JP7053308B2 - プレス装置及びプレス装置調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、プレス装置及びプレス装置調整方法に関するものである。

プレス装置には、基板やＩＣチップ等の電子部品（パンプ形成体）に形成された粒子部材を上プレスヘッドの下端平坦面で押圧して平坦化する装置（コイニング装置）がある。このような装置として、特許文献１や特許文献２に示すように、下治具（下プレスヘッド）と上治具（上プレスヘッド）とを用いて、基板の厚さ方向にバンプの頂部に押圧力を加えるものがある。

このようなプレス装置では、図１０に示すように、下プレスヘッド１上に基板２を載置して、上プレスヘッド３を下降させて、基板２上のバンプの頂部を押圧することになる。このため、下プレスヘッド１の上面と、上プレスヘッド３の下面との平行度が重要である。

すなわち、上プレスヘッド３が下降してバンプの頂部を加圧する際に、上プレスヘッド３の下面に対して下プレスヘッド１の上面が傾斜している状態であれば、正確なコイニングを行うことができない。このため、従来においては、下プレスヘッド１の平行度出しを行う必要があった。この場合の調整は、作業者が手動調整を行うのが一般的であった。

従来には、圧着ヘッドにより電子部品を基板に押圧してボンディングする電子部品のボンディング装置において、チルト機構を備えた圧着ヘッドを用い平行度のばらつきを吸収する方法が種々提案されている（特許文献３）。この特許文献３に記載のチルト機構としては、円弧面状の回動面を介して当接する固定ブロックと可動ブロックとで圧着ヘッドを構成するものである。

ところで、基板の上面の多数の凹窪部（ディンプル）に、それぞれチップを配設して、各チップを各凹窪部（ディンプル）に接着するものがある。このような場合、図１１に示すように、上プレスヘッド３に、基板の凹窪部に対応するピン部材５を備えた上治具６を取り付けることになる。

すなわち、プレス加工する際に上治具６の各ピン部材５が基板の凹窪部にそれぞれ嵌入して、凹窪部のチップを接着することになる。このため、プレス加工する際には、上プレスヘッド３を下降させた際に、各ピン部材５が基板の凹窪部にそれぞれ嵌入する必要がある。しかしながら、下プレスヘッド１が、図１２の２点鎖線で示すように、実線で示す正規位置よりその軸心廻りにずれている場合がある。このような場合、各ピン部材５を基板の凹窪部にそれぞれ嵌入させることができない。なお、図１２では、角度αだけ正規位置よりずれている場合を示している。

しかしながら、特許文献３等に記載のようなチルト機構を用いて、下プレスヘッド１の平行度出しを行っても、この下プレスヘッド１の軸心廻りのθ方向に位置ずれを調整することはできなかった。

従来には、プレス装置ではないが、位置決めが可能な倣い装置が提案されている(特許文献４)。この倣い装置は、図１３と図１４に示すように、基台（固定部材）７と、球面ベース（可動部材）８と、一対のサイドプレート（支持部材）９と、回り止めリング（回り止め部材）１０と、押さえ部材１１等を備えたものである。

そして、球面ベース８及びサイドプレート９にそれぞれ回動規制ピン１２、１３が設けられ、球面ベース８の回動規制ピン１２が、回り止めリング１０のピン挿入孔１４に係合され、サイドプレート９の回動規制ピン１３が、回り止めリング１０のピン挿入孔１４に係合される。回動規制ピン１２と回動規制ピン１３は、周方向に沿って９０°ピッチで交互に配設される。また、回動規制ピン１２、１３は曲面を有するように形成されている。

このように、球面ベース８の回動規制ピン１２が、回り止めリング１０のピン挿入孔１４に係合され、サイドプレート９の回動規制ピン１３が、回り止めリング１０のピン挿入孔１４に係合されることによって、球面ベースのＺ軸の軸線回りの回動を規制している。また、回動規制ピン１２、１３は曲面を有するように形成されているので、球面ベースのＸ軸周り及びＹ軸周りの揺動を確保している。

特開２００４－３４９６０２号公報 特開２００２－２７０６３０号公報 特開２００１－２３０２７７号公報 特開２００７－０２７５１６号公報

前記図１３及び図１４に示す倣い装置では、構成要素が多く、生産性に劣る。しかも、回動規制ピン１２、１３が、それぞれ対応するピン挿入孔１４，１４に係合されるものであり、かつ、回動規制ピン１２、１３は曲面を有するように形成されている。従って、球面ベースのＸ軸周り及びＹ軸周りの揺動を確保しているが、回動規制ピン１２、１３とピン挿入孔１４，１４との間には、多少のがたつきが生じる。

このため、上面の多数の凹窪部（ディンプル）を有する基板に対して、プレス加工を施すプレス装置に、前記特許文献４に記載の倣い装置を搭載するようにして、下プレスヘッド１の平行度出しを行っても、この下プレスヘッド１の軸心廻りのθ方向の位置ずれを高精度に調整することはできない。

本発明は、上記課題に鑑みて、下プレスヘッドの平行度出しと、下プレスヘッドの軸心廻りのθ方向の位置ずれの調整が可能であって、高精度のプレス加工が可能なプレス装置およびプレス装置調整方法を提供する。

