溶接リングの仮付け装置、及び溶接リングの仮付け方法
【課題】セラミック容器に対する溶接リングの仮付けを高速で行える溶接リングの仮付け装置等を提供する。
【解決手段】供給される溶接リング３０を保持する保持機構１２０を有し、溶接リング３０を電子部品容器２０まで搬送する搬送装置４００と、この保持機構１２０によって保持されている溶接リング３０に対して糊材を塗布する塗布装置６００を備えるようにした。結果、糊材が塗布された溶接リング３０を、糊材が乾燥する前に、電子部品容器２０に搭載することで、溶接リング３０を電子部品容器２０に確実に仮付けする。
【解決手段】供給される溶接リング３０を保持する保持機構１２０を有し、溶接リング３０を電子部品容器２０まで搬送する搬送装置４００と、この保持機構１２０によって保持されている溶接リング３０に対して糊材を塗布する塗布装置６００を備えるようにした。結果、糊材が塗布された溶接リング３０を、糊材が乾燥する前に、電子部品容器２０に搭載することで、溶接リング３０を電子部品容器２０に確実に仮付けする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品パッケージの製造工程等で用いられる、溶接リングの仮付け装置、及び溶接リングの仮付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶発振子や半導体素子等の電子部品パッケージは、セラミック容器と、そのセラミック容器の上縁に設置される環状の溶接リング（ろう材）と、この溶接リングに溶接されてセラミック容器を密封するリッド（蓋）を備えている。溶接リングは、予め、セラミック容器に高温ろう付けする必要がある。溶接リングが固定されたセラミック容器には、内部に各種部品が収容される。このセラミック容器を密封する為に、溶接リングの上にリッドが配置されて、シーム溶接装置によって両者が溶接される。結果、電子部品パッケージが完成する。
【０００３】
例えば、図１０に示されるように、多数のセラミック容器２０は、マトリクス状に連続形成されているセラミック基板１８として供給される。従って、このセラミック基板１８内のセラミック容器２０毎に溶接リング３０を配置し、そのまま、加熱炉に投入して加熱して、セラミック基板１８と溶接リング３０を高温ろう付けしなければならない。
【０００４】
ろう付け前のセラミック容器２０と溶接リング３０は、互いの中心位置を正確に合わせておく必要がある。従来、セラミック基板１８上に対して、マトリクス状の開口を有する位置決めプレートを配置し、この位置決めプレート内に溶接リング３０を手作業で挿入することで、セラミック容器２０と溶接リング３０を位置決めしていた。この位置決めプレートと一緒に、セラミック基板１８と溶接リング３０を加熱炉に投入すれば、両者を位置決めしたまま、高温ろう付けすることができる。
【０００５】
一方、位置決めプレートを利用する手法は、位置決めプレートと溶接リング３０の間に余裕隙間が必要となるため、その分だけ、位置決め精度向上に限界が生じる。そこで、セラミック基板１８の上面に糊材を塗布し、溶接リング３０を高精度で接着することで両者を位置決めする方法が採用されている。溶接リング３０が接着されたセラミック基板１８を、加熱炉に投入して加熱すれば、糊材８０が揮発して消滅すると同時に、セラミック基板１８と溶接リング３０が高温ろう付けされる。結果、セラミック基盤１８と溶接リング３０を高精度で位置決めしながら、両者をろう付けできることになる。
【０００６】
この際、セラミック基板１８に形成されている複数のセラミック容器２０に対して、予め、まとめて糊材をペースト印刷してもよく、また例えば、特許文献１に示されるように、各セラミック容器２０に対して糊材を塗布して、順番に溶接リング３０を接着させていく方法もある。
【０００７】
なお、セラミック容器２０に対して溶接リング３０を個別に溶接位置決めする技術も開示されている（特許文献２参照）。これによれば、セラミック基板１８に糊材を塗布する工程を省略できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許３７１８３５９号
