JP3842190B2

JP3842190B2 - Component mounting equipment

Info

Publication number: JP3842190B2
Application number: JP2002260034A
Authority: JP
Inventors: 賢治松尾; 征司中村
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2022-09-05
Also published as: JP2004103650A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品実装装置及びその装置に適したエアベアリングシリンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
被実装部品、例えば半導体チップを相手部品たるプリント基板にチップ実装するためのチップボンディング装置６１が一般に知られている。このチップボンディング装置６１は、図９に示すように、チップ６２を実装・圧着する際の駆動源となるエアベアリングシリンダ６３と、チップ６２の実装状況を確認する確認カメラ６４とを備えている。チップ６２の状況確認はチップ６２の上方から行われるため、従来、エアベアリングシリンダ６３は状況確認の邪魔にならないようプリント基板６５の上方を避け、オフセット状態で配置されている。そして、同シリンダ６３のロッド６６の先端にはチップ６２を保持するとともに基板上へ押圧するチップ治具６７が設けられている。このチップ治具６７はエアベアリングシリンダ６３の配置状態に合わせて、ロッド６６の先端からプリント基板６５の上方へ向けてほぼ水平に延びるように形成され、その先端にはチップ保持・押圧部６８が設けられている。
【０００３】
かかる構成において、エアベアリングシリンダ６３が駆動され、同シリンダ６３のロッド６６がプリント基板側６５へ移動すると、チップ６２を保持したチップ治具６７により基板６５上の所定位置へチップ６２が配置される。それとともに、シリンダ６３がさらに駆動され、チップ治具６７によってチップ６２が押圧されプリント基板６５に圧着される。このチップ治具６７による作業の間、チップ６２の実装状況が真上に配置された確認カメラ６４によって確認されている。これにより、チップ実装が完了する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のチップボンディング装置６１では、エアベアリングシリンダ６３がチップ６２の実装状況確認の邪魔にならないようオフセット状態で配置されているため、確認カメラ６４によるチップ６２の実装状況を確認するための領域、エアベアリングシリンダ６３を配置するための領域をそれぞれ別々に設けなければならない。このため、装置６１が大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
また、これとは別の問題もある。即ち、前述したエアベアリングシリンダ６３の配置に伴い、チップ治具６７がロッド６６の先端からプリント基板６５の上方へ向けほぼ水平に長く延びるように形成されている。このため、シリンダロッド６６とチップ保持・押圧部６８との間が大きく離されている。これはチップ治具６７によりチップ６２を押圧する際に生じるチップ６２の位置ずれ（プリント基板６５上に当初配置された位置からのずれ）の原因となるという問題がある。なお、このチップ６２の位置ずれは、シリンダロッド６６にモーメント荷重が作用することにより生じるもので、ロッド６６とチップ保持・押圧部６８と間の距離（オフセット距離Ｌ）が長くなるほど比例的に大きくなる。
【０００６】
以上の各問題は、チップボンディング装置６１以外の部品実装装置、例えば光デバイス等の光学部品を実装するための装置においても、同一箇所で２つの作業を行おうとする場合において同様に存在し得る。
【０００７】
そこで、本発明は、以上の問題を解消し得る部品実装装置及びその装置に最適なエアベアリングシリンダを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
以下に、上記課題を解決し得る手段等について項を分けて列挙する。なお、必要に応じてその作用、効果、具体的手段等についても付記する。
【０００９】
手段１．シリンダ本体に対しロッドを加圧エアによって非接触支持するとともに当該ロッドをその軸線方向にスライドし得るように構成したエアベアリングシリンダと、前記ロッドに設けられて被実装部品を相手部品に実装する作業を行う作業部材とを備え、
前記エアベアリングシリンダには前記ロッドの軸線方向に沿って貫通する空間領域を設け、その空間領域の前記軸線方向延長上に前記作業部材を配置した部品実装装置。
【００１０】
手段１によれば、エアベアリングシリンダのロッドが駆動されると、作業部材により空間領域の延長上で被実装部品を相手部品に実装する作業が行われる。この作業を行っている間、空間領域を介して当該作業を観察する等の処置が可能となる。このため、エアベアリングシリンダを上記処置のためにオフセット配置する必要がない。従って、部品実装装置では作業部材による作業領域と他の処置手段との間にエアベアリングシリンダを配置することができる。
【００１１】
その結果、部品実装装置を小型化することができる。また、エアベアリングシリンダによる作業中に他の処置手段を用いた処置の邪魔にならないようシリンダをオフセット配置するという設計上の負荷がなくなり、装置を設計する際の自由度を広げることができる。また、エアベアリングシリンダを作業部材の作業位置からオフセット配置する必要がないことから被実装部品を相手部品に実装する作業上の精度を向上させることができる。
【００１２】
手段２．シリンダ本体に対しロッドを加圧エアによって非接触支持するとともに当該ロッドをその軸線方向にスライドし得るように構成したエアベアリングシリンダと、前記ロッドに設けられて被実装部品を相手部品に実装する作業を行う作業部材とを備え、
前記エアベアリングシリンダには前記ロッドの軸線方向に沿って貫通する空間領域を設け、その空間領域の前記軸線方向延長上に前記作業部材を配置し、その作業部材による作業状況を撮像する撮像手段を設け、その撮像手段を前記エアベアリングシリンダを挟んで前記作業部材とは反対側となる前記軸線方向延長上に配置した部品実装装置。
【００１３】
手段２によれば、エアベアリングシリンダのロッドが駆動されると、作業部材により空間領域の延長上で被実装部品を相手部品に実装する作業が行われる。この作業を行っている間、空間領域を介して当該作業状況が撮像手段によって撮像される。このため、エアベアリングシリンダを上記撮像処理のためにオフセット配置する必要がない。従って、部品実装装置では作業部材による作業領域と撮像手段との間にエアベアリングシリンダを配置することができる。すなわち、作業領域、エアベアリング及び撮像手段を、空間領域の貫通方向に一列に配置することができる。
【００１４】
その結果、部品実装装置を小型化することができる。また、エアベアリングシリンダによる作業中に撮像手段による撮像処理の邪魔にならないようシリンダをオフセット配置するという設計上の負荷がなくなり、装置を設計する際の自由度を広げることができる。また、エアベアリングシリンダを作業部材の作業位置からオフセット配置する必要がないことから被実装部品を相手部品に実装する作業上の精度を向上させることができる。
【００１５】
手段３．前記空間領域を、前記エアベアリングシリンダのほぼ中央位置に形成した上記手段１又は２記載の部品実装装置。
【００１６】
手段３によれば、空間領域がエアベアリングシリンダのほぼ中央に形成されることから、装置全体のコンパクトさを一層高めることができる。
【００１７】
手段４．前記作業部材は、被実装部品を保持する治具であり、前記ロッドの駆動により相手部品上に前記被実装部品が押圧されて当該被実装部品を相手部品上に実装する作業を行うものである上記手段１乃至３のいずれかに記載の部品実装装置。
【００１８】
手段４によれば、チップボンディング等の実装作業を行う部品実装装置においては被実装部品の実装状況をカメラ等の撮像手段によって撮像して観察する必要があるが、本装置によれば、その観察を確実に行いつつ上記手段１又は２に示した効果が得られる。
【００１９】
手段５．前記エアベアリングシリンダは、加圧エアが供給されて前記ロッドに駆動力を発生させる一対の推力室を有し、その両推力室を、前記シリンダを平面視した場合において、前記治具による荷重作用点を中心として対称に配置した手段４に記載の部品実装装置。
【００２０】
手段５によれば、ロッドの駆動によりチップ治具で被実装部品を押圧する際にそのロッドの駆動力を発生させる一対の推力室が、治具の荷重作用点を中心として対称に配置されている。これにより、一対の駆動力発生源を有していながら、治具の荷重作用点において被実装部品に対して偏荷重がかかることはほとんどないため、被実装部品を相手部品に実装する作業上の精度を低下させることなく適切な荷重を加えることができる。
【００２１】
手段６．シリンダ本体に対しロッドを加圧エアによって非接触支持するとともに当該ロッドをその軸線方向にスライドし得るように構成し、さらに、前記ロッドの軸線方向に沿って貫通する空間領域を、少なくともシリンダ本体またはロッドのいずれか一方に形成したエアベアリングシリンダ。
【００２２】
手段６によれば、エアベアリングシリンダにおいてロッド軸線方向に沿って貫通する空間領域が形成されることで、当該空間領域を通してエアベアリングシリンダの軸線方向一端側から他端側を観察する等の作業が可能となる。これにより、上記手段１ないし５に記載された部品実装装置に適したエアベアリングシリンダとなり得る。
【００２３】
手段７．シリンダ本体には同本体を貫通するロッド挿通孔を形成し、そのロッド挿通孔にはロッドを挿通し、そのロッドを加圧エアによって非接触支持するとともに当該ロッドをその軸線方向にスライドし得るように構成し、さらに、前記ロッドにはその軸線方向に貫通する中空孔からなる空間領域を形成したエアベアリングシリンダ。
【００２４】
手段７によれば、エアベアリングシリンダにおいてロッドがシリンダ本体を貫通しておりかつロッドに中空孔からなる空間領域が形成されることで、当該空間領域を通してエアベアリングシリンダの軸線方向一端側から他端側を観察する等の作業が可能となる。これにより、上記手段１ないし４に記載された部品実装装置に適したエアベアリングシリンダとなり得る。
【００２５】
手段８．前記ロッドを断面非円形状に形成した上記手段７記載のエアベアリングシリンダ。
【００２６】
手段８によれば、ロッドが断面非円形状、例えば断面が四角形状とか扁平状等に形成されることで、ロッド自身が回り止め機能を有することとなる。
【００２７】
