JPH06315883A - 吸着ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被吸着物に偏荷重をかけることなく、強力な
吸着力を発生できると共に、被吸着物を迅速に吸着でき
る吸着ヘッドを提供する。 【構成】 空気の吸引口１２と該吸引口１２を囲むＶ−
リング１４とを有し、Ｖ−リング１４を被吸着物２０に
密着させて、その内側を減圧することで被吸着物２０を
吸着する吸着ヘッド１０に関する。吸引口１２とＶ−リ
ング１４との間の部位に、弾性部材によって成形され、
被吸着物２０の表面に密着する複数の凸部１７が設けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸着ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】大型の被吸着物を吸着する吸着装置、或
いは被吸着物を強力に吸着する吸着装置では、吸着面積
を得るために図６に示すような大型の吸着ヘッド５０が
用いられる。この吸着ヘッド５０は、吸着ヘッド部材５
１が円盤状に形成され、その吸着ヘッド部材５１の中心
部に減圧装置（真空発生装置）と連通する空気の吸引口
５２が設けられている。そして、気密部材であるリング
状の弾性部材（Ｏ−リング５４）が、前記空気の吸引口
５２を囲むように吸着ヘッド５０の外周に沿って装着さ
れている。この吸着装置によれば、Ｏ−リング５４を被
吸着物に密着させ、真空発生装置を稼働し、吸着ヘッド
部材５１、Ｏ−リング５４および被吸着物によって囲ま
れた吸着ヘッド５０の内側を減圧することで、被吸着物
を吸着する。このとき、被吸着物を吸着するように作用
する減圧部が、吸着ヘッド５０の吸着面に対応して広く
とれるため、被吸着物を強力に吸着できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の吸着ヘッド５０では、被吸着物を吸着する際に、主
にＯ−リング５４のみにより被吸着物が受けられるた
め、被吸着物の変形が起こり易く、吸引される空気の通
路が遮断されることがある。そのように吸引空気の通路
が遮断されると、吸着力を吸着ヘッド５０の全面で好適
に発生させることができない。すなわち、吸着ヘッド５
０の周縁部にまで吸着力を及ぼすことができなくなり、
被吸着物を吸着する吸着力が低下するという課題があっ
た。また、主にＯ−リング５４のみにより被吸着物が支
持されるため、被吸着物に偏荷重がかかり易い。このた
め、被吸着物を変形させたり、その変形時の滑りによっ
て被吸着物の表面が傷つくという課題があった。さら
に、吸着ヘッド５０が大型であるため、被吸着物を吸着
するように作用する減圧部と空気の通路部である吸着ヘ
ッド５０の内側の容積が大きくなる。このため、吸着ヘ
ッド５０によって被吸着物を吸着する際に、真空発生装
置によって吸引されるべき空気量が多く、吸着力が被吸
着物に対してを迅速に作用しないという課題があった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、被吸着物に偏荷
重をかけることなく、強力な吸着力を発生できると共
に、被吸着物を迅速に吸着できる吸着ヘッドを提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は次の構成を備える。すなわち、本発明
は、空気の吸引口と該吸引口を囲む気密部材とを有し、
該気密部材を被吸着物に密着させて、その内側を減圧す
ることで被吸着物を吸着する吸着ヘッドにおいて、前記
吸引口と前記気密部材との間の部位に、弾性部材によっ
て成形され、被吸着物の表面に密着する複数の凸部が設
けられたことを特徴とする。また、前記凸部が先細りに
形成され、さらに前記気密部材がＶ−リング状に形成さ
れることによっての吸着力を向上させることができる。

【０００６】

【作用】本発明の吸着ヘッドによれば、吸引口と気密部
材との間の部位に、弾性部材によって成形され、被吸着
物の表面に当接する複数の凸部が設けられている。これ
により、吸着ヘッドに吸着された被吸着物が気密部材と
複数の凸部の先端面部とに密着されて受けられる。この
ため、吸着力が吸着ヘッドの全面で発生するよう吸引空
気を連通させる通路を好適に確保しつつ、吸着ヘッドの
全面で吸着力を被吸着物に均等に作用させることができ
る。また、上記複数の凸部によって吸着ヘッドの内側の
容積を好適に減少させることができる。このため、被吸
着物に偏荷重がかかることを防止して被加工物の変形お
よび滑りを防止でき、被吸着物を強力に吸着できると共
に、迅速に被吸着物を吸着できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明にかかる吸着ヘッドの好適な実
施例を添付図面と共に詳細に説明する。図１は本発明の
一実施例を示す吸着ヘッド１０の断面を含む説明図であ
り、図２は図１の実施例のマット１６の表面形状を示す
斜視図である。１２は吸引口であり、吸着ヘッド部材１
１の中央に穿設されており、真空発生装置（図示せず）
に連通されている。１４はＶ−リングであり、合成ゴム
等の弾性材料によって、ヘラ状部を有し断面形状がほぼ
Ｖの字状に成形された気密部材である。このＶ−リング
１４が、図１に示すように、ヘラ状部が吸着ヘッド１０
の表面に露出するよう、吸着ヘッド部材１１の外周に沿
って設けられたリング状の溝部に装着されている。