本発明のプレス装置は、上プレスヘッドと、平行出しを行う倣い手段を有する下プレスヘッドとを備え、下プレスヘッドにて受けられたワークに対してプレス加工を行うプレス装置であって、前記下プレスヘッドの軸心廻りであるθ方向の位置合わせを行う位置合わせ手段を備え、この位置合わせ手段を、１８０°反対方向に設けられる下プレスヘッド側の平行な鉛直平面の第１・第２基準面と、この第１・第２基準面を外方から挟む一対の挟持部材とで構成し、前記倣い手段による下プレスヘッドの平行出しに加え前記位置合わせ手段による下プレスヘッドのθ方向の位置合わせを可能としたものである。

本発明のプレス装置によれば、倣い手段による下プレスヘッドの平行出しと、位置合わせ手段による下プレスヘッドのθ方向の位置合わせとを行うことができる。しかも、位置合わせ手段は、プレスヘッド側の平行な鉛直平面の第１・第２基準面と、第１・第２基準面を外方から挟む一対の挟持部材とで構成され、シンプルな構造で構成することができる。すなわち、一対の挟持部材で平行な鉛直平面の第１・第２基準面を挟持するものであり、１・第２基準面を、挟持部材の押圧方向と直交する鉛直面に合わせることができる。これによって、下プレスヘッドはその軸心廻りに回動していない正規位置に合わせることができる。

一対の挟持部材は、第１・第２基準面に対してそれぞれ接触する押さえ部材を備えたものとすることができる。このような押さえ部材を備えたものでは、第１・第２基準面の位置合わせを安定して行うことができる。

各押さえ部材は、挟持方向と直交する方向に所定間隔だけ離間した同一水平面内の一対の押圧突起部を有するものが好ましい。このような押圧突起部を有することによって、各基準面に対してそれぞれ押圧突起部を２箇所で当接させることができ、より高精度の第１・第２基準面の位置合わせを行うことができる。

各押さえ部材は、一対の押圧突起部との間に位置決め用の突起部を有し、第１・第２基準面には、前記突起部が嵌入する位置決め用の凹部を有するものであってもよい。このように、第１・第２基準面に、突起部が嵌入する位置決め用の凹部を設けることによって、一対の挟持部材による位置調整（位置合わせ）を正確に行うことができる。

各押さえ部材には、押圧突起部を各基準面に対して接近・離間させるシリンダ機構が付設されているものであってもよい。このように、シリンダ機構を設けたものでは、位置調整（位置合わせ）に必要なときのみ、押さえ部材による位置合わせを行うことができ、他の状態では、押さえ部材を各基準面から離間させることができる。これによって、挟持部材等は、調整後（平行出し及び位置合わせを行った後）におけるこのプレス装置を用いたワークへのプレス加工の妨げにならない。

倣い手段は、上方に開口する凹球面と、この凹球面に上方から嵌合する凸球面と、この凸球面と凹球面との間へのエアの供給及び凸球面と凹球面との間からのエアの吸引を行うエア供給・吸引機構とを備えたもので構成できる。

このように、倣い手段を構成することによって、下部材の凹球面に上部材の凸球面を嵌合させた状態で、凹球面と凸球面との間にエアを供給する。すなわち、凹球面と凸球面との間に僅かな隙間を設け、上部材を下部材に対してチルト許容状態とする。そして、このチルト許容状態で、上プレスヘッドを下降させて、上プレスヘッドの下端平坦面にて上部材の上面平坦面を押圧して上プレスヘッドと下プレスヘッドとの平行出しを行う。すなわち、上部材がチルト許容状態であるので、上プレスヘッドの下端平坦面と上部材の上面平坦面が密着する平行出しが行われる。

この状態で、凹球面と凸球面との間を負圧状態とするとともに、固定機構による上部材の固定を行って、上プレスヘッドを上昇させる。これによって、このプレス装置による平行出し作業が可能となる。

下プレスヘッドの平行出しと、下プレスヘッドのθ方向の位置合わせを行うことが可能であるので、ワークとして、チップが配設される多数の凹窪部を上面に有する基板であっても対応できる。

本発明のプレス装置調整方法は、下プレスヘッドにて受けられたワークに対してプレス加工を行うプレス装置における下プレスヘッドの調整方法であって、下プレスヘッドの平行調整を行う平行出し工程と、下プレスヘッドの軸心廻りであるθ方向の位置合わせを行う位置合わせ工程とを備え、前記位置合わせ工程は、１８０°反対方向に設けられる下プレスヘッド側の平行な鉛直平面の第１・第２基準面を外方から挟む一対の挟持部材とで行うものである。

本発明のプレス装置調整方法によれば、下プレスヘッドの平行調整を行う平行出しと、下プレスヘッドの軸心廻りであるθ方向の位置合わせを行うことができる。この場合、一対の挟持部材で平行な鉛直平面の第１・第２基準面を挟持するものであり、第１・第２基準面を、挟持部材の押圧方向と直交する鉛直面に合わせることができる。これによって、下プレスヘッドはその軸心廻りに回動していない正規位置に合わせることができる。

前記平行出し工程は、上方に開口する凹球面とこの凹球面に上方から嵌合する凸球面との間にエアを供給して、凹球面を有する上部材を浮かせて、凹球面と凸球面との間に隙間を設け、この状態で、上部材の平行調整を行うことができる。