手段９．シリンダ本体に対しロッドを加圧エアによって非接触支持するとともに当該ロッドをその軸線方向にスライドし得るように構成し、さらに、前記シリンダ本体をロッドの軸線方向端部からみて略コ字状となるように前記軸線方向に貫通する凹溝を設け、その凹溝によって空間領域を形成したエアベアリングシリンダ。
【００２８】
手段９によれば、エアベアリングシリンダにおいてシリンダ本体がロッド軸線方向に貫通する凹溝を有していてこれにより空間領域が形成されることで、当該空間領域を通してエアベアリングシリンダの軸線方向一端側から他端側を観察する等の作業が可能となる。これにより、上記手段１ないし５に記載された部品実装装置に適したエアベアリングシリンダとなり得る。さらに、凹溝によって空間領域が形成されることで凹溝の開放側を上記観察等に利用できることから、空間領域を拡大して利用することができ、エアベアリングシリンダの小型化及び軽量化を一層促進し得る。
【００２９】
手段１０．シリンダ本体に対しロッドを加圧エアによって非接触支持するとともに当該ロッドをその軸線方向にスライドし得るように構成したエアベアリングシリンダ部を一対備え、それら両エアベアリングシリンダ部を前記ロッドの軸線方向が平行となるように所定の間隔をおいて一体的に連結することによって、両エアベアリングシリンダ部間には前記軸線方向に貫通する空間領域を形成し、前記両ロッドの先端部同士を連結部材によって連結したエアベアリングシリンダ。
【００３０】
手段１０によれば、一対のエアベアリングシリンダ部の間にロッド軸線方向に沿って貫通するように空間領域が形成されることで、当該空間領域を通してエアベアリングシリンダの軸線方向一端側から他端側を観察する等の作業が可能となる。これにより、上記手段１ないし５に記載された部品実装装置に適したエアベアリングシリンダとなり得る。さらに、一対のエアベアリングシリンダ部を利用することで、それぞれのエアベアリングシリンダ部を小さくしても大きな推力を得ることができる。また、両ロッドを連結部材によって連結していることから、円形ロッドを利用してもロッドの回り止め効果があり、その連結部材も所定の作業を行う場合の作業部材又はその取付部材として機能させることができる。
【００３１】
手段１１．前記空間領域をほぼ中央位置に形成した上記手段６乃至１０のいずれかに記載のエアベアリングシリンダ。
【００３２】
手段１１によれば、空間領域がエアベアリングシリンダのほぼ中央に形成されることから、シリンダ全体のコンパクトさを一層高めることができる。
【００３３】
なお、以上の各手段において、ロッドを非接触支持するためには、エアベアリングシリンダの本体に、前記ロッドに対向する多孔質体を設けるとともに、その多孔質体に加圧エアを供給するベアリングポートを設け、ベアリングポートから加圧エアを多孔質体に供給することによって当該多孔質体からロッドに向けて加圧エアを噴出させることが好ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
以下に、第１の実施形態について図１乃至図４を参照しつつ説明する。なお、図１はエアベアリングシリンダの斜視図であり、図２は同シリンダの底面図であり、図３は同シリンダの断面図、具体的には図２のＡ−Ａ断面図であり、図４は部品実装装置の正面図である。
【００３５】
図４に示すように、部品実装装置としてのチップボンディング装置１は、相手部品としてのプリント基板２の上方に配置され、被実装部品としての半導体チップ３の保持・押圧を行うエアベアリングシリンダ４と、チップ３の実装状況、本実施形態では特に位置確認を行うための撮像手段としての位置確認カメラＣとを備えている。なお、被実装部品としては半導体チップ３に限らず、例えば光デバイス等の光学部品を用いることもできる。この場合、相手部品もプリント基板２に限られないことはいうまでもない。
【００３６】
そこで、最初にエアベアリングシリンダ４の構成について説明する。
【００３７】
図１に示すように、エアベアリングシリンダ４の本体５は例えば四角柱状をなしている。なお、この本体５の形状は四角柱状に限られず、その他の多角柱状、円柱状などの形状を選択することができる。また、本体５は通常は複数の部品によって構成されるがここではその説明を省略する。
【００３８】
図１乃至図３に示すように、本体５には同本体５を貫通する横断面四角形状のロッド挿通孔６が形成されている。そして、このロッド挿通孔６には同孔６の断面形状に対応した横断面四角形状のロッド７が挿通され、本体５の両端からロッド７の軸線方向の両端部がそれぞれ突出した状態をなしている。なお、このロッド挿通孔６及びロッド７の断面形状は四角形状に限られず、その他の形状を選択することができるが、ロッド７の回り止めのためには非円形状であることが望ましい。
【００３９】
図３に示すように、ロッド７の軸線方向中間部における外周面には、同外周面から突出されかつ環状に形成された圧力作用部８が設けられている。この圧力作用部８に対応して、前記本体５のロッド挿通孔６を形成する内周面には環状のシリンダ溝９が形成されている。シリンダ溝９は圧力作用部８によって同圧力作用部８を挟んだ２部屋に区画され、一方が推力室１０、もう一方がキャンセル室１１となっている。そして、圧力作用部８のロッド外周面と交差する一対の面、すなわち前記両室１０，１１側に向けられた面は、圧力作用面８ａ，８ｂをなしている。なお、この両圧力作用面８ａ，８ｂの受圧面積はそれぞれ同じとしてもよいし、異なるようにしてもよい。
【００４０】
本体５の外周面には推力ポート１２が形成されている。この推力ポート１２は、本体５内に形成された圧力通路１３を介して推力室１０に連通されている。推力ポート１２には図示しない圧力制御弁及び排気弁等からの配管が接続される。なお、推力ポート１２は例えば配管が接続されるための雌ネジが形成された雌ネジ孔として形成したり、ワンタッチ継手を設けたりする等、各種形態が考えられる。本明細書においてこれ以降説明する各ポートについても同様である。
【００４１】
本体５の外周面には、前記推力ポート１２とは異なる位置にキャンセル力ポート１４が形成されている。このキャンセル力ポート１４は、本体５内に形成された圧力通路１５を介してキャンセル室１１に連通されている。キャンセル力ポート１４には図示しない圧力制御弁及び排気弁等からの配管が接続される。
【００４２】
このため、推力ポート１２又はキャンセル力ポート１４に加圧エアが供給されると、加圧エアが各ポート１２，１４、圧力通路１３，１５を介して推力室１０又はキャンセル室１１に供給される。これにより推力室１０又はキャンセル室１１が加圧雰囲気となる。
【００４３】
また、推力ポート１２又はキャンセル力ポート１４が排気弁とつながると、推力室１０又はキャンセル室１１は大気中への開放状態となり、推力室１０又はキャンセル室１１内のエアは圧力通路１３，１５、対応するポート１２，１４を介して大気中へ排出される。
【００４４】
なお、推力室１０とキャンセル室１１のうち、一方が加圧雰囲気となり他方が大気への開放状態となるように、図示しない制御装置により圧力制御弁や排気弁の接続状態が制御される。
【００４５】
前記シリンダ溝９の周壁面には、環状の収容溝１６が形成されている。収容溝１６には、環状のシール用多孔質体１７が同収容溝１６から若干突出して収納された状態で固定されている。また、本体５のロッド挿通孔６内周面における前記シリンダ溝９を挟んだ両端部には、それぞれ環状の収容溝１８，１９が形成されている。各収容溝１８，１９には環状の軸受け用多孔質体２０，２１が各収容溝１８，１９から若干突出して収納された状態で固定されている。これら３つの各多孔質体１７，２０，２１の固定は、例えば接着によって行われるが、多孔質体１７，２０，２１の通気性を確保できれば、他の固定手段を用いてもよい。
【００４６】
多孔質体１７，２０，２１は、例えば焼結アルミニウム、焼結銅、焼結ステンレス等の金属材料によって構成することができるが、それ以外にも、焼結三フッ化樹脂、焼結四フッ化樹脂、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や、焼結カーボン、焼結セラミックスなどによって構成することもできる。なお、ここに説明した多孔質体の固定方法や構成は、本明細書において以降説明する他の多孔質体についても同様である。
【００４７】
各収容溝１６，１８，１９の奥には環状の流通溝１６ａ，１８ａ，１９ａが形成されている。そして、前記本体５の外周面には、前記推力ポート１２及びキャンセル力ポート１４とは異なる位置にベアリングポート２２が形成されている。ベアリングポート２２は各流通溝１６ａ，１８ａ，１９ａと本体５内に形成された通路２３を介して連通されている。ベアリングポート２２には図示しない圧力供給源からの配管が接続される。
【００４８】
そして、ベアリングポート２２に図示しない圧力供給源から加圧エアが供給されると、かかる加圧エアがポート２２、通路２３、各流通溝１６ａ，１８ａ，１９ａを介して各多孔質体１７，２０，２１の外周面に供給され、さらに同多孔質体１７，２０，２１内部を流通した後、その内周面全体から噴出される。
【００４９】
エアベアリングシリンダ本体５の外周面には、前記各ポート１２，１４，２２とは異なる位置に真空引き用のポート２４が形成されている。同ポート２４には図示しない吸引ポンプからの配管が接続される。本体５の一端部において、前記収容溝１９よりも端部側内周面には、当該収容溝１９とは別に環状の吸引用溝２５が形成されている。なお、かかる吸引用溝２５は本体５の他端にも設けることとしてもよいし、省略することも可能である。
【００５０】
前記ポート２４と吸引用溝２５の周壁とは、本体５内部に形成された通路２６を介して連通されている。そして、図示しない吸引ポンプのエア吸引により吸引用溝２５、通路２６、ポート２４を介してエアが吸引され、吸引用溝２５に沿って本体５の一端側にエア吸引力が作用する。
【００５１】
以上のように構成されたエアベアリングシリンダ４では、圧力供給源が作動すると、加圧エアがベアリングポート２２、通路２３、各流通溝１６ａ，１８ａ，１９ａを介して各多孔質体１７，２０，２１の外周面に供給され、さらにそれら多孔質体１７，２０，２１の内部を介して各多孔質体１７，２０，２１の内周面全体から噴出される。すると、軸受け用多孔質体２０，２１の内周面とロッド７の外周面との間に環状の圧力エア層が形成され、静圧がもたらされる。これにより、ロッド７が本体５の両端部で非接触支持される。
【００５２】
一方、シール用多孔質体１７の内周面と圧力作用部８の外周面との間にも環状の圧力エア層が形成される。この圧力エア層の存在により、圧力作用部８によって区画された推力室１０とキャンセル室１１との間がエアシールされる。
【００５３】
このとき、各多孔質体１７，２０，２１の内周面から噴出し、本体５におけるロッド挿通孔６の一端側に至ったエアが吸引用溝２５、通路２６、真空引き用ポート２４を介して吸引される。これにより、本体５の一端側においてロッド挿通孔６からのエア噴出が防止される。
【００５４】