【特許文献２】特開２０１０−８９０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、セラミック基板１８の上にまとめて糊材をペースト印刷する方法の場合、組み立てライン内に、ペースト印刷装置が必要となるため、製造工程が長くなるという問題があった。また、ペースト印刷される糊材は、時間と共に乾燥して接合力が低下するので、何らかのトラブルによって組み立てラインが停止すると、糊材の乾燥によって組み立て品質が低下するという問題があった。
【００１０】
また、特許文献１のように、セラミック基板１８のセラミック容器２０に対して糊材を順番に塗布する方法の場合、一つのセラミック容器２０に対して、１）セラミック容器２０の位置をカメラで確認して糊材を正確に塗布する塗布工程と、２）溶接リング３０を高精度に位置決めしながらセラミック容器２０に搭載する搭載工程が必要となり、セラミック容器２０の待機時間が長くなり、タクトタイムを高めることが難しいという問題があった。
【００１１】
一方、特許文献２にように、溶接によって溶接リング３０を仮付けする場合、タクトタイムの向上が達成できるものの、溶接リングの仮付け装置の構造が複雑化し、製造コストが増大するという問題があった。また、セラミック容器２０が更に小さくなると、溶接リング３０の仮付け溶接が困難になる可能性があった。
【００１２】
本発明は、斯かる実情に鑑み、セラミック容器の小型化にも柔軟に対応でき、極めて高速、且つ低コストで溶接リングを仮付けする方法及び装置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】
【００１３】
本発明者の鋭意研究により、上記目的は以下の手段によって達成される。
【００１４】
上記目的を達成する本発明は、供給される溶接リングを保持する保持機構を有し、前記溶接リングを電子部品容器まで搬送する搬送装置と、前記保持機構によって保持されている前記溶接リングに対して糊材を塗布する塗布装置と、を備え、前記糊材が塗布された前記溶接リングを前記電子部品容器に搭載することで、前記溶接リングを前記電子部品容器に仮付けする事を特徴とする、溶接リングの仮付け装置である。
【００１５】
上記発明に関連して、前記塗布装置は、前記溶接リングの一方の対辺又は一方の対角部分に前記糊材を塗布することを特徴とする。
【００１６】
上記発明に関連して、前記塗布装置は、周面に前記糊材を保持可能な回転自在の塗布ローラを備え、前記溶接リングと前記塗布ローラを当接させることで、前記糊材を前記溶接リングに塗布することを特徴とする。
【００１７】
上記発明に関連して、前記塗布装置は、前記塗布ローラを回転させる駆動装置を備えることを特徴とする。
【００１８】
上記発明に関連して、前記駆動装置は、前記溶接リングが前記塗布ローラに接触する毎に、前記塗布ローラを間欠的に回転させることを特徴とする。
【００１９】
上記発明に関連して、前記塗布ローラは、前記糊材を保持可能で且つ前記溶接リングと当接する一対の環状の塗布面を有すると共に、前記一対の塗布面の間に、該塗布面よりも凹状となる逃げ空間が形成されることを特徴とする。
【００２０】
上記発明に関連して、前記保持機構は、前記溶接リングの対辺又は対角部分をそれぞれ吸引する一対の負圧発生孔を有する吸着ノズルを有しており、前記一対の負圧発生孔は、前記逃げ空間に相当する前記溶接リングの部位を吸引保持することを特徴とする。
【００２１】
上記発明に関連して、前記保持機構は、前記溶接リングの他方の対辺又は他方の対角部分を保持することを特徴とする。
【００２２】
上記発明に関連して、前記塗布装置は、前記糊材を吐出する塗布ノズルと、前記塗布ノズルに前記糊材を供給する供給装置と、前記塗布ノズルに対して前記糊材の吐出圧を提供する陽圧装置を備え、前記糊材を前記溶接リングに向かって吐出することで、前記糊材を前記溶接リングに塗布することを特徴とする。