位置合わせ工程は、凹球面を有する上部材を浮かせて、上部材の平行調整を行いつつ、一対の挟持部材にて、下プレスヘッド側の鉛直平面の第１・第２基準面を外方から挟み、その状態で、下プレスヘッドの上方に位置する上プレスヘッドを下降させて、凹球面に凸球面を接触させることができる。

上プレスヘッドの下降力を、一対の挟持部材の挟持力よりも大きく設定することができる。このように設定することによって、上プレスヘッドが、一対の挟持部材の挟持力に打ち勝って、下プレスヘッドの平行出しの際に、影響されることなく、下プレスヘッドの平行出しを行うことができる。しかも、一対の挟持部材は、第１・第２基準面の挾持状態を維持でき、下プレスヘッドのθ方向の位置合わせを行うことができる。

位置合わせ工程の終了後に、手動式の固定機構にて下プレスヘッドのその位置を固定するようにできる。このように固定することによって、高精度のプレス加工を長期にわたって安定して行うことができる。しかも、手動式であるので、構成の簡略化を図ることができる。

本発明では、下プレスヘッドの平行出しと、下プレスヘッドのθ方向の位置合わせとを行うことができるので、高精度のプレス加工を行うことができる。特に、ワークとして、チップが配設される多数の凹窪部を上面に有する基板であっても対応できる利点がある。

本発明のプレス装置の簡略図である。 図１に示すプレス装置の固定機構を示す簡略図である。 図１に示すプレス装置の挾持部材と下プレスヘッドの基準面との関係を示し、挾持前の状態の簡略図である。 図１に示すプレス装置の挾持部材と下プレスヘッドの基準面との関係を示し、挾持状態の簡略図である。 本発明のプレス装置調整方法を示す簡略図である。 本発明のプレス装置調整方法の工程を示す簡略ブロック図である。 下プレスヘッドの基板載置面が水平面に対して傾斜している状態を示し、（ａ）は一方の挾持部材側において基準面が上方に傾いている状態の簡略図であり、（ｂ）は一方の挾持部材側において基準面が下方に傾いている状態の簡略図である。 下プレスヘッドの基板載置面が水平面に対して傾斜している状態を示し、（ａ）は他方の挾持部材側において基準面が下方に傾いている状態の簡略図であり、（ｂ）は他方の挾持部材側において基準面が上方に傾いている状態の簡略図である。 上面に多数の凹窪部（ディンプル）を有する基板を示す簡略図である。 従来のプレス装置の上プレスヘッドと下プレスヘッドとの関係を示す簡略図である。 前記図９に示す凹窪部（ディンプル）を有する基板に対してプレス加工を行うための上プレスヘッドの簡略図である。 下プレスヘッドの軸心廻りであるθ方向の位置ずれを説明する簡略図である。 従来の倣い装置の正面図である。 従来の倣い装置の平面図である。

以下本発明の実施の形態を図１～図９に基づいて説明する。

本発明に係るプレス装置は、図５に示すように、上プレスヘッド１６と、下プレスヘッド１７とを備え、下プレスヘッド１７にて受けられたワークＷ（図９に示すような基板Ｗ１）に対してプレス加工を行うものである。ここで、図９に示す基板Ｗ１は、上面４６に多数の凹窪部（キャビティ）４７を有するものである。この場合、各凹窪部４７内にチップ（半導体チップ）４５が配置されて接着される。

下プレスヘッド１７には、倣い手段Ｍ１が設けられている。すなわち、下プレスヘッド１７は、図１に示すように、上面に凹球面２０を有する下部材２１と、下面に下部材２１の凹球面２０に嵌合する凸球面２２を有する上部材２３と、上部材２３の凸球面２２と下部材２１の凹球面２０との間にエアを供給・吸引するエア供給・吸引機構２５とを有する。

この場合、少なくとも凹球面２０の構成部位が、多孔質材料を介してエア供給・吸引機構２５にて凹球面２０と凸球面２２との間にエアを供給・吸引するように構成できる。多孔質材料は小さい気孔が無数に空いている材料であって、金属、セラミックス等の種々のものがある。

エア供給・吸引機構２５は、エア供給源２６と、このエア供給源２６からの圧縮空気を下部材２１に供給する供給通路２７とを備える。すなわち、エア供給源２６からの圧縮空気が供給通路２７に供給され、多孔質材料を介して凹球面２０と凸球面２２との間にエアが供給・吸引される。

このように、凹球面２０と凸球面２２との間にエアが供給されれば、凹球面２０と凸球面２２との間にすきまが形成され、これによって、下部材２１に対する上部材２３のチルトが許容される。また、凹球面２０と凸球面２２との間のエアを排出（吸引）して、この間を負圧状態とすれば、上部材２３のチルトが規制される。そして、この状態で、図２に示すような固定機構３０にて上部材２３をその姿勢を維持するように固定される。

固定機構３０として、図２に示すように、螺進退によって上部材２３に対してその外側から接近・離間するねじ部材３１にて構成される。すなわち、下部材２１に固着された固定部３２に、ねじ部材３１が螺着される。この場合、固定部３２には取付片３２ａが設けられ、この取付片３２ａにその軸心が水平方向に延びるねじ孔３３を有し、ねじ部材３１が螺合される。