以上の状態で、制御装置の制御により、圧力供給源と推力ポート１２が連通されるとともに、排気弁とキャンセル力ポート１４とが連通されると、推力室１０が加圧雰囲気となり、キャンセル室１１が大気開放状態となる。これにより、加圧エアが推力室１０側の圧力作用面８ａに作用する。その結果、圧力エア層によって非接触支持されたロッド７が一端側に移動する。
【００５５】
他方、制御装置の制御により、圧力供給源とキャンセル力ポート１４とが連通されるとともに、排気弁と推力ポート１２とが連通されると、推力室１０が大気開放状態となり、キャンセル室１１が加圧雰囲気となる。これにより、加圧エアがキャンセル室１１側の圧力作用面８ｂに作用する。その結果、圧力エア層によって非接触支持されたロッド７が他端側に移動する。
【００５６】
ここで、このエアベアリングシリンダ４のロッド７には、その略中心部において中心軸線方向に貫通する中空孔２７が形成され、これにより空間領域が構成されている。中空孔２７はその横断面形状が略円形状で、前記軸線方向に沿って同一形状及び同一大きさとなるよう形成されている。なお、中空孔２７の横断面形状は多角形状などその他の形状に形成することができる。そして、中空孔２７の存在により、ロッド７の一方の端部側からもう一方の端部側を観察することができる。
【００５７】
かかる構成のエアベアリングシリンダ４を用いたチップボンディング装置１は以下のように構成される。
【００５８】
図２及び図３に示すように、エアベアリングシリンダ４のロッド７には、その一端面、即ち前記吸引用溝２５が形成されている側の一端面において、作業部材としてのチップ治具３１が取り付けられている。チップ治具３１は、その被固定部３２においてロッド７に対して２箇所でネジ止めされている。なお、ネジ止めの数は１箇所でも、３箇所以上でも構わないし、他の固定手段を用いてもよい。被固定部３２には、ロッド７の中心軸線側に向かって延び、かつ半導体チップ３よりも幅が細く形成された突起状の作業部３３が設けられている。チップ治具３１には図示しないチップ保持装置が設けられており、作業部３３の先端側でチップ３が保持されるよう構成されている。この保持装置によってチップ治具３１は、チップ３をその略中心がロッド７の中心軸線上に位置するよう保持する。
【００５９】
エアベアリングシリンダ４はその本体５がチップボンディング装置１の所定位置に固定されている。このとき、前記推力室１０が加圧雰囲気とされた場合にロッド７が下方へ移動するように配置されている。すなわち、ロッド７の中心軸線が上下方向に指向されるように配置されている。そして、図４に示すように、チップ３の実装時には、プリント基板２の上方に、チップ治具３１の作業部３３にチップ３を保持したエアベアリングシリンダ４が配置される。また、ロッド７の中空孔２７に対応してエアベアリングシリンダ４の上方に位置確認カメラＣが配置される。即ち、チップ３の実装時において、ロッド冶具３１に保持されたチップ３の状態を位置確認カメラＣが中空孔２７を介して観察することが可能な位置に、位置確認カメラＣが配置される。
【００６０】
以上のように構成されたチップボンディング装置１では、まず、制御装置の制御により、エアベアリングシリンダ４において推力室１０が加圧雰囲気、キャンセル室１１が大気開放状態とされると、同シリンダ４のロッド７が圧力エア層によって非接触支持されながら下方、即ちプリント基板２側へ移動する。すると、チップ３を保持した作業部３３により基板２上の所定位置へチップ３が配置される。そして、ロッド７の移動がさらに進められ、作業部３３によってチップ３が押圧されてプリント基板２に圧着される。かかるボンディング作業領域では、吸引用溝２５からのエア吸引作用によってエアの急激な流れが抑えられている。
【００６１】
このとき、図４に示すように、チップ３周囲の作業領域はその上方（真上）がロッド７の中空孔２７によって開放されている。即ち、チップ３の上方に位置確認カメラＣが配置され、チップ３の上方から作業部３３によるチップ３の配置・押圧という作業状況について観察可能となっている。このため、位置確認カメラＣによりチップ３が所定位置に配置されているか、ボンディング時に大幅な位置ずれが生じていないか等の作業状況が確認される。
【００６２】
次に、制御装置の制御により、推力室１０が大気開放状態、キャンセル室１１が加圧雰囲気とされると、ロッド７は非接触支持されながらチップ３から離れて上方へ移動する。これによりチップ実装の一連の作業が終了する。その後、再び別のチップ３がチップ治具３１に保持され、これまでの動作が繰り返される。
【００６３】
従って、本実施形態のチップボンディング装置１では、エアベアリングシリンダ４によるチップ３の実装作業中においても、チップ３の上方（真上）から中空孔２７を介してチップ３の位置確認を行うことが可能なため、シリンダ４を位置確認カメラＣとプリント基板２との間に配置することが可能となる。このため、チップ位置確認の邪魔にならないようエアベアリングシリンダ４をオフセット状態で配置する必要がない。その結果、チップボンディング装置１を小型化することができる。
【００６４】
また、ロッド７とチップ治具３１の作業部３３との間を大きく離す必要がなくなる。その結果、従来技術において問題となっていたロッド７とチップ治具３１のチップ押圧部分との間が大きく離れていたことに起因するチップ３の位置ずれを大幅に低減することができる。その結果、位置精度の高いチップ実装を行うことができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、推力室１０及びキャンセル室１１のいずれも加圧雰囲気とし、図示しない制御装置により圧力制御弁を制御してそれぞれの室の圧力を個々に調整し、これによりロッド７を駆動することも可能である。
【００６６】
[第２の実施形態]
以下に第２の実施形態について図５及び図６を参照しつつ説明する。なお、図５はエアベアリングシリンダの平面図であり、図６は図５のＢ−Ｂ断面図である。
【００６７】
図５に示すように、エアベアリングシリンダ３４の本体３５は略コ字状に形成され、それにより生じた凹溝たる第１凹部３６ａが形成されている。第１凹部３６ａには、ロッド３７がその一部側面が第１凹部３６ａの開放部に露出し、かつ両端部が第１凹部３６ａから突出するようにして挿通されている。そして、ロッド３７にはその露出面３７ａに溝３８が軸線方向に沿って形成され、その溝３８と第１凹部３６ａの開放部とにより、ロッド３７の軸線方向に貫通する空間領域が形成されている。この溝３８及び本体３５の第１凹部３６ａを介して位置確認カメラＣによりチップ３の位置が確認可能となっている。
【００６８】
また、本体３５の前記第１凹部３６ａを形成する壁面には、第１凹部３６ａの延びる方向全体にわたって一対の第２凹部３６ｂが形成されている。そして、両第２凹部３６ｂはエアベアリングシリンダ３４を平面視した場合において同一基準線Ｒ１上に設けられている。他方、ロッド３７にもロッド３７の長手方向全体にわたって形成された一対の突出部３７ｂが前記基準線Ｒ１上に設けられており、両突出部３７ｂは前記第２凹部３６ｂに挿通されている。
【００６９】
ロッド３７の両突出部３７ｂには、それぞれ圧力作用部３９が基準線Ｒ１上に設けられている。そして、基準線Ｒ１上で両圧力作用部３９間の中央はチップ治具３１上の荷重作用点Ｐ１、即ちロッド３７の下方への移動によりチップ３を押圧する際に同チップ３への荷重が作用する点となる。この荷重作用点Ｐ１を中心にみれば、一対の第２凹部３６ｂ、ロッド３７の両突出部３７ｂ及び両圧力作用部３９は荷重作用点Ｐ１を中心として対称に配置されている。そして、チップ３はその中心が荷重作用点Ｐ１に合うようにしてチップ治具３１に保持される。
【００７０】
図６に示すように、本体３５の第２凹部３６ｂを形成する内壁面には、両圧力作用部３９をそれぞれ収容するシリンダ溝４０が形成されている。シリンダ溝４０は圧力作用部３９によって同圧力作用部３９を挟んで一方が推力室１０、もう一方がキャンセル室１１に区画されている。前述したように、一対の圧力作用部３９はチップ治具３１の荷重作用点Ｐ１を中心に対称に配置されていることから、ロッド３７に駆動力を発生させる推力室１０も同様に荷重作用点Ｐ１を中心として対称に配置されている。
【００７１】
推力室とキャンセル室との間は、第１実施形態と同様、シリンダ溝４０を形成する壁面に設けられたシール用多孔質体１７によりエアシールされている。また、本体３５の第２凹部３６ｂを形成する内壁面には、シリンダ溝４０を挟んだ両端部において横断面略コ字状の軸受け用多孔質体２０，２１が本体３５の端面及びシリンダ溝４０内に露出するように設けられている。第１実施形態と同様、この軸受け多孔質体２０，２１により、ロッド３７が本体３５に対して非接触支持される。そして、推力室１０又はキャンセル室１１に加圧エアを供給する、あるいは推力室１０及びキャンセル室１１に加圧エアを供給するとロッド３７が駆動する構成も前述した第１実施形態の構成と同じである。
【００７２】
かかる構成によれば、エアベアリングシリンダ３４を本実施形態のものよりも小型化及び軽量化することができる利点がある。また、このように本体３５を略コ字状に形成したりロッド３７の軸線方向の一部を露出させたりすることができるのも、供給する加圧エアを気密に保持する必要のないエアベアリングシリンダ３４を利用したことによる特徴ということができる。
【００７３】
また、ロッド３７の下方への移動によりチップ３を押圧する際にそのロッド３７の推進力を発生させる推力室が荷重作用点Ｐ１に対して対称に配置されている。このため、一対の駆動力発生源を有していながら、荷重作用点Ｐ１においてチップ３に対して偏荷重がかかることはほとんどなく、押圧によるチップ３の位置ずれを大幅に低減することができる。
【００７４】
[第３の実施形態]
以下に、第３の実施形態について図７及び図８を参照しつつ説明する。なお、図７はエアベアリングシリンダの正面図であり、図８は同エアベアリングシリンダの平面図である。
【００７５】
図７及び図８に示すように、このエアベアリングシリンダ４１の本体４２は、同一の構成をなすシリンダ部４３，４４を一対備えている。まず、このシリンダ部４３，４４の構成について説明すると、同シリンダ部４３，４４は本体４２内の一端側に形成されたシリンダ室４５を備えている。また、そのシリンダ室４５から他端側に延び、シリンダ室４５と本体４２外部（図の下方）とを連通させるロッド挿通孔４６を備えている。ロッド挿通孔４６はシリンダ室４５よりも横断面積が小さくなるよう形成されている。
【００７６】
