| 【発明の名称】 |
基板吸着治具 |
| 【発明者】 |
【氏名】真鍋 賢二
【住所又は居所】東京都中野区南台５丁目２４番１５号 カルソニックカンセイ株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板を上面側に載置する受板部材を装着する治具本体と、該受板部材の下面側に向けて、前記回路基板と、該受板部材の上面側との空気を抜出することにより、前記回路基板を前記受板部材の上面側に真空吸着させる真空吸着手段とを有する基板吸着治具であって、
前記受板部材の上面側では、鉛直方向に伸縮可能な蛇腹部の上端部に、前記回路基板の下面側に当接される吸着口部を一体に設けた吸着パッド部材を、該上面側に凹設形成された収納凹部内に設けて、前記真空吸着手段と連通することにより、通常状態では、前記蛇腹部が、弾性復帰力によって伸張して、前記吸着口部を一定高さ、前記上面側の高さ位置よりも上方に突設させると共に、真空吸着状態では、前記蛇腹部を収縮させることにより、前記吸着口部を前記収納凹部内に引き込んで、前記回路基板の下面側を前記受板部材の上面側に圧着させることを特徴とする基板吸着治具。
【請求項２】
前記受板部材は、前記回路基板の下面側の凹凸形状に適合させて、逃げ凹部を形成すると共に、前記治具本体に対して、装脱着可能となるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の基板吸着治具。
【請求項３】
前記真空吸着手段には、前記吸着パッド部材の内部を真空とする排気イジェクタを排気管路に設け、該排気イジェクタ及び、前記受板部材との間に、排気管路開閉弁を介在させると共に、一定量の空気を蓄積可能で、該真空路開閉弁を閉塞した状態で、前記排気イジェクタの駆動によって内部に負圧空間を形成可能なエアタンクを、前記排気管路に接続することを特徴とする請求項１又は２記載の基板吸着治具。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板を吸着することにより、安定させて、部品実装等の作業を行わせることが出来る基板吸着治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、図４に示すようなウエハ２を保持する基板保持装置１が、知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
まず、構成から説明すると、この基板保持装置１では、前記ウエハ２を載置して吸着するチャック３が、チャック台４の上に設けられている。
【０００４】
このチャック台４の下方には、真空ポンプ５、加圧ポンプ６及び圧力レギュレータ７が設けられている。
【０００５】
また、前記チャック３の周縁に形成された環状の外側の土手部３ａ及びこの土手部３ａよりも１０μｍ程度低く形成された環状の内側の土手部３ｂとの間で、密閉される空間８内の空気が、前記真空ポンプ５によって吸い出されるように構成されている。
【０００６】
更に、前記土手部３ｂよりも内側の空間９内は、前記加圧ポンプ６及び圧力レギュレータ７によって、随時、調圧されるように構成されている。
【０００７】
次に、この従来の基板保持装置１の作用について説明する。
【０００８】
この従来の基板保持装置１では、前記チャック３の上に、前記ウエハ２が載置されて、前記真空ポンプ５によって、前記空間８内の空気が、吸い出される。
【０００９】
この際、前記土手部３ｂよりも内側の空間９内は、前記加圧ポンプ６及び圧力レギュレータ７によって、随時、調圧されるため、前記ウエハ２の中央部２ａを凹ませることなく、ウエハ２を平板状に保持したまま、前記チャック３上面に、固定することが可能である。
【００１０】
なお、図５に示すような高さ調整機構が設けられた搬送装置１０も知られている。
【００１１】
このような搬送装置１０では、複数の支柱１２，１２を介して、保持部材１３に吊り下げられる本体部１４には、回路基板１６を真空吸着する吸着パッド１１，１１が設けれている。
【００１２】
また、前記支柱１２，１２の周囲には、コイルばね１５，１５が、各々設けられている。
【００１３】
次に、この従来の搬送装置１０の作用について、説明する。
【００１４】