ねじ部材３１をねじ孔３３に対して螺進させていけば、ねじ部材３１の先端面が上部材の外周縁の当接端面２３ａに当接することになる。すなわち、上部材２３の外周縁の当接端面２３ａを外側方からねじ部材３１によって保持されることになる。このねじ部材３１及び固定部３２としては、上部材２３の周方向に沿って所定ピッチで４個が配設されている。なお、配設ピッチや配置数は、ねじ部材３１の先端面にて上部材２３の外周縁の当接端面２３ａを保持して、上部材２３の位置姿勢を維持できるものであれば、任意に設定できるが、等配置するのが好ましい。

また、このプレス装置では、下プレスヘッド１７の軸心Ｏ（図３と図４参照）廻りであるθ方向の位置合わせを行う位置合わせ手段Ｍ２を備える。位置合わせ手段Ｍ２は、図１と図３と図４等に示すように、１８０°反対方向に設けられる下プレスヘッド１７側の平行な鉛直平面の第１・第２基準面２４ａ，２４ｂと、この第１・第２基準面２４ａ，２４ｂを外方から挟む一対の挟持部材３５（３５Ａ，３５Ｂ）とで構成している。なお、第１・第２基準面２４ａ，２４ｂは、上部材２３に設けられる平面視矩形体の基準ブロック２４の側面にて形成される。

この場合、挟持部材３５Ａ，３５Ｂは、図３と図４に示すように、第１・第２基準面２４ａ，２４ｂに対してそれぞれ当接する押さえ部材３６、３６を有する。押さえ部材３６、３６は、基準面２４ａ，２４ｂに対して平行に配設される押さえ本体部３６ａ、３６ａと、この押さえ本体部３６ａ、３６ａの長手方向端部に基準面２４ａ，２４ｂ側に突出する押圧突起部３６ｂ、３６ｂと、押さえ本体部３６ａ、３６ａの長手方向中間部から反基準面側に突出する連結部３６ｃ、３６ｃとを有する。また、押さえ本体部３６ａの長手方向中間部位に、基準面２４ａ，２４ｂ側に突出する位置決め用の突起部３６ｄ、３６ｄが設けられている。この突起部３６ｄ、３６ｄの突出寸法は、押圧突起部３６ｂ、３６ｂの突出寸法よりも大きく設定されている。各押さえ部材３６、３６の押圧突起部３６ｂ、３６ｂは、基準面２４ａ，２４ｂの端部側に対応するように設定される。

連結部３６ｃ、３６ｃには前記したようにシリンダ機構３８Ａ，３８Ｂが接続される。この場合、シリンダ機構３８Ａ，３８Ｂのピストンロッド３９，３９が連結部３６ｃ、３６ｃに連結されている。このため、シリンダ機構３８Ａ，３８Ｂのピストンロッド３９，３９が延びれば、押圧突起部３６ｂ、３６ｂが基準面２４ａ，２４ｂに当接でき、また、シリンダ機構３８Ａ，３８Ｂのピストンロッド３９，３９が縮まれば、押圧突起部３６ｂ、３６ｂが基準面２４ａ，２４ｂから離間する。

ところで、基準面２４ａ，２４ｂには、中間部位に位置決め用凹部４０、４０が設けられている。この凹部４０は、その深さを突起部３６ｄの突出量よりも深く設定し、その幅寸法を突起部３６ｄの幅寸法よりもやや小さく設定されて、突起部３６ｄの嵌入（挿入）が可能とされている。

このため、図３に示すように、挟持部材３５Ａ，３５Ｂが基準面２４ａ，２４ｂから離間している状態で、挟持部材３５Ａ，３５Ｂが基準面２４ａ，２４ｂに接近していけば、まず、突起部３６ｄ、３６ｄが基準面２４ａ，２４ｂの位置決め用凹部４０、４０に嵌入していく。その後、さらに挟持部材３５Ａ，３５Ｂが基準面２４ａ，２４ｂに接近していけば、突起部３６ｄの先端が、凹部４０の底面に当接する前に、押圧突起部３６ｂ、３６ｂが基準面２４ａ，２４ｂに当接する。これによって、一対の挟持部材３５Ａ，３５Ｂにて、下プレスヘッド１７側の平行な鉛直平面の第１・第２基準面２４ａ，２４ｂを挾持することになる。

この場合、押圧突起部３６ｂ、３６ｂの先端面（基準面当接面）の位置は予め設定された位置で停止するように設定され、これによって、下プレスヘッド１７は、軸心Ｏ廻りであるθ方向の位置を正規位置に合わせることができる。なお、位置決め用凹部４０、４０の突起部３６ｄ、３６ｄが嵌入することによって、下プレスヘッド１７は、θ方向の位置が正規位置となるようにガイドする機能を有する。

