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公開番号2025145284
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024045381
出願日2024-03-21
発明の名称圧着ヘッド装置
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人服部国際特許事務所
主分類H01L 21/52 20060101AFI20250926BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】衝撃荷重を低減し、衝撃を緩和する圧着ヘッド装置を提供する。
【解決手段】圧着ヘッド装置1は、ワーク50を載置可能な基台20と、ワークに対し被接合体59を前記ワーク方向に圧着及び離間可能な圧着ヘッド本体6と、圧着ヘッド本体6に軸方向に接続されるロッド9と、圧着ヘッド本体6の軸方向の衝撃を緩和可能な第1衝撃吸収摺動部に相当するエアベアリング17、18と、ロッド9に対し軸方向の衝撃を緩和可能な第2衝撃吸収摺動部に相当するエアペルシリンダ27、28とを備える。圧着ヘッド本体6の軸方向の駆動は、Z軸回転モータ2の駆動力が、ボールねじスプライン44、高剛性プレート15及びロッド9を経由して圧着ヘッド本体6に伝達される。圧着ヘッド本体6と一体に軸方向に往復動する質量を小さくし、高精度に高速化することができる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
ワークを載置可能な基台（２０）と、
ワークに対し被接合体を前記ワーク方向に圧着及び離間可能な圧着ヘッド本体（６）と、
前記圧着ヘッド本体に軸方向に接続されるロッド（９）と、
前記圧着ヘッド本体の軸方向の衝撃を緩和可能な第１衝撃吸収摺動部（１７、１８）と、
前記ロッドに対し軸方向の衝撃を緩和可能な第２衝撃吸収摺動部（２７、２８）と、
前記ロッドを軸方向に往復移動可能に駆動する駆動部（２）と、を備えた圧着ヘッド装置。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記ロッドの反前記圧着ヘッド本体側に連結されるプレート（１５）と、
前記プレートに設けられる前記第２衝撃吸収摺動部とを備える請求項１記載の圧着ヘッド装置。
【請求項３】
前記第２衝撃吸収摺動部は、低摩擦シリンダである請求項１又は２記載の圧着ヘッド装置。
【請求項４】
前記第２衝撃吸収摺動部は、カムフォロア（３０）を経由して前記プレートに設けられる請求項２記載の圧着ヘッド装置。
【請求項５】
前記第１衝撃吸収摺動部は、低摩擦軸受である請求項１記載の圧着ヘッド装置。
【請求項６】
前記ロッドの軸線を中心軸として前記ロッドを正逆転可能に駆動するθ軸回転モータ（１０）を備えた請求項１記載の圧着ヘッド装置。
【請求項７】
ピッチ方向に傾斜角を調整する平行度調整機構（７、８）を備えた請求項１又は２記載の圧着ヘッド装置。
【請求項８】
ロール方向に傾斜角を調整する楔機構（４１、４５、４６）を備えた請求項１又は２記載の圧着ヘッド装置。
【請求項９】
前記圧着ヘッド本体は、先端に被接合体を吸引するエア通気孔（５５）を有する請求項１記載の圧着ヘッド装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
対象物に被接合体を接合する圧着ヘッド装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ＥＣＵ基板製品、センサー、半導体等の電子部品において、製造時に基板に部品を実装する工程で圧着により基板に部品を実装する手段が知られている。この圧着により部品を実装する手段は、圧着ヘッドによって吸着された素子等の被接合体（部品）を、熱又は圧力あるいは熱と圧力の両方をかけながら、圧着用接合材を介して基板に圧着することで、基板に被接合体を接合する。
【０００３】
特許文献１に示す電子部品圧着装置は、圧着ツールに保持された部品を、第１荷重範囲で圧着する第１加圧手段と、前記第１加圧手段を同軸方向に移動させ、圧着ツールに保持された部品を、第１荷重範囲より高荷重の第２荷重範囲で圧着する第２加圧手段と、前記第１加圧手段による圧着時には、第２加圧手段により第１加圧手段を当接させ、第１加圧手段の第２加圧手段に対する相対移動を規制する第１規制手段と、前記第２加圧手段による圧着時には、圧着ツールの１加圧手段に対する相対移動を規制する第２規制手段と、を備えており、前記第１加圧手段及び第２加圧手段により圧着ツールに保持された部品を圧着する際の荷重を、それぞれ検出する第１荷重検出手段及び第２荷重検出手段が設置されていると共に、前記第１加圧手段はエアベアリングが内蔵されたエアシリンダで、前記第２加圧手段はボイスコイルモータであり、前記第１荷重検出手段は、前記エアシリンダとエア供給源との間に空圧ホースを介して設けられた荷重検出機能を有する電空レギュレータであることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００６－１４７７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の圧着ヘッド装置は、メインストロークさせるＺ軸と実装アライメントを調整するθ軸以外をもたない構成であり、対象物に被接合体を圧着する際の圧着ヘッドを被接合体に加圧するとき、対象物と被接合体に衝撃力が加わることを回避することは困難であった。
しかし、被接合体の圧着時に過大な衝撃力が作用すると、被接合体の割れ等の不具合が発生する。一般に、圧着ヘッドのヘッド本体は大きな質量を有する一つの剛体であるため、衝撃荷重を低減させるためには対象物に被接合体を接近させるとき、対象物への被接合体の相対速度を低速にする必要があった。このため、対象物に被接合体を接合する工程において、加工プロセス時間が延長されてしまい、生産性が低下するという問題があった。
【０００６】
一般に、対象物に被接合体を実装する工程において、生産性を向上するためには、対象物に被接合体を接合するのに要する時間をいかに短期にするかが工程の課題である。生産設備１台の生産性が向上しないと、設備台数を増やすほかに取るべき手段がなく、設備投資の増大につながってしまう。
【０００７】
本発明は、上述に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークに被接合体を短時間で接合可能な圧着ヘッド装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の圧着ヘッド装置は、ワークを載置可能な基台（２０）と、ワークに対し被接合体を前記ワーク方向に圧着及び離間可能な圧着ヘッド本体（６）と、前記圧着ヘッド本体に軸方向に接続されるロッド（９）と、前記圧着ヘッド本体の軸方向の衝撃を緩和可能な第１衝撃吸収摺動部（１７、１８）と、前記ロッドに対し軸方向の衝撃を緩和可能な第２衝撃吸収摺動部（２７、２８）と、前記ロッドを軸方向に往復移動可能に駆動する駆動部（２）と、を備えた、を備えた構成を採用する。
【０００９】
本発明によると、衝撃荷重Ｆ＝ｍｖ／Δｔ（質量＊速度／衝突時間）の関係から、速度ｖを可能な限り引上げるため、質量ｍを最小化することで衝撃荷重を抑える構成を採用する。
具体的には圧着ヘッドを２分割構成（構成Ａと構成Ｂ）とし、実質的に衝撃荷重が載る構成Ａの質量ｍを最小化し、実質的に衝撃荷重が載らない構成Ｂに対して構成Ａが被接合物との接触時にＺ軸方向に相対的に摺動（移動）するようにする。
【００１０】
ここに構成Ａに相当するのは前記圧着ヘッド本体と前記ロッドである。後述する実施形態では、図５に示す太い破線６０に示す領域の構成が構成Ａに相当する。構成Ａは、質量が最小となる摺動部ヘッド質量となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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