【００２３】
上記発明に関連して、前記保持機構は、前記溶接リングを自転自在に保持しており、前記溶接リングを自転させることで、前記塗布ノズルが、前記溶接リングの複数箇所に前記糊材を塗布することを特徴とする。
【００２４】
上記発明に関連して、前記保持機構を３つ以上備えており、第１の前記保持機構において、前記溶接リングの供給位置において前記溶接リングを保持する動作と、第２の前記保持機構において、前記塗布装置が配置される位置において前記溶接リングに糊材が塗布される動作と、第３の前記保持機構において、前記電子部品容器に対して前記溶接リングを搭載する動作と、が同時に実行されることを特徴とする。
【００２５】
上記発明に関連して、前記保持機構を５つ以上備えており、第４の前記保持機構において、前記塗布装置によって前記糊材が塗布される前の前記溶接リングの保持姿勢を確認する動作と、第５の前記保持機構において、前記糊材が塗布された後、且つ前記電子部品容器に前記溶接リングを搭載する前に、前記溶接リングの保持姿勢を確認する動作と、が前記第１から第３の前記保持機構における動作と同時に実行されることを特徴とする。
【００２６】
上記目的を達成する本発明は、供給される溶接リングを保持して電子部品容器まで搬送する搬送工程と、前記搬送工程によって搬送中の前記溶接リングに対して糊材を塗布する塗布工程と、を備え、前記糊材が塗布された前記溶接リングを前記電子部品容器に搭載することで、前記溶接リングを前記電子部品容器に仮付けする事を特徴とする、溶接リングの仮付け方法である。
【００２７】
上記発明に関連して、前記溶接リングが方形状となっており、前記塗布工程では、前記溶接リングの一方の対辺又は一方の対角部分に前記糊材を塗布することを特徴とする。
【００２８】
上記発明に関連して、前記搬送工程では、前記溶接リングの他方の対辺又は他方の対角部分を保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、セラミック容器に溶接リングを極めて高速に仮付けできるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係る仮付け装置の平面図である。
【図２】同仮付け装置の正面図である。
【図３】同仮付け装置の吸着ノズル及び溶接リングを下側から見た底面図である。
【図４】塗布装置の正面図及び側面図である。
【図５】塗布装置の上面図である。
【図６】塗布装置による塗布動作を示す側面図である。
【図７】塗布装置の他の構成例を示す図である。
【図８】溶接リングの仮付け動作を示す図である。
【図９】インクジェットタイプの塗布装置を示す図である。
【図１０】溶接リング及びセラミック容器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３２】
まず、図１及び図２を用いて、本発明の実施形態に係る溶接リングの仮付け装置の全体構成について説明する。
【００３３】
溶接リングの仮付け装置１は、溶接リング３０を供給する溶接リング供給装置５０と、供給される溶接リング３０をセラミック容器２０まで搬送する搬送装置４００と、このセラミック容器２０を位置決め及び搬送する位置決め装置８０と、セラミック容器２０を供給及び回収するマガジン９０と、搬送中であって糊材Ｎを塗布する前の溶接リング３０の保持状態を確認する第１下側撮像装置６５０と、搬送中の溶接リング３０に糊材Ｎを塗布する塗布装置６００と、搬送中であって糊材Ｎの塗布後の溶接リング３０の保持状態及び糊材Ｎの塗布状態をカメラ撮影によって下側から確認する第２下側撮像装置７００と、セラミック容器２０の位置をカメラ撮影によって上側から確認する上側撮像装置８００と、不良の溶接リング３０を廃棄する廃棄ケース９００と、吸着ノズル（後述）の先端面を定期的に清掃する清掃装置９５０を有する。なお、この清掃装置９５０は、繊維や砥石等によって形成される清掃面であり、吸着ノズルの先端と当接して、付着した糊材Ｎを定期的に拭き上げるようになっている。