すなわち、下プレスヘッド１７が図３の仮想線で示すように、軸心Ｏ廻りに位置ずれしていた場合、各挟持部材３５Ａ，３５Ｂが、基準ブロック２４に接近していけば、一方の挾持部材３５Ａでは、イの押圧突起部３６ｂの端面３６ｂ１が基準ブロック２４に当接するとともに、他方の挾持部材３５Ｂでは、ロの押圧突起部３６ｂの端面３６ｂ１が基準ブロック２４に当接する。この状態からさらに、挟持部材３５Ａ，３５Ｂが、基準ブロック２４に接近していけば、基準ブロック２４はその軸心（すなわち、下プレスヘッド１７の軸心Ｏ）廻りに矢印Ａ方向に回転し、一方の挾持部材３５Ａのハの押圧突起部３６ｂの端面３６ｂ１が基準ブロック２４に当接するとともに、他方の挾持部材３５Ｂでは、ニの押圧突起部３６ｂの端面３６ｂ１が基準ブロック２４に当接する。これによって、下プレスヘッド１７は、軸心Ｏ廻り（θ廻り）に回転して、正規位置に合わせることができる。

図３の仮想線は、正規位置から時計廻り方向に所定角度だけ回転している場合を示しているが、この逆、つまり、正規位置から反時計廻りに回転していた場合、軸心Ｏ廻りに位置ずれしていた場合、各挟持部材３５Ａ，３５Ｂが、基準ブロック２４に接近していけば、一方の挾持部材３５Ａでは、ハの押圧突起部３６ｂの端面３６ｂ１が基準ブロック２４に当接するとともに、他方の挾持部材３５Ｂでは、ニの押圧突起部３６ｂの端面３６ｂ１が基準ブロック２４に当接する。この状態からさらに、挟持部材３５Ａ，３５Ｂが、基準ブロック２４に接近していけば、基準ブロック２４はその軸心（すなわち、下プレスヘッド１７の軸心Ｏ）廻りに矢印Ａ方向と反対方向に回転し、一方の挾持部材３５Ａのイの押圧突起部３６ｂの端面３６ｂ１が基準ブロック２４に当接するとともに、他方の挾持部材３５Ｂでは、ロの押圧突起部３６ｂの端面３６ｂ１が基準ブロック２４に当接する。これによって、下プレスヘッド１７は、軸心Ｏ廻り（θ廻り）に回転して、正規位置に合わせることができる。

次に、前記のように構成されたプレス装置の調整方法を図５と図６を用いて説明する。まず、図６に示すように、エア供給工程Ｓ１を行う。ここで、エア供給工程Ｓ１とは、図５（ａ）に示すように、下プレスヘッド１７側の凹球面２０と凸球面２２との間にエアが供給して、凹球面２０と凸球面２２との間にすきまを形成する工程である。これによって、下部材２１に対する上部材２３のチルトが許容される。

次に、図６に示す挾持部材の挾持工程Ｓ２を行う。すなわち、図５（ｂ）に示すように、一対の挾持部材３５Ａ，３５Ｂを所定位置まで前進させる。この場合、下プレスヘッド１７が軸心Ｏ廻りに位置ずれしていれば、この挾持工程Ｓ２によって、下プレスヘッド１７は、軸心Ｏ廻り（θ廻り）に回転して、正規位置に合わせることができる。その後、エア吸引状態（チルト状態）での上プレスヘッド１６の押圧工程Ｓ３を行う。この場合、図５（ｂ）に示すように、上プレスヘッド１６を下降させていけば、上プレスヘッド１６の押圧面４１が、下プレスヘッド１７の上部材２３の押圧面４２を押圧する。これによって、下プレスヘッド１７の上部材２３の押圧面４２が上プレスヘッド１６の押圧面４１に倣うことになる。

次に、図６に示すように、排出状態での上プレスヘッド押圧工程Ｓ４を行う。すなわち、下プレスヘッド１７側の凹球面２０と凸球面２２との隙間からエアを排出するとともに、図５（ｃ）に示すように、上プレスヘッド１６をさらに下降させる。これによって、下プレスヘッド１７の上部材２３の押圧面４２が上プレスヘッド１６の押圧面４１に倣った状態で、上部材２３の凸球面２２を下部材２１の凹球面２０に接触させる。これによって、下プレスヘッド１７の上面（押圧面４２）と、上プレスヘッド１６の下面（押圧面４１）とが平行状態となる。つまり、平行出しが行われる。

ところで、平行出しを行った場合、図７（ａ）及び図８（ａ）で示すように水平面に対して、上部材２３の基準ブロック２４が傾斜していたり、図７（ｂ）及び図８（ｂ）で示すように水平面に対して、上部材２３の基準ブロック２４が傾斜していたりする場合がある。

図７（ａ）及び図８（ａ）に示す状態では、一対の挾持部材３５Ａ，３５Ｂによる基準面２４ａ、２４ｂの挾持によって、軸心Ｏ廻り（θ廻り）に回転して、正規位置に合っている。しかしながら、上部材２３の基準ブロック２４が一方の挾持部材３５Ａ側において、上方に傾斜し、上部材２３が他方の挾持部材３５Ｂ側において、下方に傾斜している状態である。このような場合、基準面２４ａが下端側から上方に向かって挾持部材３５Ａから離間するように傾斜し、基準面２４ｂは上端側から下方に向かって挾持部材３５Ａから離間するように傾斜することになる。