シリンダ室４５及びロッド挿通孔４６にはロッド４７が挿通されている。このロッド４７はその径が軸線方向の中間部位で一段小さくなるように形成されている。すなわち、ロッド４７は第１ロッド部４８と、同第１ロッド部４８よりも小径の第２ロッド部４９とから構成され、両ロッド４８，４９の径の違いにより形成される段部５０を有している。そして、第１ロッド部４８はシリンダ室４５内に収容され、第２ロッド部４９はロッド挿通孔４６に挿通されてその先端部が本体４２から下方に突出されている。シリンダ室４５は第１ロッド部４８により２部屋に区画され、第１ロッド部４８の基端側が推力室５１、前記段部５０側がキャンセル室５２とされる。そして、第１ロッド部４８の基端面及び前記段部５０は圧力作用面とされる。
【００７７】
本体４２の外周面には図示しない推力ポートとキャンセル力ポートがそれぞれ異なる位置に形成されている。推力ポートは推力室５１と、キャンセル力ポートはキャンセル室５２と、本体４２内に形成された図示しない圧力通路によってそれぞれ連通されている。そして、推力ポート及びキャンセル力ポートはそれぞれ図示しない圧力制御弁及び排気弁等からの配管が接続される。
【００７８】
このため、推力ポート又はキャンセル力ポートに加圧エアが供給されると、加圧エアが各ポート、圧力通路を介して推力室５１又はキャンセル室５２に供給される。これにより推力室５１又はキャンセル室５２が加圧雰囲気となる。
【００７９】
また、推力ポート又はキャンセル力ポートが排気弁とつながると、推力室５１又はキャンセル室５２は大気中への開放状態となり、室内のエアは圧力通路、対応するポートを介して大気中へ排出される。そして、推力室５１とキャンセル室５２は、一方が加圧雰囲気となり他方が大気への開放状態となるよう図示しない制御装置により制御される。
【００８０】
前記シリンダ室４５の内周面及びロッド挿通孔４６を形成する内周面には、環状の軸受け用多孔質体５３，５４が設けられている。前記本体４２の外周面には、前記推力ポート及びキャンセル力ポートとは異なる位置に図示しないベアリングポートが形成されている。このベアリングポートに図示しない圧力供給源から加圧エアが供給されると、かかる加圧エアが多孔質体５３，５４の内周面全体から噴出される。この構成は、前述した第１の実施形態のおける軸受け用多孔質体２０，２１に関連する構成と同様である。なお、多孔質体５３は軸受け用のみならず、推力室５１とキャンセル室５２との間をエアシールする機能も兼用している。
【００８１】
本体４２の外周面には、前記各ポートとは異なる位置に真空引き用のポートが形成されている。同ポートには図示しない吸引ポンプからの配管が接続される。ロッド挿通孔４６を形成する内周面のうち前記多孔質体５４よりもロッド４７先端側となる位置に図示しない吸引用溝が形成され、この吸引用溝とポートとが通路によって連通されている。そして、吸引ポンプのエア吸引により、吸引用溝にはエア吸引力が作用する。
【００８２】
以上のように構成された一対のシリンダ部４３，４４が、各ロッド４７の軸線が略平行となりかつ平面視した場合に左右対称となるように一定の間隔を隔てて本体４２に設けられている。すなわち、本体４２はシリンダ部４３，４４と、両シリンダ部４３，４４を一側面で片持ち状態で連結する連結部４２ａとにより構成される。このため、本体４２には両シリンダ部４３，４４の間に溝部５５がロッド４７の軸線方向に沿って形成される。溝部５５の横断面は径がシリンダ部４３，４４の横幅と同程度の略円弧状をなし、前記軸線方向に沿って同一形状及び同一大きさをなしている。なお、この横断面形状は角形状など他の形状に形成することもできる。
【００８３】
シリンダ部４３，４４のロッド４７先端部同士は、連結部材５６によって連結されている。連結部材５６には前記溝部５５に対応する個所、即ち溝部５５によって形成された空間の延長上に切欠部５７が形成されている。従って、本体４２の溝部５５と連結部材５６の凹部５７により、エアベアリングシリンダ４１全体として、ロッド４７の軸線方向に沿いかつエアベアリングシリンダ４１の中心軸線を含む空間領域が形成されている。
【００８４】
以上のように構成されたエアベアリングシリンダ４１は、圧力供給源の作動により、加圧エアが各軸受け用多孔質体５３，５４の外周面に供給され、さらにそれら多孔質体５３，５４の内部を介して各多孔質体５３，５４の内周面全体から噴出される。すると、軸受け用多孔質体５３，５４の内周面と第１ロッド部４７及び第２ロッド部４８の外周面との間に環状の圧力エア層が形成され、静圧がもたらされる。これにより、ロッド４７が本体４２の両端部で同本体４２に対し非接触支持される。
【００８５】
このとき、各多孔質体５３，５４の内周面から噴出し、本体４２におけるロッド挿通孔４６の開口部側に至ったエアが吸引用溝、真空引き用ポートを介して吸引される。これにより、ロッド挿通孔４６からのエア噴出が防止される。
【００８６】
以上の状態で、両シリンダ部４３，４４において推力室５１が加圧雰囲気となり、キャンセル室５２が大気開放状態となるよう同時制御されると、圧力供給源から加圧エアが両シリンダ部４３，４４の推力室５１に供給される。これにより、加圧エアが推力室５１側の圧力作用面に作用する。その結果、圧力エア層によって非接触支持された両シリンダ部４３，４４のロッド４７及び連結部材５６がその先端側に移動する。このとき、キャンセル室５２内のエアは大気中へ排出される。
【００８７】
また、両シリンダ部４３，４４において推力室５１が大気開放状態となり、キャンセル室５２が加圧雰囲気となるよう同時制御されると、圧力供給源からの加圧エアが両シリンダ部４３，４４のキャンセル室５２に供給される。これにより、加圧エアがキャンセル室５２側の圧力作用面に作用する。その結果、圧力エア層によって非接触支持された両シリンダ部４３，４４のロッド４７及び連結部材５６がその基端側に移動する。このとき、推力室５１内のエアは大気中へ排出される。
【００８８】
かかる構成のエアベアリングシリンダ４１をチップボンディング装置に用いた場合、前記連結部材５６には、その切欠部５７及び前記本体４２の溝部５５に対応し、かつ両ロッド４７の中央に位置するよう作業部材としてのチップ治具５８が設けられる。すなわち、チップ治具５８は、溝部５５及び連結部材５６の切欠部５７によって形成された空間領域の延長上に設けられている。チップ治具５８は、その先端が溝部５５を介して観察した場合に溝部５５の開放部から突出しないよう設けられている。
【００８９】
エアベアリングシリンダ４１を平面視した場合において、シリンダ部４３，４４の各中心点Ｐ３，Ｐ４（この中心点Ｐ３，Ｐ４はロッド４７の中心点と一致する）を結ぶ基準線Ｒ２上で、両中心点Ｐ３，Ｐ４間の中央はチップ治具５８の荷重作用点Ｐ２となる。この荷重作用点Ｐ２を中心にみれば、シリンダ部４３，４４は、荷重作用点Ｐ２を中心として対称に配置されている。そして、チップ３はその中心が荷重作用点Ｐ２に合うようにしてチップ治具５８に保持される。
【００９０】
チップ治具５８は上下方向において肉厚に形成され、同方向への押圧力に対し剛性が高められている。さらに、このチップ治具５８には、その先端部下面でチップ３を保持するよう図示しない保持装置が設けられている。図８に示すように、この保持装置によってチップ治具５８がチップ３を保持した場合、チップ３の中心が溝部５５及び連結部材５６の切欠部５７によって形成された空間領域内に配置されるようになっている。
【００９１】
以上説明したチップボンディング装置においても、エアベアリングシリンダ４１によるチップ３の実装作業中に、溝部５５及び切欠部５７を介してチップ３の上方（真上）からチップ３の位置確認を行うことが可能なため、エアベアリングシリンダ４１を位置確認カメラＣとプリント基板２との間に配置することが可能となる。このため、前述した第１の実施形態と同様、チップボンディング装置を小型化することができるし、チップ３の位置ずれを大幅に低減して位置精度の高いチップ実装を行うことができる。
【００９２】
また、本実施形態では、円形軸形状のロッド４７を用いたシリンダ部４３，４４でありながら、一対のシリンダ部４３，４４を設けて両ロッド４７を連結部材５６により連結しその連結部材５６にチップ治具５８を設ける構成としたため、ロッド４７の回転を防止できる。しかも、一対のロッド４７を有しているため、その分大きな推力を得ることもできる利点がある。
【００９３】
さらに、本実施形態では、チップ治具５８を上下方向において肉厚に形成しているため、同方向における剛性を高めることができ、この点でもチップ３の位置ずれを少なくすることができる。
【００９４】
加えて、本実施形態でも、シリンダ部４３，４４がチップ治具５８の荷重作用点Ｐ２を中心として対称に配置されている。このため、ロッド４７の下方への移動によりチップ３を押圧する際にそのロッド４７の推進力を発生させる推力室５１が荷重作用点Ｐ２に対して対称に配置されている。その結果、一対の駆動力発生源を有していながら、荷重作用点Ｐ２においてチップ３に対して偏荷重がかかることはほとんどなく、押圧によるチップ３の位置ずれを大幅に低減することができる。
【００９５】
なお、第１乃至第３の実施形態において、チップ３の位置確認を行う位置確認カメラＣの代わりに、チップ３等の被実装部品に対してレーザー照射を行う装置を配置し、エアベアリングシリンダ４，３４，４１の中心付近に貫通形成された空間領域を介してチップ３にレーザー照射するように構成してもよい。このように、位置確認カメラＣ以外でも、エアベアリングシリンダ４，３４，４１の一端側における作業場所（以上の実施形態ではチップ３の実装場所）に対して他端側から各種作業を行うための装置を配置することができる。
【００９６】
また、第１の実施形態における中空孔２７、第２の実施形態における溝３８及び第３の実施形態における溝部５５は、その横断面積が連続して変化するテーパ状に形成してもよい。要は、エアベアリングシリンダ４，３４，４１の一端側における作業場所に対して他端側から行われる各種作業の邪魔にならない形状であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態におけるエアベアリングシリンダの斜視図。
【図２】同エアベアリングシリンダの底面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】部品実装装置の正面図。
【図５】第２実施形態におけるエアベアリングシリンダの平面図。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図。
【図７】第３実施形態におけるエアベアリングシリンダの正面図。
【図８】同エアベアリングシリンダの平面図。
【図９】従来の部品実装装置の正面図。
【符号の説明】
１…部品実装装置としてのチップボンディング装置、４…エアベアリングシリンダ、５…本体、７…ロッド、２７…空間領域としての中空孔、３１…作業部材としてのチップ治具、Ｃ…撮像手段としての位置確認カメラ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a component mounting apparatus and an air bearing cylinder suitable for the apparatus.