【０００８】１６はマットであり、図２に示すように、
表面に複数のピラミッド状の凸部１７が規則正しく形成
されている。このマット１６は、合成ゴム等の弾性部材
によって成形されており、図１に示すように、複数のピ
ラミッド状の凸部１７が吸着ヘッド１０の表面に露出す
るように、吸引口１２とＶ−リング１４との間の部位に
ドーナツ状に装着されている。なお、このマット１６の
凸部１７は、ピラミッド状に限られることはなく、空気
の通路を確保しつつ被吸着物２０の表面に当接するよう
複数の凸部を備えるように形成されていれば、種々の形
状でもよいのは勿論のことである。但し、本実施例のご
とく頂点部１７ａを先細り状に形成すれば、マット１６
と被吸着物の接触面積を小さく抑えることができるか
ら、吸引空気の通路を好適に確保できると共に、強力な
吸着力を得ることができるため好適である。

【０００９】上記本発明の実施例にかかる吸着ヘッド１
０によれば、Ｖ−リング１４を被吸着物２０の表面に当
接させ、真空発生装置によって、マット１６、Ｖ−リン
グ１４および被吸着物２０の表面とによって形成された
空間内部を減圧し、被吸着物２０を吸着する。このと
き、吸着ヘッド１０の吸着面に設けられた複数の凸部の
頂点部１７ａが被吸着物２０に当接する。このため、吸
着力が吸着ヘッド１０の全面に及ぶよう、吸引空気を連
通させるための通路を好適に確保することができる。こ
れにより、吸着ヘッド１０の全面で吸着力を被吸着物に
均等に作用させることができ、被吸着物を強力に吸着で
きる。

【００１０】また、上記のように吸着力が全面に均等に
分散された状態で被吸着物２０が吸着されるため、被吸
着物２０に偏荷重がかかることがない。これにより、被
吸着物２０が変形することなく、被吸着物変形時の滑り
によって被吸着物の表面が傷つくという課題も解消され
る。すなわち、吸着力が複数の点圧力に均等に分散され
るため、Ｖ−リング１４と複数の頂点部１７ａによって
好適に支持された状態で、被吸着物が変形することなく
好適に吸着される。特にシリコンウエハーのように表面
に傷がつくことを極度に嫌い、高精度の加工が要求され
る被吸着物を、強力に吸着・保持する際には、被吸着物
が滑ったり揺動することを防止することができるため有
効である。

【００１１】例えば、図３に示すように、本発明の吸着
ヘッド１０によれば、ウエハー３０を直に吸着し、図４
に示すように、回転する研磨用部材３２にウエハー３０
の外周を当接させて研磨する際に好適に使用することが
できる。このとき、上記のように、被吸着物であるウエ
ハー３０は、変形されることなく、吸着ヘッド１０によ
って強力に吸着されているため、ウエハー３０の表面が
傷つけられることなく、ウエハー３０の外周がむらなく
研磨される。

【００１２】すなわち、図４に示すように、４０はアー
ム部材であり、中途部で装置の基部４２の上面部に軸４
４において回動可能に軸着されている。このアーム部材
４０の一端の下面側に、ウエハー３０を吸着する本考案
の吸着ヘッド１０が設けられている。この吸着ヘッド１
０によれば、ウエハー３０の外周部を好適に露出できる
範囲内で、吸着面積がなるべく大きく設定されており、
ウエハー１０を吸着作用により安定した状態で強力に保
持している。

【００１３】また、研磨用部材３２は、断面円形の中空
部を有する筒状体３４に、内周研磨材３６と外周研磨材
３８が固定されて形成されている。研磨材３６、３８と
しては、例えば、バフが利用される。４６はエアシリン
ダ装置であり、ロッドが突出することによって、吸着ヘ
ッド１０に吸着されたウエハー３０の外周部を研磨用部
材３２に押接することができる。すなわち、アーム部材
４０が図５に示す実線の位置にあるときには、ウエハー
３０の外周を外周研磨材３８に、アーム部材４０が二点
鎖線の位置にあるときには内周研磨材３６に当接させる
ことができる。このように、ウエハー３０を研磨材３
６、３８に押接し、砥粒等が混入された液状研磨剤をウ
エハー３０と研磨材３６、３８との間に介在させること
によって、ウエハー３０の外周を鏡面に研磨することが
できる。