このため、一方の挾持部材３５Ａは、図７（ａ）の矢印Ａ１に示すように、基準面２４ａから離れる方向に押圧される。この際、挾持部材３５Ａを基準面２４ａ側へ押圧する力よりも、上プレスヘッド１６の下降力を大きくしているため、この一方の挾持部材３５Ａが、矢印Ａ１方向に移動する。また、他方の挾持部材３５Ｂは、図８（ａ）の矢印Ｂ１に示すように、基準面２４ｂから離れる方向に押圧される。この際も、挾持部材３５Ｂを基準面２４ｂ側へ押圧する力よりも、上プレスヘッド１６の下降力を大きくしているので、この他方の挾持部材３５Ｂが、矢印Ｂ１方向に移動する。

このように、挾持部材３５Ａ、３５Ｂが矢印Ａ１，Ｂ１ようにスライドしても、これらの挾持部材３５Ａ、３５Ｂは、基準面２４ａ、２４ｂを挾持した状態を維持できる。このため、下プレスヘッド１７の軸心Ｏ廻りの位置が合わされた状態が維持される。

図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示す状態では、一対の挾持部材３５Ａ，３５Ｂによる基準面２４ａ、２４ｂの挾持によって、軸心Ｏ廻り（θ廻り）に回転して、正規位置に合っているが、上部材２３の基準ブロック２４が一方の挾持部材３５Ａ側において、下方に傾斜し、上部材２３が他方の挾持部材３５Ｂ側において、上方に傾斜している状態である。このような場合、基準面２４ａが上端側から下方に向かって挾持部材３５Ａから離間するように傾斜し、基準面２４ｂは下端側から上方に向かって挾持部材３５Ａから離間するように傾斜することになる。

このため、一方の挾持部材３５Ａは、図７（ｂ）の矢印Ａ２に示すように、基準面２４ａから離れる方向に押圧される。この場合、挾持部材３５Ａを基準面２４ａ側へ押圧する力よりも、上プレスヘッド１６の下降力を大きくしているので、この一方の挾持部材３５Ａは、矢印Ａ２方向に移動する。また、他方の挾持部材３５Ｂは、図８（ｂ）の矢印Ｂ２に示すように、基準面２４ｂから離れる方向に押圧される。この場合も、他方の挾持部材３５Ｂを基準面２４ｂ側へ押圧する力よりも、上プレスヘッド１６の下降力を大きくしているので、この他方の挾持部材３５Ｂは矢印Ｂ２に移動する。

このように、挾持部材３５Ａ、３５Ｂが矢印Ａ２，Ｂ２ようにスライドしても、これらの挾持部材３５Ａ、３５Ｂは、基準面２４ａ、２４ｂを挾持した状態を維持できる。このため、下プレスヘッド１７の軸心Ｏ廻りの位置が合わされた状態が維持される。

図５（ｃ）に示す状態の後に、図６に示すように、挾持部材３５Ａ、３５Ｂの離間工程Ｓ５を行う。すなわち、各挾持部材３５Ａ、３５Ｂを基準面２４ａ、２４ｂから離間させる方向に移動させる。この場合、シリンダ機構３８Ａ，３８Ｂのピストンロッド３９，３９を縮めることによって、押圧突起部３６ｂ、３６ｂを基準面２４ａ，２４ｂから離間させる。この場合、上部材２３は下部材２１に吸着された状態であるので、挾持部材３５Ａ、３５Ｂが基準面２４ａ、２４ｂから離間しても、下プレスヘッド１２に平行出し及び位置ずれをすることがない。

その後は、図６に示すように、固定工程Ｓ６を行う。固定工程Ｓ６とは、固定機構３０を用いて、上部材２３をその姿勢で固定することである。すなわち、ねじ部材３１を螺進させて、ねじ部材３１の先端面を上部材の外周縁の当接端面２３ａに当接させる。

図６において、エア供給工程Ｓ１と、吸引状態での上プレスヘッド押圧工程Ｓ３と、排出状態での上プレスヘッド押圧工程Ｓ４とで、下プレスヘッド１７の平行調整を行う平行出し工程Ｓ７を構成し、エア供給工程Ｓ１と、挾持部材の挾持工程Ｓ２と、吸引状態での上プレスヘッド押圧工程Ｓ３と、排出状態での上プレスヘッド押圧工程Ｓ４とで、下プレスヘッドの軸心Ｏ廻りであるθ方向の位置合わせを行う位置合わせ工程Ｓ８を構成することになる。

このように、本発明にかかるプレス装置では、倣い手段Ｍ１による下プレスヘッド１７の平行出しと、位置合わせ手段Ｍ２による下プレスヘッド１７のθ方向の位置合わせとを行うことができる。そして、このように、調整が完了したプレス装置に対して、上プレスヘッド１６の押圧面４１に図９に示すように、多数のピン部材５０を有する上側治具５１を配置する。また、下プレスヘッド１７の押圧面４２には、上面４６に多数の凹窪部（キャビティ）４７を有する基板Ｗ１を、図示省略の治具を介して載置される。そして、基板Ｗ１の各凹窪部４７には、接着剤を介してチップ４５が配置される。