[0002]
[Prior art]
A chip bonding apparatus 61 for mounting a component to be mounted, for example, a semiconductor chip on a printed circuit board as a counterpart component is generally known. As shown in FIG. 9, the chip bonding apparatus 61 includes an air bearing cylinder 63 serving as a driving source when the chip 62 is mounted and crimped, and a confirmation camera 64 for confirming the mounting state of the chip 62. Since the status confirmation of the chip 62 is performed from above the chip 62, the air bearing cylinder 63 is conventionally arranged in an offset state avoiding the upper side of the printed circuit board 65 so as not to interfere with the status confirmation. A tip jig 67 for holding the tip 62 and pressing it onto the substrate is provided at the tip of the rod 66 of the cylinder 63. The tip jig 67 is formed so as to extend substantially horizontally from the tip of the rod 66 to the upper side of the printed circuit board 65 in accordance with the arrangement state of the air bearing cylinder 63, and a tip holding / pressing portion 68 is provided at the tip. Is provided.
[0003]
In this configuration, when the air bearing cylinder 63 is driven and the rod 66 of the cylinder 63 moves to the printed circuit board side 65, the chip 62 is placed at a predetermined position on the substrate 65 by the chip jig 67 holding the chip 62. . At the same time, the cylinder 63 is further driven, and the chip 62 is pressed and pressed against the printed circuit board 65 by the chip jig 67. During the work by the chip jig 67, the mounting state of the chip 62 is confirmed by the confirmation camera 64 arranged right above. Thereby, chip mounting is completed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional chip bonding apparatus 61, the air bearing cylinder 63 is disposed in an offset state so as not to interfere with the mounting status confirmation of the chip 62. A region and a region for arranging the air bearing cylinder 63 must be provided separately. For this reason, there existed a problem that the apparatus 61 will enlarge.
[0005]
There is another problem. That is, with the arrangement of the air bearing cylinder 63 described above, the tip jig 67 is formed to extend substantially horizontally from the tip of the rod 66 upward to the printed circuit board 65. For this reason, the cylinder rod 66 and the tip holding / pressing portion 68 are largely separated. This causes a problem that the chip 62 is displaced when the chip 62 is pressed by the chip jig 67 (displacement from the position originally arranged on the printed circuit board 65). The displacement of the tip 62 is caused by the moment load acting on the cylinder rod 66, and becomes proportionally larger as the distance (offset distance L) between the rod 66 and the tip holding / pressing portion 68 becomes longer. Become.
[0006]
Each of the above problems may be present in the same manner in the case where two operations are performed at the same location in a component mounting apparatus other than the chip bonding apparatus 61, for example, an apparatus for mounting an optical component such as an optical device.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a component mounting apparatus that can solve the above problems and an air bearing cylinder that is optimal for the apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In the following, means and the like that can solve the above problems are listed separately. In addition, the action, effect, specific means, etc. will be added as necessary.
[0009]
Means 1. An air bearing cylinder configured to support the rod in a non-contact manner with pressurized air against the cylinder body and to slide the rod in the axial direction thereof, and an operation of mounting the mounted component on the counterpart component on the rod A working member for performing
A component mounting apparatus in which the air bearing cylinder is provided with a space region penetrating along the axial direction of the rod, and the working member is disposed on the axial extension of the space region.
[0010]
According to the means 1, when the rod of the air bearing cylinder is driven, the work member mounts the mounted component on the counterpart component on the extension of the space region. While performing this work, it is possible to perform a treatment such as observing the work through the space region. For this reason, it is not necessary to offset the air bearing cylinder for the treatment. Therefore, in the component mounting apparatus, the air bearing cylinder can be arranged between the work area by the work member and the other treatment means.
[0011]
As a result, the component mounting apparatus can be reduced in size. In addition, the design load of offsetting the cylinder so as not to obstruct the treatment using other treatment means during the operation with the air bearing cylinder is eliminated, and the degree of freedom in designing the apparatus can be increased. Moreover, since it is not necessary to offset the air bearing cylinder from the working position of the working member, it is possible to improve the work accuracy of mounting the mounted component on the counterpart component.
[0012]
Mean 2. An air bearing cylinder configured to support the rod in a non-contact manner with pressurized air against the cylinder body and to slide the rod in the axial direction thereof, and an operation of mounting the mounted component on the counterpart component on the rod A working member for performing
The air bearing cylinder is provided with a space region penetrating along the axial direction of the rod, the working member is disposed on the axial extension of the space region, and imaging means for imaging the work situation by the working member. A component mounting apparatus in which the imaging means is provided on the extension in the axial direction on the opposite side of the work member with the air bearing cylinder interposed therebetween.
[0013]
According to the means 2, when the rod of the air bearing cylinder is driven, an operation of mounting the mounted component on the counterpart component is performed on the extension of the space area by the working member. While this work is being performed, the work situation is imaged by the imaging means via the space area. For this reason, it is not necessary to offset the air bearing cylinder for the imaging process. Therefore, in the component mounting apparatus, the air bearing cylinder can be arranged between the work area by the work member and the image pickup means. That is, the work area, the air bearing, and the imaging means can be arranged in a line in the penetration direction of the space area.
[0014]
As a result, the component mounting apparatus can be reduced in size. Further, the design load of offsetting the cylinder so as not to obstruct the imaging process by the imaging means during the operation with the air bearing cylinder is eliminated, and the degree of freedom in designing the apparatus can be increased. Moreover, since it is not necessary to offset the air bearing cylinder from the working position of the working member, it is possible to improve the work accuracy of mounting the mounted component on the counterpart component.
[0015]
Means 3. The component mounting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the space region is formed at a substantially central position of the air bearing cylinder.
[0016]
According to the means 3, since the space region is formed substantially at the center of the air bearing cylinder, the compactness of the entire apparatus can be further enhanced.
[0017]
Means 4. The working member is a jig for holding the mounted component, and performs the work of mounting the mounted component on the counterpart component by pressing the mounted component on the counterpart component by driving the rod. The component mounting apparatus according to any one of the above means 1 to 3.
[0018]
According to the means 4, in a component mounting apparatus that performs a mounting operation such as chip bonding, it is necessary to observe the mounting state of the mounted component by imaging with an imaging means such as a camera. The effects shown in the means 1 or 2 can be obtained while reliably performing the above.
[0019]
Means 5. The air bearing cylinder has a pair of thrust chambers that are supplied with pressurized air to generate a driving force on the rod, and when both the thrust chambers are viewed in plan view, the load action by the jig. The component mounting apparatus according to the means 4 arranged symmetrically with respect to the point.
[0020]
According to the means 5, the pair of thrust chambers for generating the driving force of the rod when the mounted part is pressed by the chip jig by driving the rod are arranged symmetrically about the load application point of the jig. Yes. As a result, there is almost no uneven load on the mounted component at the load application point of the jig while having a pair of driving force generation sources. An appropriate load can be applied without degrading accuracy.
[0021]
Means 6. The rod is supported in a non-contact manner by pressurized air with respect to the cylinder body, and the rod can be slid in the axial direction thereof. Further, a space region penetrating along the axial direction of the rod is provided at least in the cylinder body or An air bearing cylinder formed on one of the rods.
[0022]
According to the means 6, the space region penetrating along the rod axis direction is formed in the air bearing cylinder, so that the work such as observing the other end side from the one axial side of the air bearing cylinder through the space region can be performed. It becomes possible. As a result, an air bearing cylinder suitable for the component mounting apparatus described in the means 1 to 5 can be obtained.
[0023]
Mean 7 A rod insertion hole that penetrates the cylinder body is formed in the cylinder body, and a rod is inserted into the rod insertion hole so that the rod can be supported in a non-contact manner by pressurized air and the rod can slide in the axial direction. And an air bearing cylinder in which the rod is formed with a space region formed of a hollow hole penetrating in the axial direction thereof.
[0024]
According to the means 7, in the air bearing cylinder, the rod passes through the cylinder main body and the rod is formed with a space region including a hollow hole, so that the other end from the axial direction one end side of the air bearing cylinder passes through the space region. Work such as observing the side becomes possible. As a result, an air bearing cylinder suitable for the component mounting apparatus described in the means 1 to 4 can be obtained.
[0025]
Means 8. The air bearing cylinder according to claim 7, wherein the rod has a non-circular cross section.
[0026]
According to the means 8, the rod itself has a non-circular cross section, for example, the cross section is formed in a quadrangular shape, a flat shape or the like, so that the rod itself has a detent function.
[0027]
Means 9. The rod is supported in a non-contact manner by pressurized air with respect to the cylinder body, and the rod can be slid in the axial direction. Further, the cylinder body is substantially U-shaped when viewed from the axial end of the rod. An air bearing cylinder in which a concave groove penetrating in the axial direction is provided, and a spatial region is formed by the concave groove.
[0028]
According to the means 9, in the air bearing cylinder, the cylinder main body has a concave groove penetrating in the rod axial direction, and thereby a space region is formed, and from the axial direction one end side of the air bearing cylinder through the space region. Work such as observing the other end side becomes possible. As a result, an air bearing cylinder suitable for the component mounting apparatus described in the means 1 to 5 can be obtained. Furthermore, since the space area is formed by the groove, the open side of the groove can be used for the above-mentioned observation and the like, so that the space area can be enlarged and used, and the air bearing cylinder can be further reduced in size and weight. Can promote.
[0029]
Means 10. The cylinder body is provided with a pair of air bearing cylinder portions configured to support the rod in a non-contact manner with pressurized air and to be able to slide the rod in the axial direction thereof. By connecting together at a predetermined interval so as to be parallel, a space region penetrating in the axial direction is formed between both air bearing cylinder parts, and the tip parts of both rods are connected by a connecting member. Connected air bearing cylinder.
[0030]
According to the means 10, the space region is formed between the pair of air bearing cylinder portions so as to penetrate along the rod axis direction, so that the one end side from the one end side in the axial direction of the air bearing cylinder passes through the space region. Work such as observing can be performed. As a result, an air bearing cylinder suitable for the component mounting apparatus described in the means 1 to 5 can be obtained. Furthermore, by using a pair of air bearing cylinder portions, a large thrust can be obtained even if each air bearing cylinder portion is made smaller. In addition, since both rods are connected by a connecting member, there is an effect of preventing rotation of the rod even if a circular rod is used, and the connecting member also functions as a work member or a mounting member for performing a predetermined work. be able to.
[0031]
Means 11. The air bearing cylinder according to any one of the above means 6 to 10, wherein the space region is formed at a substantially central position.
[0032]
According to the means 11, since the space region is formed substantially at the center of the air bearing cylinder, the compactness of the entire cylinder can be further enhanced.
[0033]
In each of the above means, in order to support the rod in a non-contact manner, the air bearing cylinder main body is provided with a porous body facing the rod and a bearing port for supplying pressurized air to the porous body. The pressurized air is preferably ejected from the porous body toward the rod by supplying pressurized air from the bearing port to the porous body.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. 1 is a perspective view of the air bearing cylinder, FIG. 2 is a bottom view of the cylinder, FIG. 3 is a cross-sectional view of the cylinder, specifically, a cross-sectional view along AA in FIG. 4 is a front view of the component mounting apparatus.