この搬送装置１０では、前記吸着パッド１１，１１によって、前記回路基板１６が、真空吸着される際、吸着パッド１１，１１が設けられた本体部１４が、前記コイルばね１５，１５の伸縮によって、上下方向に移動可能である。
【００１５】
このため、例えば、種類が相違することにより、上面１６ａの高さ位置Ｌ１又はＬ２が相違する各種回路基板１６…であっても、この上面１６ａに、前記吸着パッド１１，１１の下端が、突き当てられて吸着可能である。
【特許文献１】特開２００３−３０３８７８号公報
【特許文献２】特開平６−９９３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、このように構成された従来の基板保持装置１では、ウエハ２を、前記チャック２の上に載置する際、前記土手部３ａに干渉して、ウエハ２の下面側を損傷させてしまう虞があった。
【００１７】
また、前記基板保持装置１では、前記ウエハ２の下面側が、平坦であることが前提に構成されている。
【００１８】
このため、例えば、部品又はプリント配線等が、下面側にも設けられている回路基板や、或いは反り返りを有する回路基板等に、そのまま用いることは困難であった。
【００１９】
更に、前記従来の搬送装置１０では、支柱１２，１２の周囲に設けられたコイルばね１５，１５によって、前記回路基板１６が、前記本体部１４と共に、上下方向に移動可能に吊り下げられているので、別途、固定する手段を用いなければ、前記回路基板１６を安定させて、部品実装等の作業を行わせることが出来ないといった問題があった。
【００２０】
このため、そのまま、基板吸着治具として、前記搬送装置１０を用いることは困難であった。
【００２１】
本発明は、このような事情に鑑み、回路基板を損傷させること無く、確実に真空吸着が行えて、良好な保持性能を発揮出来る基板吸着治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、回路基板を上面側に載置する受板部材を装着する治具本体と、該受板部材の下面側に向けて、前記回路基板と、該受板部材の上面側との空気を抜出することにより、前記回路基板を前記受板部材の上面側に真空吸着させる真空吸着手段とを有する基板吸着治具であって、前記受板部材の上面側では、鉛直方向に伸縮可能な蛇腹部の上端部に、前記回路基板の下面側に当接される吸着口部を一体に設けた吸着パッド部材を、該上面側に凹設形成された収納凹部内に設けて、前記真空吸着手段と連通することにより、通常状態では、前記蛇腹部が、弾性復帰力によって伸張して、前記吸着口部を一定高さ、前記上面側の高さ位置よりも上方に突設させると共に、真空吸着状態では、前記蛇腹部を収縮させることにより、前記吸着口部を前記収納凹部内に引き込んで、前記回路基板の下面側を前記受板部材の上面側に圧着させる基板吸着治具を特徴としている。
【００２３】
また、請求項２に記載されたものは、前記受板部材は、前記回路基板の下面側の凹凸形状に適合させて、逃げ凹部を形成すると共に、前記治具本体に対して、装脱着可能となるように構成されている請求項１記載の基板吸着治具を特徴としている。
【００２４】
更に、請求項３に記載されたものは、前記真空吸着手段には、前記吸着パッド部材の内部を真空とする排気イジェクタを排気管路に設け、該排気イジェクタ及び、前記受板部材との間に、排気管路開閉弁を介在させると共に、一定量の空気を蓄積可能で、該真空路開閉弁を閉塞した状態で、前記排気イジェクタの駆動によって内部に負圧空間を形成可能なエアタンクを、前記排気管路に接続する請求項１又は２記載の基板吸着治具を特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
このように構成された請求項１記載のものは、前記吸着パッド部材は、通常状態では、前記蛇腹部が、弾性復帰力によって伸張して、前記吸着口部が、前記上面側の高さ位置よりも、一定高さ、上方に突設されている。
【００２６】
このため、前記回路基板を、該基板吸着治具の受板部材の上面側に載置する際に、該吸着パッド部材の吸着口部によって、該回路基板が、前記受板部材から離間されて支持されて、保護される。
【００２７】
そして、真空吸着状態では、前記蛇腹部が、接続される真空吸着手段によって、内部の空気が排気されて収縮される。このため、前記吸着口部が、前記回路基板の下面側を吸着したまま、前記収納凹部内に引き込まれて、前記回路基板の下面側が、前記受板部材の上面側に圧着される。