このように、調整が完了したプレス装置にてプレス加工すれば、倣い手段Ｍ１による下プレスヘッド１７の平行出しと、位置合わせ手段Ｍ２による下プレスヘッド１７のθ方向の位置合わせとが行われているので、上プレスヘッド１６側の各ピン部材５０は、その対応する基板Ｗ１の凹窪部４７に、位置ずれすることなく嵌入することができる。このため、上面４６に多数の凹窪部４７を有する基板Ｗ１であっても、安定して高精度のプレス加工を行うことができる。

しかも、位置合わせ手段Ｍ２は、下プレスヘッド１７側の平行な鉛直平面の第１・第２基準面２４ａ、２４ｂと、第１・第２基準面２４ａ、２４ｂを外方から挟む一対の挟持部材３５Ａ，３５Ｂとで構成され、シンプルな構造で構成することができる。すなわち、一対の挟持部材３５Ａ，３５Ｂで平行な鉛直平面の第１・第２基準面２４ａ、２４ｂを挟持するものであり、第１・第２基準面２４ａ、２４ｂを、挟持部材３５Ａ，３５Ｂの押圧方向と直交する鉛直面に合わせることができる。これによって、下プレスヘッド１７はその軸心Ｏ廻りに回動していない正規位置に合わせることができる。

一対の挟持部材３５Ａ，３５Ｂは、第１・第２基準面２４ａ、２４ｂに対してそれぞれ接触する押さえ部材３６を備えているので、第１・第２基準面の位置合わせを安定して行うことができる。特に、各押さえ部材３６が、挟持方向と直交する方向に所定間隔だけ離間した同一水平面内の一対の押圧突起部３６ｂ、３６ｂを有するものでは、より高精度の第１・第２基準面２４ａ、２４ｂの位置合わせを行うことができる。

各押さえ部材３６、３６は、一対の押圧突起部３６ｂ、３６ｂとの間に位置決め用の突起部３６ｄを有し、第１・第２基準面２４ａ、２４ｂには、突起部３６ｄが嵌入する位置決め用の凹部４０を有するものであってもよい。このように、第１・第２基準面２４ａ、２４ｂに、突起部３６ｄが嵌入する位置決め用の凹部４０を設けることによって、一対の挟持部材３５Ａ，３５Ｂによる位置調整（位置合わせ）を正確に行うことができる。

各押さえ部材３６、３６には、押圧突起部３６ｂ、３６ｂを各基準面２４ａ、２４ｂに対して接近・離間させるシリンダ機構３８Ａ，３８Ｂが付設されているものであってもよい。このように、シリンダ機構３８Ａ，３８Ｂを設けたものでは、位置調整（位置合わせ）に必要なときのみ、押さえ部材３６、３６による位置合わせを行うことができる。他の状態では、押さえ部材３６、３６を各基準面２４ａ、２４ｂから離間させることができる。これによって、挟持部材３５等は、調整後（平行出し及び位置合わせを行った後）におけるこのプレス装置を用いたワークＷへのプレス加工の妨げにならない。

倣い手段Ｍ１は、上方に開口する凹球面２０と、この凹球面２０に上方から嵌合する凸球面２２と、凸球面２２と凹球面２０との間へのエアの供給及び凸球面２２と凹球面２０との間からのエアの吸引を行うエア供給・吸引機構２５とを備えたもので構成できる。

このように、倣い手段Ｍ１を構成することによって、下部材２１の凹球面２０に上部材２３の凸球面２２を嵌合させた状態で、凹球面２０と凸球面２２との間にエアを供給する。すなわち、凹球面２０と凸球面２２との間に僅かな隙間を設け、上部材２３を下部材２１に対してチルト許容状態とする。そして、このチルト許容状態で、上プレスヘッド１６を下降させて、上プレスヘッド１６の下端平坦面（押圧面）４１にて下部材２１の上面平坦面（押圧面）４２を押圧して上プレスヘッド１６と下プレスヘッド１７との平行出しを行う。すなわち、上部材２３がチルト許容状態であるので、上プレスヘッド１６の下端平坦面４１と上部材２３の上面平坦面４２が密着する平行出しが行われる。

本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、本プレス装置にてプレス加工するワークＷとして、上面４６に多数の凹窪部４７を有する基板Ｗ１に限るものではなく、プレス加工する際に、下プレスヘッド１７の平行出しと、下プレスヘッド１７のθ方向の位置合わせを必要とする種々のワークＷに対応することができる。

倣い手段Ｍ１として、多孔質材料を介して凹球面２０と凸球面２２との間にエアが供給・吸引されるものであり、凹球面２０を構成部位のみを多孔質材料としたが、下部材全体を多孔質材料としてもよい。また、多孔質材料を介することなく、凹球面２０と凸球面２２との間に開口するエアブロー通路を下部材に設け、このエアブロー通路を介してエアを供給するようにしてもよい。

また、押さえ部材３６に位置決め用の突起部３６ｄを有さないものであってもよい。このように、突起部３６ｄを有さないものでは、第１・第２基準面２４ａ、２４ｂに位置決め用の凹部４０を設ける必要がない。また、押さえ部材３６に設けられる押圧突起部３６ｂとしては、各押さえ部材３６に対して２個に限るものではなく、また押圧突起部３６ｂを設けることなく、押さえ本体部３６ｂ、３６ｂが直接基準面２４ａ、２４ｂに当接するものであってもよい。