【００３４】
搬送装置４００は、円板状の回転テーブル３００と、その外周に周方向に配置される保持機構１２０を有する。保持機構１２０は吸着ノズル１００を有しており、溶接リング３０を負圧によって吸引保持する。回転テーブル３００は、モータ３２０によって回転自在となっており、これにより、回転テーブル３００に配置される保持機構１２０の移動が可能になっている。本実施形態では、回転テーブル３００に対して、周方向に１６個の保持機構１２０が配置されているが、この数は特に限定されない。ただし、保持機構１２０は少なくとも３つ以上備えることが好ましい。より望ましくは５つ以上備えるようにする。
【００３５】
なお、本実施形態では、搬送装置４００の構造として、回転テーブル３００によるターレット機構を例示するが、本発明はこれに限定されず、例えば直動レール上を往復運動するような直動機構を利用しても良い。
【００３６】
保持機構１２０における吸着ノズル１００は、上下方向に移動自在且つ回転自在となっている。吸着ノズル１００の移動構造には様々なものが採用できるが、例えば、上下方向はエアーシリンダ等によって移動させることができ、また、回転方向はモータ等を利用することができる。この他にも例えば、上下方向は、ねじ軸とナットによるボールねじ機構やラックアンドピニオン機構を用いても良い。
【００３７】
溶接リング供給装置５０はいわゆるボールフィーダであり、多量の溶接リング３０を貯留して、一つずつ、搬送装置４００に供給する。搬送装置４００における保持機構１２０は、吸着ノズル１００を上下方向に移動させることで、供給される溶接リング３０を吸引保持する。なお、ここではボールフィーダで供給する場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、溶接リングが整列配置された整列トレーを用いて、溶接リングを供給したり、テーブル上に自由に溶接リングがばらまかれた状態の供給テーブルから、画像認識によって、個々の溶接リングをピックアップするような構造であっても良い。
【００３８】
既に図１０に示したように、本実施形態では、複数のセラミック容器２０がマトリクス状に一体形成されたセラミック基板１８の状態で仮付け装置１に供給される。このセラミック基板１８は、キャリア５５０上に配置されており、このキャリア５５０とセラミック基板１８が一緒になってマガジン９０に収容される。位置決め装置８０は、いわゆるＸ−Ｙテーブル装置であり、マガジン９０からキャリア５５０（セラミック基板１８）を取り出して、搬送装置４００の下方において、このキャリア５５０をＸ−Ｙ方向に位置決めする。搬送装置４００の上方には、上側撮像装置８００が配置されており、直下に保持機構１２０が存在していないタイミングを利用して、下方のセラミック基板１８を撮像し、各セラミック容器２０の位置を画像で確認する。この情報を利用して、位置決め装置８０は、溶接リング３０が未搭載となるセラミック容器２０を、保持機構１２０の真下に移動させる。結果、吸着ノズル１００は、吸着保持した溶接リング３０を目的とするセラミック容器２０に正確に載置できる。
【００３９】
搬送装置４００における溶接リング３０の移動軌跡の途中には、第１及び第２下側撮像装置６５０、７００が配置される。第１下側撮像装置６５０は、糊材Ｎを塗布する前の溶接リング３０の保持状態を確認する。例えば、溶接リング３０が保持されていない場合は、塗布装置６００による糊材Ｎの塗布動作を禁止させる。また、溶接リング３０の保持角度がずれている場合は、必要に応じて吸着ノズル１００を回転させてから糊材Ｎを塗布する。また、修正出来ない程度まで溶接リング３０の保持姿勢が悪い場合は、後工程において糊材Ｎの塗布やセラミック容器２０への搭載を行わずに、その溶接リング３０を廃棄ケース９００に廃棄する。
【００４０】