【００２８】
従って、回路基板を損傷させること無く、確実に真空吸着が行えて、良好な保持性能を発揮出来る。
【００２９】
また、請求項２に記載されたものは、前記受板部材に設けられた逃げ凹部によって、前記回路基板の下面側の凹凸形状が、干渉することが無い。
【００３０】
このような受板部材を前記回路基板の種類に合わせて、複数種類、用意して、適宜前記治具本体に対して装脱着して交換することにより、様々な形状の前記回路基板を、前記受板部材の上面側に圧着させることができる。
【００３１】
更に、請求項３に記載されたものは、前記真空路開閉弁が閉塞されている状態で、前記排気イジェクタの駆動によって、前記エアタンク内部の空気が排気されて、負圧空間とされた状態で、前記排気管路開閉弁が開放されることにより、短時間で、前記吸着パッド部材の内部を真空とすることが出来る。
【００３２】
このため、更に、確実に真空吸着が行えて、良好な保持性能を発揮させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３４】
なお、前記従来例と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。
【００３５】
図１乃至図４は、本実施の形態による基板吸着治具を示すものである。
【００３６】
まず、構成から説明すると、図１に示すように、この実施の形態の基板吸着治具２０では、平板状の基台２１の下面側に、マグネット部材２４，２４が設けられていて、この基台２１を、金属板材等で構成される床部２５の上面側に磁着させている。
【００３７】
また、平板状の基台２１の四隅を含む上部に各々立設された複数の脚部２２，２２によって、治具本体２３が、支持されている。
【００３８】
この治具本体２３は、略有底角筒形状を呈し、略全周に渡り設けられた外周壁部２３ａによって囲まれて、中空状の内部空間２３ｂが形成されている。
【００３９】
そして、底面部２３ｃに設けられた排気孔２３ｄを介して、真空吸着手段２６の排気管路２７が接続されている。
【００４０】
更に、この治具本体２３の外周壁部２３ａの上端縁部２３ｅは、略平板形状の受板部材２８を載置させて、気密状態となるように圧着させることが可能なように、所定の幅を有して、略水平面形状を呈するように構成されている。
【００４１】
この受板部材２８は、上面視略矩形形状で、略平板面板状を呈している。
【００４２】
また、この受板部材２８の上面側２８ａは、平坦に形成されると共に、この上面側２８ａには、上部を開放するように凹設形成された複数の収納凹部２８ｂ，２８ｂが設けられている。
【００４３】
この収納凹部２８ｂ内には、弾性変形可能な樹脂製材料で構成された吸着パッド部材２９が、下端開口部２９ｃを、前記内部空間２３ｂに連通させる連通孔２８ｃの周縁に固定させて設けられている。
【００４４】
この吸着パッド部材２９は、鉛直方向に伸縮可能な蛇腹部２９ａの上端部に、前記回路基板１６の下面側１６ｂに当接される吸着口部２９ｂが一体に設けられていて、図２又は図３に示すように、吸着口部２９ｂの上端開口部２９ｄから、前記下端開口部２９ｃに至るまで、前記上下方向に連通されて、上，下端が開放される略筒状の中空形状を呈して構成されている。
【００４５】
そして、これらの吸着パッド部材２９，２９が、内部の空間を前記真空吸着手段２６の排気イジェクタ３０と、前記排気管路２７を介して連通されることにより、前記排気イジェクタ３０が駆動していない大気圧に開放された通常状態では、図２に示すように、前記蛇腹部２９ａが、弾性復帰力によって伸張して、前記吸着口部２９ｂの上端開口部２９ｄを一定高さｈ、前記上面側２８ａの高さ位置よりも上方に突設させるように構成されている。
【００４６】
また、前記排気イジェクタ３０が駆動して、前記吸着パッド部材２９の内部の空間が、負圧となる真空吸着状態では、図３に示すように、前記吸込口部２９ｂの上端開口部２９ｄを回路基板１６の下面側１６ｂの平坦な部分に当接させて、吸着すると共に、前記蛇腹部２９ａを収縮させることにより、前記吸着口部２９ｂを前記収納凹部２８ｂ内に引き込んで、前記回路基板１６の下面側１６ｂを前記受板部材２８の上面側２８ａに圧着させるように構成されている。
【００４７】