【００１４】なお、この吸着ヘッド１０はステッピング
モータ等の回転駆動装置４８によって適宜に回転され
る。これにより、ウエハー３０の外周を研磨用部材３２
に順次当接できる。また、上記の回転駆動装置４８を制
御し、ウエハー３０の回転速度、回転角度および回転方
向を選択的に制御することによって、ウエハー３０の種
々の研磨条件に対応することもできる。このとき、回転
駆動装置４８はアーム部材４０に装着されていることが
望ましい。これは、回転駆動装置４８がアーム部材４０
と一体になって回動するため、ウエハー３０を研磨材に
適正な押圧力で当接すべく、吸着ヘッド１０をアーム部
材４０の回動により移動させる駆動力に、回転駆動装置
４８の回転力が悪影響を及ぼさないからである。ところ
で、本発明の吸着ヘッド１０は、上記のアーム部材４０
等と共に利用することによって、ウエハー３０等の搬送
装置としても利用できるのは勿論のことである。

【００１５】また、本発明によれば、マット１６のピラ
ミッド状の凸部１７形状により、吸引空気の通路を有効
に確保しつつ、吸着ヘッド１０の内側の容積を好適に減
少させることができる。このため、吸着ヘッド１０によ
って被吸着物を吸着する際に、真空発生装置によって吸
引されるべき空気量を少なくすることができ、素早く吸
着することができる。

【００１６】以上の実施例によれば、ピラミッド状の凸
部１７を有するマット１６を配設した場合を説明した
が、本発明はこれに限られることはない。すなわち、吸
引口１２とＶ−リング１４との間の部位に、吸着力が吸
着ヘッド１０の外周部まで及ぶよう、吸着ヘッド１０の
内側の空気をその外縁部からも好適に吸引可能に、且つ
吸着ヘッド１０の全面によって吸着力が被吸着物に作用
可能に減圧部および吸引空気の通路が設けられていれば
よい。たとえば、凸部を吸着ヘッド部材１１に吸引口１
２を中心にして放射線状に設けて減圧部および吸引空気
の通路を形成し、その凸部の突端面に弾性部材を装着し
てもよい。

【００１７】以上のような構成からなる本発明にかかる
吸着ヘッドによれば、吸着面積を好適に大きくすること
ができるため、大型の重量物を吸着する装置として広範
囲で利用できる。また、大型の重量物を吸着する装置と
しては、本発明にかかる吸着ヘッド１０を複数個使用す
ればよい。例えば、図５に示すウエハーの表面研摩装置
用の吸着搬送装置のように、３個の吸着ヘッド１０を正
三角形に配設すれば、大型の重量物であるキャリアプレ
ート２２をバランス良く吸着することができる。キャリ
アプレート２２は、その裏面に複数のウエハーがワック
スにより貼り付けられる円板状のプレートである。な
お、この吸着搬送装置では、３個の吸着ヘッド１０を先
端に有するアームシャフト２４が、アームベース２３に
固定されたリニアガイド２５によってアームシャフト２
４の軸線方向に進退動可能に案内されており、二つのシ
リンダ装置２６、２７が駆動することによって進退動さ
れる。また、２８は回転モータであり、上記アームシャ
フト２４をその軸心を中心に回転させることができる。
これにより、キャリアプレート２２を好適に吸着・搬送
することができる。以上、本発明の好適な実施例を挙げ
て種々説明してきたが、本発明は上述の実施例に限定さ
れないのは言うまでもなく、発明の精神を逸脱しない範
囲でさらに多くの改変を施し得るのは勿論のことであ
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明の吸着ヘッドによれば、被吸着物
の表面に密着する複数の凸部によって、吸引空気を連通
させるための通路を好適に確保しつつ、吸着ヘッドの全
面で吸着力を均等に被吸着物に作用させることができ
る。このため、被吸着物を強力に吸着することができ、
被吸着物に偏荷重がかかることを防止すると共に、迅速
に被吸着物を吸着できるという著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す説明図。

【図２】図１の実施例のマットを示す斜視図。

【図３】図１の実施例の使用例を示す説明図

【図４】図３の使用例の使用状態を示す平面図。

【図５】本発明の他の使用例を示す平面図

【図６】従来の技術を示す説明図。

【符号の説明】

１０ 吸着ヘッド １２ 吸引口 １４ Ｖ−リング １６ マット １７ 凸部 １７ａ 頂点部 ２０ 被吸着物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気の吸引口と該吸引口を囲む気密部材
   とを有し、該気密部材を被吸着物に密着させて、その内
   側を減圧することで被吸着物を吸着する吸着ヘッドにお
   いて、 前記吸引口と前記気密部材との間の部位に、弾性部材に
   よって成形され、被吸着物の表面に密着する複数の凸部
   が設けられたことを特徴とする吸着ヘッド。
2. 【請求項２】 前記凸部が先細りに形成されている請求
   項１記載の吸着ヘッド。
3. 【請求項３】 前記気密部材がＶ−リング状に形成され
   ている請求項１記載の吸着ヘッド。