipe L5 is omitted, and a dedicated electropneumatic regulator is connected to each of the pipes L3 and L4, so that the thrust at the time of forward movement of the rod 9 and the thrust at the time of backward movement are obtained. It can be adjusted as appropriate.
[0078]
Although the ratio of the effective pressure receiving area of the region 21 of the base end surface of the rod 9 to the effective pressure receiving area of the step portion 9c of the rod 9 is set to 2: 1, the ratio is set to 1: 2 on the contrary. It is also possible. In this case, the base end side of the rod 9 may have a small diameter, and the electromagnetic switching valve B may be connected to the pipe L4.
[0079]
The pipes L2 and L6 connected to the first evacuation port 18 and the second evacuation port 24 may be connected to a common pipe to share a vacuum pump. In this case, the cylinder system can be further simplified.
[0080]
A passage may be formed in the cylinder block 6 so that the first evacuation port 18 and the second evacuation port 24 may be implemented as one common port. In this case, the reduction of the number of ports and the number of pipes can further simplify the pipe connection work and further prevent the pipes from being congested.
[0081]
here ,in front The technical ideas grasped by each of the embodiments described above are listed below together with their effects. In addition, description of the member etc. in a parenthesis has shown the structure corresponding in embodiment.
(1 ) The binder block is provided with restricting means (the stopper 10 of the first and third embodiments, the first rod portion 9a of the second embodiment) for restricting the reciprocating range of the rod to a predetermined range, and a buffer member (rubber) at the stroke end. Cushions 11, 12, 30) were provided. According to this means, an impact can be absorbed at the stroke end of the rod.
[0082]
(2 No. The 1 thrust port and the 2nd thrust port were concentrated on one side of the cylinder block. Further, in claim 1, the first and second thrust ports and the air supply port for supplying the pressurized air to the bearing member are concentrated on one side of the cylinder block. Further, in claim 2, the third thrust port is also concentrated on one side surface of the cylinder block. According to each of these means, since the ports connected to the cylinder block are concentrated on one side of the cylinder block, centralized piping can be performed on the air bearing cylinder, and piping work is easy. In addition, it is possible to prevent the piping from being congested, and further, it is possible to save space.
[0083]
(3 No. The openings of the first thrust port and the second thrust port into the cylinder chamber were arranged at positions spaced apart from each other with the bearing member interposed therebetween. According to this means, there is a low possibility that the control air from the first thrust port acts on the second pressure acting portion, or the control air from the second thrust port acts on the first pressure acting portion. Thus, the accuracy of pressure control in double-acting control of the rod can be improved.
[0084]
(4 B) A jig (jig 5) is provided at the tip of the lid, and the jig and rod are evacuated via a vacuum port (vacuum port 24) formed in the cylinder block (passage 22 and through hole). 23) was formed, and the object to be adsorbed (chip T) could be adsorbed and held on the jig by evacuation, and the rod tip was directed downward to function as a pressing mechanism in the bonding apparatus. According to this means, at least double-action control can be performed as a pressing mechanism of the bonding apparatus.
[0086]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, an air bearing cylinder capable of double-action control can be obtained.
[0087]
Claim 1 And claims 2 In the air bearing cylinder capable of double-acting control, the weight of the rod and the member that moves integrally with the rod can be ignored, so that the air bearing cylinder can be controlled easily and with high accuracy. Can do. In particular, it is suitable for an air bearing cylinder that is used with the rod tip facing downward.
[0088]
Claim 3 And claims 4 According to the invention described in (1), it is possible to simplify the manufacture of an air bearing cylinder capable of double-acting control, and to contribute to miniaturization of the air bearing cylinder.
[0089]
Claim 5 According to the invention described in (1), the control of the air bearing cylinder capable of double-acting control can be made extremely simple.
Claim 6 According to the invention described in (1), the entire cylinder system in the air bearing cylinder capable of double-action control can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an air bearing cylinder of a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic perspective view of a bonding process using a bonding head.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the air bearing cylinder of the first embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an air bearing cylinder of a second embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an air bearing cylinder of a third embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional air bearing cylinder.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Air bearing cylinder, 6 ... Cylinder block, 7 ... Cylinder chamber, 8 ... Rod insertion hole, 9 ... Rod, 9a ... 1st rod part, 9b ... 2nd rod part, 9c ... As 2nd pressure action part Step part, 13, 14 ... Bearing member, 19 ... First thrust port, 20 ... Second thrust port, 21 ... Region as first pressure acting part, 41 ... Step part as third pressure acting part 42 ... 3rd thrust port, B ... Electromagnetic switching valve as a switching valve, L3 ... Piping as a first flow path, L4 ... Piping as a second flow path, L5 ... As a third flow path Piping, R2 ... Electropneumatic regulator as a pressure control valve.

Claims

A cylinder block having a cylinder chamber and a rod insertion hole therein, a rod inserted through the rod insertion hole and having a distal end projecting from the rod insertion hole, and at least one inner wall surface of the cylinder chamber or the rod insertion hole In an air bearing cylinder provided with a bearing member that supports the rod in a non-contact manner by ejecting pressurized air,
A first pressure acting portion that provides a thrust for moving the rod forward relative to the cylinder block, a second pressure acting portion that provides a thrust for retracting the rod relative to the cylinder block, and the first pressure acting portion. A first thrust port for supplying control air, and a second thrust port for supplying control air connected to the second pressure acting portion;
A jig is provided at the tip of the rod, and a passage to be evacuated is formed in the jig and the rod through a vacuum port formed in the cylinder block, and the object to be adsorbed can be held by suction by the vacuum. and,
In addition to the first and second pressure acting parts, a third pressure acting part for providing a thrust force for retracting the rod relative to the cylinder block is provided, and the cylinder block communicates with the third pressure acting part. A third thrust port capable of supplying control air having a pressure different from the control air supplied from the first thrust port and the second thrust port to the third pressure acting portion; An air bearing in which the port is opened in the rod insertion hole, and the third thrust port is disposed at a position separated from the first and second thrust ports with the bearing member provided on the inner wall surface of the rod insertion hole interposed therebetween. Cylinder.

The air bearing cylinder is arranged with the tip end of the rod directed downward, and the control air acting on the third pressure acting portion via the third thrust port moves integrally with the rod and the rod. The air bearing cylinder according to claim 1, wherein the rod is provided with a thrust having a magnitude that eliminates the weight of the member .

A cross-sectional shape of the rod insertion hole is formed smaller than a cross-sectional shape of the cylinder chamber, and the rod is formed integrally with a first rod portion having a slightly smaller diameter than the cylinder chamber and a distal end side of the first rod portion. A second rod portion having a diameter slightly smaller than that of the rod insertion hole and smaller than that of the first rod portion, and a step portion between the first rod portion and the second rod portion is defined as the second pressure acting portion. air bearing cylinder according to claim 1 or 2 was.

The air bearing cylinder according to any one of claims 1 to 3 , wherein a base end of the rod is disposed in a cylinder chamber, and a base end surface of the rod is used as the first pressure acting portion .

The air bearing cylinder according to any one of claims 1 to 4, wherein an effective pressure receiving area of the first pressure acting portion is twice as large as an effective pressure receiving area of the second pressure acting portion .

6. A cylinder system using an air bearing according to claim 5, wherein the first flow path is connected to the first thrust port, the second flow path is connected to the second thrust port, and the first flow path is connected. A path and a second flow path are connected to a third flow path common to them, and a pressure control valve for supplying control air of a predetermined pressure to the third flow path is provided. A cylinder system provided with a switching valve for switching supply or shut-off of control air from the first flow path to the first thrust port.