更に、この実施の形態では、前記受板部材２８の上面側２８ａには、図１に示すように、前記回路基板１６の下面側１６ｂに実装される素子４０，４０等の凹凸形状に適合させて、逃げ凹部２８ｄ，２８ｄが、凹設形成されている。
【００４８】
そして、前記治具本体２３に対して、この受板部材２８は、図示省略のクランプ装置等を用いてワンタッチで装脱着可能となるように構成されている。
【００４９】
また、前記真空吸着手段２６では、駆動によって、前記治具本体２３の内部空間２３ｂ等内の空気を排気することにより、前記各吸着パッド部材２９の内部を真空とする排気イジェクタ３０が、前記排気管路２７の端部に設けられている。
【００５０】
この排気イジェクタ３０及び、前記受板部材２８との間には、排気管路開閉弁としての電磁バルブ３１が介在されて設けられている。
【００５１】
また、この排気イジェクタ３０及び、電磁バルブ３１との間には、一定量の空気を蓄積可能で、前記電磁バルブ３１を閉塞した状態で、前記排気イジェクタ３０の駆動によって内部に負圧空間を形成可能なエアタンク３２が、前記排気管路２７に接続されて設けられている。
【００５２】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
【００５３】
このように構成された実施の形態の基板吸着治具２０では、前記吸着パッド部材２９が、図２に示すように、通常状態では、内部空間の圧力と外側方の空間の圧力とが、共に大気圧であるので、前記蛇腹部２９ａが、弾性復帰力によって伸張して、前記吸着口部２９ｂの上端開口部２９ｄ位置を、前記上面側２８ａの高さ位置よりも、一定高さｈ、上方に突設される。
【００５４】
このため、図２中実線で示すように、前記回路基板１６を、この基板吸着治具２０の受板部材２８の上面側２８ａに載置する際に、これらの複数の吸着パッド部材２９の吸着口部２９ｂによって、前記回路基板１６が、前記受板部材２８から離間されて支持される。
【００５５】
従って、前記回路基板１６は、裏面側１６ｂ等が、前記受板部材２８の上面側２８ａ及び他の部分に干渉する虞が殆ど無く、損傷から保護される。
【００５６】
そして、図３に示す真空吸着状態では、前記回路基板１６の載置によって、前記吸着パッド部材２９の吸着口部２９ｂの上端開口部２９ｄ周縁が、前記回路基板１６の下面側１６ｂに当接されることによって、シールされる。
【００５７】
このように、前記吸込口部２９ｂの上端開口部２９ｄが、回路基板１６の下面側１６ｂの平坦な部分に当接されてシールされているので、吸着パッド部材２９の内部の空間では、負圧となり、前記回路基板１６が、吸込口部２９ｂに吸着される。
【００５８】
更に、この吸着パッド部材２９の内部の空間に接続される真空吸着手段２６の排気イジェクタ３０の駆動によって、内部の空気が、前記連通孔２８ｃ，前記内部空間２３ｂ，前記排気孔２３ｄを介して、前記排気管路２７から排気されて、前記蛇腹部２９ａが、収縮される。
【００５９】
そして、前記吸着口部２９ｂが、前記回路基板１６の下面側１６ｂを吸着したまま、前記収納凹部２８ｂ内に引き込まれて、前記回路基板１６の下面側１６ｂが、前記受板部材２８の上面側２８ａに圧着される。
【００６０】
従って、前記回路基板１６を損傷させること無く、確実に真空吸着が行えて、良好な保持性能を発揮出来る。
【００６１】
また、この実施の形態では、所定の間隔を置いて、前記吸着口部２９ｂ，２９ｂが、複数個設けられているので、前記回路基板１６に、反り返りが生じていても、載置状態で、前記回路基板１６の自重によって、前記蛇腹部２９ａが、適宜圧縮されて、これらの上下方向の寸法差が吸収される。このため、略全ての前記吸着口部２９ｂが、前記回路基板１６の下面側１６ｂを吸着することができる。
【００６２】
しかも、この実施の形態では、前記受板部材２８の上面側２８ａが、平坦となるように形成されているので、前記回路基板１６は、圧着されて、反り返りが修正される。
【００６３】
また、前記吸着口部２９ｂが、前記蛇腹部２９ａと共に、合成樹脂材料で構成されているので、柔軟性を有し、前記回路基板１６の下面側１６ｂや、この下面側１６ｂに実装される前記素子４０等が、当接しても、損傷させる虞が殆ど無い。
【００６４】