[0035]
As shown in FIG. 4, a chip bonding apparatus 1 as a component mounting apparatus is disposed above a printed circuit board 2 as a counterpart component, and has an air bearing cylinder 4 for holding and pressing a semiconductor chip 3 as a mounted component. The mounting status of the chip 3, in this embodiment, a position confirmation camera C as an image pickup means for performing position confirmation in particular is provided. Note that the mounted component is not limited to the semiconductor chip 3, and an optical component such as an optical device can also be used. In this case, it goes without saying that the counterpart component is not limited to the printed circuit board 2.
[0036]
First, the configuration of the air bearing cylinder 4 will be described.
[0037]
As shown in FIG. 1, the main body 5 of the air bearing cylinder 4 has, for example, a quadrangular prism shape. The shape of the main body 5 is not limited to a quadrangular prism shape, and other shapes such as a polygonal column shape and a cylindrical shape can be selected. Moreover, although the main body 5 is normally comprised by several components, the description is abbreviate | omitted here.
[0038]
As shown in FIGS. 1 to 3, the main body 5 is formed with a rod insertion hole 6 having a quadrangular cross section passing through the main body 5. A rod 7 having a rectangular cross section corresponding to the cross-sectional shape of the hole 6 is inserted into the rod insertion hole 6, and both end portions of the rod 7 in the axial direction protrude from both ends of the main body 5. Yes. The cross-sectional shapes of the rod insertion hole 6 and the rod 7 are not limited to a rectangular shape, and other shapes can be selected. However, a non-circular shape is desirable for preventing the rod 7 from rotating.
[0039]
As shown in FIG. 3, a pressure acting portion 8 that protrudes from the outer peripheral surface and is formed in an annular shape is provided on the outer peripheral surface in the axially intermediate portion of the rod 7. Corresponding to the pressure acting portion 8, an annular cylinder groove 9 is formed on the inner peripheral surface forming the rod insertion hole 6 of the main body 5. The cylinder groove 9 is divided into two chambers sandwiching the pressure acting portion 8 by the pressure acting portion 8, one being a thrust chamber 10 and the other being a cancel chamber 11. A pair of surfaces intersecting with the rod outer peripheral surface of the pressure acting portion 8, that is, surfaces directed toward the both chambers 10 and 11 form pressure acting surfaces 8a and 8b. The pressure receiving areas of the two pressure acting surfaces 8a and 8b may be the same or different.
[0040]
A thrust port 12 is formed on the outer peripheral surface of the main body 5. The thrust port 12 communicates with the thrust chamber 10 through a pressure passage 13 formed in the main body 5. Piping from a pressure control valve and an exhaust valve (not shown) is connected to the thrust port 12. The thrust port 12 may be formed in various forms, for example, as a female screw hole in which a female screw for connecting a pipe is formed, or by providing a one-touch joint. The same applies to each port described hereinafter in this specification.
[0041]
A canceling force port 14 is formed on the outer peripheral surface of the main body 5 at a position different from the thrust port 12. The canceling force port 14 communicates with the canceling chamber 11 via a pressure passage 15 formed in the main body 5. The cancel force port 14 is connected to piping from a pressure control valve and an exhaust valve (not shown).
[0042]
For this reason, when pressurized air is supplied to the thrust port 12 or the cancellation force port 14, the pressurized air is supplied to the thrust chamber 10 or the cancellation chamber 11 via the ports 12 and 14 and the pressure passages 13 and 15. . Thereby, the thrust chamber 10 or the cancellation chamber 11 becomes a pressurized atmosphere.
[0043]
When the thrust port 12 or the cancellation force port 14 is connected to the exhaust valve, the thrust chamber 10 or the cancellation chamber 11 is opened to the atmosphere, and the air in the thrust chamber 10 or the cancellation chamber 11 is supplied to the pressure passages 13, 15, It is discharged into the atmosphere via the corresponding ports 12 and 14.
[0044]
In addition, the connection state of the pressure control valve and the exhaust valve is controlled by a control device (not shown) so that one of the thrust chamber 10 and the cancellation chamber 11 is a pressurized atmosphere and the other is opened to the atmosphere.
[0045]
An annular housing groove 16 is formed on the peripheral wall surface of the cylinder groove 9. An annular sealing porous body 17 is fixed in the housing groove 16 in a state of being slightly protruded from the housing groove 16 and housed. In addition, annular housing grooves 18 and 19 are respectively formed at both ends of the inner circumferential surface of the rod insertion hole 6 of the main body 5 with the cylinder groove 9 interposed therebetween. In each housing groove 18, 19, annular bearing porous bodies 20, 21 are fixed in a state of being slightly protruded and housed from each housing groove 18, 19. The three porous bodies 17, 20, and 21 are fixed by, for example, adhesion, but other fixing means may be used as long as the air permeability of the porous bodies 17, 20, and 21 can be secured.
[0046]
The porous bodies 17, 20, and 21 can be made of a metal material such as sintered aluminum, sintered copper, and sintered stainless steel. It can also be composed of synthetic resin materials such as fluorinated resin, sintered nylon resin, sintered polyacetal resin, sintered carbon, sintered ceramics, and the like. In addition, the fixing method and structure of the porous body demonstrated here are the same also about the other porous body demonstrated hereafter in this specification.
[0047]
Annular circulation grooves 16 a, 18 a, 19 a are formed in the back of each of the receiving grooves 16, 18, 19. A bearing port 22 is formed on the outer peripheral surface of the main body 5 at a position different from the thrust port 12 and the canceling force port 14. The bearing port 22 is communicated with each flow groove 16 a, 18 a, 19 a through a passage 23 formed in the main body 5. A piping from a pressure supply source (not shown) is connected to the bearing port 22.
[0048]
When pressurized air is supplied to the bearing port 22 from a pressure supply source (not shown), the pressurized air passes through the port 22, the passage 23, and the flow grooves 16 a, 18 a, 19 a, and the porous bodies 17, 20. , 21 and then circulates through the porous bodies 17, 20, 21 and then is ejected from the entire inner peripheral surface.
[0049]
On the outer peripheral surface of the air bearing cylinder main body 5, vacuum ports 24 are formed at positions different from the ports 12, 14, and 22. The port 24 is connected to a pipe from a suction pump (not shown). At one end of the main body 5, an annular suction groove 25 is formed on the inner peripheral surface on the end side of the housing groove 19 separately from the housing groove 19. The suction groove 25 may be provided at the other end of the main body 5 or may be omitted.
[0050]
The port 24 and the peripheral wall of the suction groove 25 are communicated with each other through a passage 26 formed in the main body 5. Then, air is sucked through the suction groove 25, the passage 26, and the port 24 by air suction of a suction pump (not shown), and an air suction force acts on one end side of the main body 5 along the suction groove 25.
[0051]
In the air bearing cylinder 4 configured as described above, when the pressure supply source is activated, the pressurized air is passed through the bearing port 22, the passage 23, and the respective flow grooves 16 a, 18 a, 19 a, and the porous bodies 17, 20, 21 is supplied to the outer peripheral surface of 21, and is further ejected from the entire inner peripheral surface of each porous body 17, 20, 21 through the inside of the porous bodies 17, 20, 21. As a result, an annular pressure air layer is formed between the inner peripheral surfaces of the bearing porous bodies 20 and 21 and the outer peripheral surface of the rod 7 to bring about a static pressure. As a result, the rod 7 is supported in a non-contact manner at both ends of the main body 5.
[0052]
On the other hand, an annular pressure air layer is also formed between the inner peripheral surface of the sealing porous body 17 and the outer peripheral surface of the pressure acting portion 8. Due to the presence of the pressure air layer, the space between the thrust chamber 10 and the cancel chamber 11 partitioned by the pressure acting portion 8 is air-sealed.
[0053]
At this time, the air that is ejected from the inner peripheral surface of each porous body 17, 20, 21 and reaches one end of the rod insertion hole 6 in the main body 5 passes through the suction groove 25, the passage 26, and the vacuuming port 24. Sucked. Thereby, air ejection from the rod insertion hole 6 on one end side of the main body 5 is prevented.
[0054]
In the above state, when the pressure supply source and the thrust port 12 are communicated with each other by the control of the control device, and the exhaust valve and the cancel force port 14 are communicated, the thrust chamber 10 becomes a pressurized atmosphere, and the cancel chamber 11 Becomes open to the atmosphere. As a result, the pressurized air acts on the pressure acting surface 8a on the thrust chamber 10 side. As a result, the rod 7 supported in a non-contact manner by the pressure air layer moves to one end side.
[0055]
On the other hand, when the pressure supply source communicates with the cancellation force port 14 and the exhaust valve communicates with the thrust port 12 under the control of the control device, the thrust chamber 10 is opened to the atmosphere, and the cancellation chamber 11 is added. It becomes a pressure atmosphere. Thereby, the pressurized air acts on the pressure acting surface 8b on the cancel chamber 11 side. As a result, the rod 7 supported in a non-contact manner by the pressure air layer moves to the other end side.
[0056]
Here, the rod 7 of the air bearing cylinder 4 is formed with a hollow hole 27 penetrating in the central axis direction at a substantially central portion thereof, thereby forming a space region. The hollow hole 27 has a substantially circular cross-sectional shape, and is formed to have the same shape and the same size along the axial direction. The cross-sectional shape of the hollow hole 27 can be formed in other shapes such as a polygonal shape. The presence of the hollow hole 27 makes it possible to observe the other end side from one end side of the rod 7.
[0057]
The chip bonding apparatus 1 using the air bearing cylinder 4 having such a configuration is configured as follows.
[0058]
As shown in FIGS. 2 and 3, the rod 7 of the air bearing cylinder 4 has a tip jig 31 as a working member on one end surface thereof, that is, one end surface on the side where the suction groove 25 is formed. It is attached. The tip jig 31 is screwed to the rod 7 at two positions in the fixed portion 32. The number of screwing may be one or three or more, or other fixing means may be used. The fixed portion 32 is provided with a projecting working portion 33 that extends toward the central axis of the rod 7 and is narrower than the semiconductor chip 3. The chip jig 31 is provided with a chip holding device (not shown) so that the chip 3 is held on the tip side of the working portion 33. With this holding device, the tip jig 31 holds the tip 3 so that its substantially center is located on the central axis of the rod 7.