挾持部材３５Ａ，３５Ｂの押さえ部材３６、３６を基準面２４ａ、２４ｂ側へ押圧する手段として、前記実施形態では、シリンダ機構３８Ａ，３８Ｂを用いたが、このようなシリンダ機構３８Ａ，３８Ｂを用いることなく、バネ部材等の弾性部材を用いることができる。また、シリンダ機構３８Ａ，３８Ｂを用いる場合、同一の推力のシリンダ機構を用いても、相違する推力のシリンダ機構を用いてもよい。

挾持部材３５Ａ，３５Ｂの押さえ部材３６、３６の押圧突起部３６ｂ、３６と、基準面２４ａ，２４ａとの接触は、点接触であっても、線接触であっても、面接触であってもよい。

固定機構３０として、前記実施形態では、螺進退によって上部材２３に対してその外側から接近・離間するねじ部材３１にて構成していたが、下プレスヘッド１７の上部材２３側に設けられるアンビルと、固定部３２側に設けられるスピンドルとを備えたマイクロメータにて構成してもよい。

１６ 上プレスヘッド
１７ 下プレスヘッド
２０ 凹球面
２１ 下部材
２２ 凸球面
２３ 上部材
２４ａ，２４ｂ 基準面
２５ エア供給・吸引機構
３５（３５Ａ，３５Ｂ） 挟持部材
３６ 押さえ部材
３６ｂ 押圧突起部
３６ｄ 突起部
３８Ａ，３８Ｂ シリンダ機構
４０ 位置決め用凹部
４５ チップ
４６ 上面
４７ 凹窪部
Ｍ１ 倣い手段
Ｍ２ 位置合わせ手段
Ｓ７ 平行出し工程
Ｓ８ 位置合わせ工程
Ｗ ワーク
Ｗ１ 基板

Claims (12)

1. 上プレスヘッドと、平行出しを行う倣い手段を有する下プレスヘッドとを備え、下プレスヘッドにて受けられたワークに対してプレス加工を行うプレス装置であって、
   前記下プレスヘッドの軸心廻りであるθ方向の位置合わせを行う位置合わせ手段を備え、この位置合わせ手段を、１８０°反対方向に設けられる下プレスヘッド側の平行な鉛直平面の第１・第２基準面と、この第１・第２基準面を外方から挟む一対の挟持部材とで構成し、
   前記倣い手段による下プレスヘッドの平行出しに加え前記位置合わせ手段による下プレスヘッドのθ方向の位置合わせを可能としたことを特徴とするプレス装置。
2. 一対の挟持部材は、第１・第２基準面に対してそれぞれ当接する押さえ部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。
3. 各押さえ部材は、挟持方向と直交する方向に所定間隔だけ離間した同一水平面内の一対の押圧突起部を有することを特徴とする請求項２に記載のプレス装置。
4. 各押さえ部材は、一対の押圧突起部との間に位置決め用の突起部を有し、第１・第２基準面には、前記突起部が嵌入する位置決め用の凹部を有することを特徴とする請求項３に記載のプレス装置。
5. 各押さえ部材には、押圧突起部を各基準面に対して接近・離間させるシリンダ機構が付設されていることを特徴とする請求項２～請求項４のいずれか１項に記載のプレス装置。
6. 倣い手段は、上方に開口する凹球面と、この凹球面に上方から嵌合する凸球面と、この凸球面と凹球面との間へのエアの供給及び凸球面と凹球面との間からのエアの吸引を行うエア供給・吸引機構とを備えたことを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のプレス装置。
7. ワークは、チップが配設される多数の凹窪部を上面に有する基板であることを特徴とする請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のプレス装置。
8. 下プレスヘッドにて受けられたワークに対してプレス加工を行うプレス装置における下プレスヘッドの調整方法であって、
   下プレスヘッドの平行調整を行う平行出し工程と、下プレスヘッドの軸心廻りであるθ方向の位置合わせを行う位置合わせ工程とを備え、前記位置合わせ工程は、１８０°反対方向に設けられる下プレスヘッド側の平行な鉛直平面の第１・第２基準面を外方から挟む一対の挟持部材とで行うことを特徴とするプレス装置調整方法。
9. 前記平行出し工程は、上方に開口する凹球面とこの凹球面に上方から嵌合する凸球面との間にエアを供給して、凹球面を有する上部材を浮かせて、凹球面と凸球面との間に隙間を設け、この状態で、上部材の平行調整を行うことを特徴とする請求項８に記載のプレス装置調整方法。
10. 位置合わせ工程は、凹球面を有する上部材を浮かせて、上部材の平行調整を行いつつ、一対の挟持部材にて、下プレスヘッド側の鉛直平面の第１・第２基準面を外方から挟み、その状態で、下プレスヘッドの上方に位置する上プレスヘッドを下降させて、凹球面に凸球面を接触させることを特徴とする請求項８に記載のプレス装置調整方法。
11. 上プレスヘッドの下降力を、一対の挟持部材の挟持力よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１０に記載のプレス装置調整方法。
12. 位置合わせ工程の終了後に、手動式の固定機構にて下プレスヘッドのその位置を固定することを特徴とする請求項８～請求項１１のいずれか１項に記載のプレス装置調整方法。

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