また、この実施の形態では、図１に示すように、真空吸着状態では、前記受板部材２８に設けられた逃げ凹部２８ｄ，２８ｄによって、前記回路基板１６の下面側１６ｂの凹凸形状である前記素子４０，４０等が、この逃げ凹部２８ｄ，２８ｄに挿入されるので、前記受板部材２８の上面側２８ａと干渉することが無い。
【００６５】
また、前記治具本体２３に対して、この受板部材２８が、図示省略のクランプ装置等を用いてワンタッチで装脱着可能となるように構成されている。
【００６６】
このため、このような受板部材２８等を、前記回路基板１６等の種類に合わせて、複数種類、用意して、適宜、前記治具本体２３に対して装脱着して交換することにより、様々な形状の前記回路基板１６を、前記受板部材２８の上面側２８ａに圧着させることができる。
【００６７】
更に、この実施の形態１では、前記電磁バルブ３１が、閉塞されている状態で、前記排気イジェクタ３０の駆動によって、前記エアタンク３２内部の空気が排気されて、負圧空間とされた状態とした後、前記電磁バルブ３１が開放されることにより、短時間で、前記吸着パッド部材２９，２９の内部を真空とすることが出来る。
【００６８】
このため、更に、確実に真空吸着が行えて、良好な保持性能を発揮させることが出来る。 以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態の基板吸着治具を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００６９】
例えば、前記実施の形態では、前記回路基板１６の下面側１６ｂに実装される素子４０，４０等の凹凸形状に適合させて、逃げ凹部２８ｄ，２８ｄが、凹設形成されているが、特に、素子４０であるものに限らず、電子部品や、プリント配線等の凹凸形状に合わせて、逃げ凹部２８ｄ，２８ｄを形成するものであれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の最良の実施の形態の基板吸着治具を示し、全体の構成を説明する一部断面側面模式図である。
【図２】本発明の実施の形態の基板吸着治具で、要部の構成を説明し、吸着前の吸着パッド部材の通常状態での縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の基板吸着治具で、要部の構成を説明し、吸着状態での吸着パッド部材の縦断面図である。
【図４】一従来例の基板保持装置で、全体の構成を説明する縦断面図である。
【図５】他の従来例の搬送装置を示し、全体の構成を説明する側面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１６ 回路基板
１６ｂ 下面側
２０ 基板吸着治具
２３ 治具本体
２６ 真空吸着手段
２７ 排気管路
３０ 排気イジェクタ
３１ 電磁バルブ（排気管路開閉弁）
３２ エアタンク
２８ 受板部材
２８ａ 上面側
２８ｂ 収納凹部
２８ｄ 連通孔
２９ 吸着パッド部材
２９ａ 蛇腹部
２９ｂ 吸着口部
３０ 排気イジェクタ
３１ 電磁バルブ（排気管路開閉弁）
３２ エアタンク
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４７６５
【氏名又は名称】カルソニックカンセイ株式会社
【住所又は居所】東京都中野区南台５丁目２４番１５号
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| 【出願日】 |
平成１６年２月６日（２００４．２．６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８２６７０
【弁理士】
【氏名又は名称】西脇 民雄
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| 【公開番号】 |
特開２００５−２２３２１４（Ｐ２００５−２２３２１４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年８月１８日（２００５．８．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−３１０６６（Ｐ２００４−３１０６６） |
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