[0059]
The main body 5 of the air bearing cylinder 4 is fixed at a predetermined position of the chip bonding apparatus 1. At this time, when the thrust chamber 10 is in a pressurized atmosphere, the rod 7 is arranged to move downward. That is, it arrange | positions so that the center axis line of the rod 7 may be oriented in the up-down direction. As shown in FIG. 4, when the chip 3 is mounted, the air bearing cylinder 4 that holds the chip 3 in the working portion 33 of the chip jig 31 is disposed above the printed circuit board 2. A position confirmation camera C is disposed above the air bearing cylinder 4 in correspondence with the hollow hole 27 of the rod 7. That is, when the chip 3 is mounted, the position confirmation camera C is arranged at a position where the position confirmation camera C can observe the state of the chip 3 held by the rod jig 31 through the hollow hole 27.
[0060]
In the chip bonding apparatus 1 configured as described above, first, when the thrust chamber 10 is pressurized and the cancel chamber 11 is opened to the atmosphere in the air bearing cylinder 4 under the control of the control device, the cylinder 4 The rod 7 moves downward, that is, toward the printed circuit board 2 while being supported in a non-contact manner by the pressure air layer. Then, the chip 3 is placed at a predetermined position on the substrate 2 by the working unit 33 holding the chip 3. Then, the movement of the rod 7 is further advanced, and the chip 3 is pressed by the working unit 33 and is pressed onto the printed circuit board 2. In such a bonding work area, a rapid flow of air is suppressed by the air suction action from the suction groove 25.
[0061]
At this time, as shown in FIG. 4, the work area around the tip 3 is opened (above) by the hollow hole 27 of the rod 7. That is, the position confirmation camera C is disposed above the chip 3, and it is possible to observe the work situation of the chip 3 being placed and pressed by the working unit 33 from above the chip 3. For this reason, the work status such as whether the chip 3 is arranged at a predetermined position or whether a significant positional deviation has occurred during bonding is confirmed by the position confirmation camera C.
[0062]
Next, when the thrust chamber 10 is opened to the atmosphere and the cancel chamber 11 is pressurized under the control of the control device, the rod 7 moves away from the tip 3 while being supported in a non-contact manner. This completes a series of chip mounting operations. Thereafter, another chip 3 is again held by the chip jig 31 and the operation so far is repeated.
[0063]
Therefore, in the chip bonding apparatus 1 of the present embodiment, the position of the chip 3 can be confirmed from above (directly above) the chip 3 through the hollow hole 27 even during the mounting operation of the chip 3 by the air bearing cylinder 4. Since it is possible, the cylinder 4 can be disposed between the position confirmation camera C and the printed circuit board 2. For this reason, it is not necessary to arrange the air bearing cylinder 4 in an offset state so as not to interfere with the chip position confirmation. As a result, the chip bonding apparatus 1 can be reduced in size.
[0064]
Further, there is no need to greatly separate the rod 7 and the working portion 33 of the chip jig 31. As a result, it is possible to greatly reduce the displacement of the tip 3 due to the large distance between the rod 7 and the tip pressing portion of the tip jig 31 that has been a problem in the prior art. As a result, chip mounting with high positional accuracy can be performed.
[0065]
In this embodiment, the thrust chamber 10 and the cancel chamber 11 are both pressurized atmospheres, and the pressure control valves are controlled by a control device (not shown) to individually adjust the pressures of the respective chambers. It is also possible to drive.
[0066]
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. 5 is a plan view of the air bearing cylinder, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
[0067]
As shown in FIG. 5, the main body 35 of the air bearing cylinder 34 is formed in a substantially U shape, and a first recess 36 a that is a recess groove formed thereby is formed. The rod 37 is inserted into the first recess 36a such that a part of the side surface of the rod 37 is exposed at the opening of the first recess 36a and both ends protrude from the first recess 36a. A groove 38 is formed on the exposed surface 37a of the rod 37 along the axial direction, and a space region penetrating in the axial direction of the rod 37 is formed by the groove 38 and the opening of the first recess 36a. Yes. The position of the chip 3 can be confirmed by the position confirmation camera C through the groove 38 and the first recess 36 a of the main body 35.
[0068]
A pair of second recesses 36b are formed on the wall surface of the main body 35 forming the first recesses 36a over the entire extending direction of the first recesses 36a. Both the second recesses 36b are provided on the same reference line R1 when the air bearing cylinder 34 is viewed in plan. On the other hand, the rod 37 is also provided with a pair of protrusions 37b formed over the entire length of the rod 37 on the reference line R1, and both protrusions 37b are inserted into the second recess 36b.
[0069]
The pressure acting portions 39 are respectively provided on the reference line R1 at both projecting portions 37b of the rod 37. The center between the pressure acting portions 39 on the reference line R1 is the load acting point P1 on the tip jig 31, that is, when the tip 3 is pressed by the downward movement of the rod 37, the load on the tip 3 is reduced. It becomes a point to act. When viewed from the load application point P1, the pair of second recesses 36b, both projecting portions 37b of the rod 37, and both pressure application portions 39 are arranged symmetrically about the load application point P1. Then, the chip 3 is held by the chip jig 31 so that the center thereof is aligned with the load application point P1.
[0070]
As shown in FIG. 6, a cylinder groove 40 that accommodates both pressure acting portions 39 is formed on the inner wall surface of the main body 35 forming the second recess 36 b. One of the cylinder grooves 40 is divided into a thrust chamber 10 and a cancel chamber 11 by the pressure acting portion 39 with the pressure acting portion 39 interposed therebetween. As described above, since the pair of pressure acting portions 39 are arranged symmetrically around the load acting point P1 of the tip jig 31, the thrust chamber 10 that generates the driving force on the rod 37 is similarly loaded. They are arranged symmetrically about P1.
[0071]
As in the first embodiment, the thrust chamber and the cancel chamber are air-sealed by the sealing porous body 17 provided on the wall surface forming the cylinder groove 40. Further, on the inner wall surface forming the second recess 36 b of the main body 35, the porous bodies 20 and 21 for bearings having a substantially U-shaped cross section at both ends sandwiching the cylinder groove 40 are disposed on the end surface of the main body 35 and the cylinder groove 40. It is provided so as to be exposed inside. As in the first embodiment, the rods 37 are supported in a non-contact manner with respect to the main body 35 by the bearing porous bodies 20 and 21. The configuration in which the rod 37 is driven when pressurized air is supplied to the thrust chamber 10 or the cancellation chamber 11 or when pressurized air is supplied to the thrust chamber 10 and the cancellation chamber 11 is the same as the configuration of the first embodiment described above. is there.
[0072]
According to such a configuration, there is an advantage that the air bearing cylinder 34 can be made smaller and lighter than that of the present embodiment. In addition, the main body 35 can be formed in a substantially U-shape or a part of the rod 37 in the axial direction can be exposed. It can be said that the feature is due to the use of the cylinder 34.
[0073]
Further, the thrust chamber for generating the propulsive force of the rod 37 when the tip 3 is pressed by the downward movement of the rod 37 is arranged symmetrically with respect to the load application point P1. For this reason, while having a pair of driving force generation sources, an offset load is hardly applied to the tip 3 at the load application point P1, and the displacement of the tip 3 due to the pressing can be greatly reduced.
[0074]
[Third embodiment]
The third embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 7 is a front view of the air bearing cylinder, and FIG. 8 is a plan view of the air bearing cylinder.
[0075]
As shown in FIGS. 7 and 8, the main body 42 of the air bearing cylinder 41 includes a pair of cylinder portions 43 and 44 having the same configuration. First, the configuration of the cylinder portions 43 and 44 will be described. The cylinder portions 43 and 44 include a cylinder chamber 45 formed on one end side in the main body 42. Further, a rod insertion hole 46 that extends from the cylinder chamber 45 to the other end side and communicates the cylinder chamber 45 and the outside of the main body 42 (downward in the drawing) is provided. The rod insertion hole 46 is formed to have a smaller cross-sectional area than the cylinder chamber 45.
[0076]
A rod 47 is inserted into the cylinder chamber 45 and the rod insertion hole 46. The rod 47 is formed so that its diameter is reduced by one step at an intermediate portion in the axial direction. That is, the rod 47 includes a first rod portion 48 and a second rod portion 49 having a smaller diameter than the first rod portion 48, and has a step portion 50 formed by the difference in diameter between the rods 48 and 49. is doing. The first rod portion 48 is accommodated in the cylinder chamber 45, the second rod portion 49 is inserted into the rod insertion hole 46, and the tip portion protrudes downward from the main body 42. The cylinder chamber 45 is divided into two chambers by the first rod portion 48, and the proximal end side of the first rod portion 48 is a thrust chamber 51, and the stepped portion 50 side is a cancel chamber 52. The base end surface of the first rod portion 48 and the stepped portion 50 are pressure acting surfaces.
[0077]
A thrust port and a cancellation force port (not shown) are formed at different positions on the outer peripheral surface of the main body 42. The thrust port communicates with the thrust chamber 51, the cancel force port communicates with the cancel chamber 52, and a pressure passage (not shown) formed in the main body 42. The thrust port and the canceling force port are connected to piping from a pressure control valve and an exhaust valve, not shown.
[0078]
For this reason, when pressurized air is supplied to the thrust port or the cancellation force port, the pressurized air is supplied to the thrust chamber 51 or the cancellation chamber 52 via each port and the pressure passage. Thereby, the thrust chamber 51 or the cancellation chamber 52 becomes a pressurized atmosphere.
[0079]
Further, when the thrust port or the cancellation force port is connected to the exhaust valve, the thrust chamber 51 or the cancellation chamber 52 is opened to the atmosphere, and the indoor air is discharged to the atmosphere through the pressure passage and the corresponding port. . The thrust chamber 51 and the cancel chamber 52 are controlled by a control device (not shown) so that one is a pressurized atmosphere and the other is open to the atmosphere.
[0080]
On the inner peripheral surface of the cylinder chamber 45 and the inner peripheral surface forming the rod insertion hole 46, annular porous bodies 53 and 54 for bearings are provided. A bearing port (not shown) is formed on the outer peripheral surface of the main body 42 at a position different from the thrust port and the cancellation force port. When pressurized air is supplied to the bearing port from a pressure supply source (not shown), the pressurized air is ejected from the entire inner peripheral surface of the porous bodies 53 and 54. This configuration is the same as the configuration related to the bearing porous bodies 20 and 21 in the first embodiment described above. The porous body 53 serves not only for bearings but also for air sealing between the thrust chamber 51 and the cancel chamber 52.
[0081]
On the outer peripheral surface of the main body 42, vacuuming ports are formed at positions different from the respective ports. A pipe from a suction pump (not shown) is connected to the port. A suction groove (not shown) is formed on the inner peripheral surface forming the rod insertion hole 46 at a position closer to the tip of the rod 47 than the porous body 54, and the suction groove and the port communicate with each other by a passage. . An air suction force acts on the suction groove by air suction of the suction pump.
[0082]
The pair of cylinder parts 43 and 44 configured as described above are provided in the main body 42 with a predetermined interval so that the axes of the rods 47 are substantially parallel and symmetrical in a plan view. . That is, the main body 42 includes cylinder portions 43 and 44 and a connecting portion 42a that connects both the cylinder portions 43 and 44 in a cantilever state on one side surface. Therefore, a groove portion 55 is formed in the main body 42 between the cylinder portions 43 and 44 along the axial direction of the rod 47. The cross section of the groove portion 55 has a substantially arc shape whose diameter is approximately the same as the horizontal width of the cylinder portions 43 and 44, and has the same shape and the same size along the axial direction. The cross-sectional shape can be formed in other shapes such as a square shape.
[0083]
The rod 47 tip portions of the cylinder portions 43 and 44 are connected by a connecting member 56. The connecting member 56 is formed with a notch 57 on the portion corresponding to the groove 55, that is, on the extension of the space formed by the groove 55. Therefore, the groove portion 55 of the main body 42 and the concave portion 57 of the connecting member 56 form a spatial region along the axial direction of the rod 47 and including the central axis of the air bearing cylinder 41 as the entire air bearing cylinder 41.
[0084]
In the air bearing cylinder 41 configured as described above, pressurized air is supplied to the outer peripheral surfaces of the bearing porous bodies 53 and 54 by the operation of the pressure supply source, and further, the interior of the porous bodies 53 and 54 Is ejected from the entire inner peripheral surface of each porous body 53, 54. As a result, an annular pressure air layer is formed between the inner peripheral surfaces of the bearing porous bodies 53 and 54 and the outer peripheral surfaces of the first rod portion 47 and the second rod portion 48, thereby providing a static pressure. As a result, the rod 47 is supported in non-contact with the main body 42 at both ends of the main body 42.
[0085]
At this time, air that is ejected from the inner peripheral surfaces of the porous bodies 53 and 54 and reaches the opening side of the rod insertion hole 46 in the main body 42 is sucked through the suction groove and the vacuuming port. Thereby, air ejection from the rod insertion hole 46 is prevented.
[0086]
In the above state, when the thrust chamber 51 is in a pressurized atmosphere in both the cylinder portions 43 and 44 and the cancel chamber 52 is simultaneously controlled to be in the atmosphere open state, the pressurized air is supplied from the pressure supply source to both the cylinder portions 43 and 44. 44 thrust chambers 51 are supplied. Thereby, the pressurized air acts on the pressure acting surface on the thrust chamber 51 side. As a result, the rod 47 and the connecting member 56 of both the cylinder portions 43 and 44 supported in a non-contact manner by the pressure air layer move to the tip side. At this time, the air in the cancellation chamber 52 is discharged into the atmosphere.
[0087]
Further, when the thrust chamber 51 is opened to the atmosphere in both the cylinder portions 43 and 44 and the cancel chamber 52 is simultaneously controlled to be a pressurized atmosphere, the pressurized air from the pressure supply source is supplied to both the cylinder portions 43 and 44. It is supplied to the cancellation chamber 52. Thereby, the pressurized air acts on the pressure acting surface on the cancel chamber 52 side. As a result, the rod 47 and the connecting member 56 of both the cylinder parts 43 and 44 supported in a non-contact manner by the pressure air layer move to the base end side. At this time, the air in the thrust chamber 51 is discharged into the atmosphere.
[0088]
When the air bearing cylinder 41 having such a configuration is used in a chip bonding apparatus, the connecting member 56 corresponds to the notch portion 57 and the groove portion 55 of the main body 42 and is located at the center of both rods 47. A chip jig 58 is provided. That is, the tip jig 58 is provided on an extension of the space region formed by the groove portion 55 and the cutout portion 57 of the connecting member 56. The tip jig 58 is provided so as not to protrude from the open portion of the groove 55 when the tip thereof is observed through the groove 55.
[0089]
When the air bearing cylinder 41 is viewed in plan, both centers are on the reference line R2 connecting the center points P3 and P4 of the cylinder portions 43 and 44 (the center points P3 and P4 coincide with the center point of the rod 47). The center between the points P3 and P4 is the load application point P2 of the chip jig 58. If this load application point P2 is seen as a center, the cylinder parts 43 and 44 are arrange | positioned symmetrically centering | focusing on the load application point P2. Then, the chip 3 is held by the chip jig 58 so that the center thereof is aligned with the load application point P2.
[0090]
The tip jig 58 is formed thick in the vertical direction, and the rigidity is enhanced against the pressing force in the same direction. Further, the tip jig 58 is provided with a holding device (not shown) so as to hold the tip 3 on the lower surface of the tip portion. As shown in FIG. 8, when the chip jig 58 holds the chip 3 by this holding device, the center of the chip 3 is arranged in the space region formed by the groove portion 55 and the cutout portion 57 of the connecting member 56. It has become.
[0091]
Even in the chip bonding apparatus described above, the position of the chip 3 can be confirmed from above (directly above) the chip 3 through the groove 55 and the notch 57 during the mounting operation of the chip 3 by the air bearing cylinder 41. Therefore, the air bearing cylinder 41 can be disposed between the position confirmation camera C and the printed circuit board 2. Therefore, as in the first embodiment described above, the chip bonding apparatus can be reduced in size, and the chip 3 can be mounted with high positional accuracy by greatly reducing the positional deviation of the chip 3.
[0092]
In this embodiment, the cylinder portions 43 and 44 using the circular shaft-shaped rod 47 are provided, but a pair of cylinder portions 43 and 44 are provided, and both the rods 47 are connected by the connecting member 56. Since the tip jig 58 is provided, the rod 47 can be prevented from rotating. In addition, since the pair of rods 47 are provided, there is an advantage that a large thrust can be obtained accordingly.
[0093]
Furthermore, in this embodiment, since the chip jig 58 is formed thick in the vertical direction, the rigidity in the same direction can be increased, and in this respect as well, the displacement of the chip 3 can be reduced.
[0094]
In addition, also in the present embodiment, the cylinder portions 43 and 44 are arranged symmetrically about the load application point P2 of the tip jig 58. For this reason, the thrust chamber 51 for generating the propulsive force of the rod 47 when the tip 3 is pressed by the downward movement of the rod 47 is arranged symmetrically with respect to the load application point P2. As a result, while having a pair of driving force generation sources, an offset load is hardly applied to the tip 3 at the load application point P2, and the displacement of the tip 3 due to pressing can be greatly reduced.
[0095]
In the first to third embodiments, instead of the position confirmation camera C for confirming the position of the chip 3, a device for performing laser irradiation on a mounted component such as the chip 3 is disposed, and the air bearing cylinder 4. , 34, 41 may be configured to irradiate the chip 3 with a laser through a space region formed in the vicinity of the center thereof. As described above, in addition to the position confirmation camera C, various operations can be performed from the other end side with respect to the work place on the one end side of the air bearing cylinders 4, 34, 41 (in the above embodiment, the place where the chip 3 is mounted). A device can be arranged.
[0096]
Further, the hollow hole 27 in the first embodiment, the groove 38 in the second embodiment, and the groove portion 55 in the third embodiment may be formed in a tapered shape whose transverse area continuously changes. In short, any shape that does not interfere with various work performed from the other end side with respect to the work place on one end side of the air bearing cylinders 4, 34, 41 may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an air bearing cylinder according to a first embodiment.
FIG. 2 is a bottom view of the air bearing cylinder.
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 4 is a front view of the component mounting apparatus.
FIG. 5 is a plan view of an air bearing cylinder in a second embodiment.
6 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 7 is a front view of an air bearing cylinder according to a third embodiment.
FIG. 8 is a plan view of the air bearing cylinder.
FIG. 9 is a front view of a conventional component mounting apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Chip bonding apparatus as component mounting apparatus, 4 ... Air bearing cylinder, 5 ... Main body, 7 ... Rod, 27 ... Hollow hole as space area, 31 ... Chip jig as working member, C ... As imaging means Position confirmation camera.

Claims

An air bearing cylinder configured to support the rod in a non-contact manner with pressurized air against the cylinder body and to slide the rod in the axial direction thereof, and an operation of mounting the mounted component on the counterpart component on the rod A working member for performing
A component mounting apparatus in which the air bearing cylinder is provided with a space region penetrating along the axial direction of the rod, and the working member is disposed on the axial extension of the space region.

An air bearing cylinder configured to support the rod in a non-contact manner with pressurized air against the cylinder body and to slide the rod in the axial direction thereof, and an operation of mounting the mounted component on the counterpart component on the rod A working member for performing
The air bearing cylinder is provided with a space region penetrating along the axial direction of the rod, the working member is disposed on the axial extension of the space region, and imaging means for imaging the work situation by the working member. A component mounting apparatus in which the imaging means is provided on the extension in the axial direction on the opposite side of the work member with the air bearing cylinder interposed therebetween.

The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the space region is formed at a substantially central position of the air bearing cylinder.

The working member is a jig for holding the mounted component, and performs the work of mounting the mounted component on the counterpart component by pressing the mounted component on the counterpart component by driving the rod. The component mounting apparatus according to claim 1.

The air bearing cylinder has a pair of thrust chambers that are supplied with pressurized air to generate a driving force on the rod, and when both the thrust chambers are viewed in plan view, the load action by the jig. The component mounting apparatus according to claim 4, wherein the component mounting apparatus is arranged symmetrically around a point.

Component mounting apparatus according to any one of the spatial region, according to claim 1 to 5 formed on one of at least the cylinder body or rod which penetrates in the axial direction of the rod.

The said cylinder body to form a rod insertion hole passing through the body, the spatial region that the rod insertion hole and inserting the rod in the et, the rod is made of a hollow hole penetrating in the axial direction The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the component mounting device is formed.

The component mounting apparatus according to claim 7, wherein the rod has a non-circular cross section .

7. The cylinder according to any one of claims 1 to 6, wherein a concave groove penetrating in the axial direction is provided so that the cylinder body is substantially U-shaped when viewed from the axial end of the rod, and the space region is formed by the concave groove. The component mounting apparatus described.

The air bearing cylinder includes a pair of air bearing cylinder parts configured to support the rod in a non-contact manner with pressurized air with respect to the cylinder body and to be able to slide the rod in the axial direction thereof. by integrally connected at predetermined intervals so that the axis line direction is parallel the rod, between the two air bearing cylinder portion forming the space region which penetrates in the axial direction, the two rods The component mounting apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the leading end portions are connected by a connecting member .