また、第２下側撮像装置７００は、吸着ノズル１００に吸着された状態の溶接リング３０の座標情報（位置情報と言うこともある）を取得すると共に、その座標情報を、搬送装置４００の制御部（図示省略）と位置決め装置８０の制御部（図示省略）に送信する。搬送装置４００の制御部は、受信した座標情報に基づいて、吸着ノズル１００を回転させることで、キャリア５５０に載置された目的とするセラミック容器２０に対する角度を合わせる。位置決め装置８０の制御部は、受信した座標情報に基づいて、セラミック容器２０のＸ−Ｙ方向の位置を合わせる。なお、この下側撮像装置７００は、溶接リング３０に対する糊材Ｎの塗布状態も確認できるようになっている。溶接リング３０に対する糊材Ｎの塗布状態の画像確認を容易にするために、溶接リング３０と糊材Ｎを異色にしたり、光照射に対する光反射率を互いに異ならせたりすることが好ましい。溶接リング３０の保持姿勢や糊材Ｎの塗布状態に修正不能な誤りがある場合は、後工程でセラミック容器２０への搭載動作を行わずに、その溶接リング３０を廃棄ケース９００に廃棄する。
【００４１】
図３（ａ）には、一方の対辺に糊材Ｎが塗布された溶接リング３０と、この溶接リング３０を保持した吸着ノズル１００の先端面１０２を、下側から見た状態が示されている。吸着ノズル１００は、一対の負圧発生孔１０４が形成される。吸着ノズル１００は、この負圧発生孔１０４に印加される負圧により、溶接リング３０を吸着保持する。
【００４２】
この一対の負圧発生孔１０４の間隔は、本実施形態では、溶接リング３０の他方の対辺の距離と一致するように設定されている。負圧発生孔１０４の孔径は、極めて小さく、溶接リング３０の線材直径と殆ど同じか、少しだけ大きく設定されている。勿論、負圧発生孔１０４の孔径を、溶接リング３０の線材直径より小さく設定しても良い。搬送装置４００における回転テーブル３００及び保持機構１２０を介して吸着ノズル１００に案内される負圧は、この負圧発生孔１０４に供給され、溶接リング３０の他方の対辺を吸着する。
【００４３】
吸着ノズル１００の先端面１０２の大きさは、一対の負圧発生孔１０４が形成するＬ１方向は溶接リング３０よりも大きく、このＬ１方向と直角となるＬ２方向は、溶接リング３０よりも小さく設定されている。このようにＬ２方向の幅を狭くすることで、溶接リング３０に塗布された糊材Ｎが、先端面１０２に付着する確率を低減させる。結果、負圧発生孔１０４の負圧を解除した際に、溶接リング３０を、先端面１０２から確実に離脱できる。
【００４４】
なお、ここでは溶接リング３０の対辺を吸引する場合を例示したが、例えば図３（ｂ）のように、溶接リング３０の対角部分を吸引することもできる。また、本実施形態では、負圧発生孔１０４が一対の場合を例示したが、例えば図３（ｃ）のように、細長い一つの負圧発生孔１０４によって、溶接リング３０の対辺を同時に保持することも可能である。また、特に図示しないが、先端面１０２の面積を大きくして、溶接リング３０の全体を環状に吸着することも可能である。即ち、負圧発生孔１０４の断面形状や数量は、本実施形態に特に限定されない。
【００４５】
図４及び図５には、塗布装置６００が拡大して示されている。この塗布装置６００は、溶接リング３０の一方の対辺の一部又は対角部分に糊材Ｎを塗布する。即ち、吸着ノズル１００の負圧発生孔１０４により、溶接リング３０の他方の対辺又は対角を保持しながら、それとは異なる一方の対辺又は対角部分に糊材Ｎを塗布する。これにより、負圧発生孔１０４の位置と糊材Ｎの塗布位置がずれるので、自らの負圧によって糊材Ｎを吸引して目詰まりを生じさせることを低減し、メンテナンスの回数を少なくすることが可能となっている。
【００４６】
具体的に、この塗布装置６００は、回転軸６０８を有する塗布ローラ６１０と、糊材Ｎが貯留される糊材容器６２０と、塗布ローラ６１０を回転させる駆動装置（モータ）６３０と、塗布ローラ６１０が保持する糊材Ｎの膜厚を均一化する膜厚調整機構６１６と、塗布ローラ６１０を回転自在及び着脱自在に保持するローラ保持機構６４０と、これらを保持する基台６４６と、基台６４６を平面方向（Ｘ−Ｙ方向）に位置決めするテーブル装置６４８を備える。塗布ローラ６１０の回転軸６０８には、伝達機構となる歯車６０９が設けられている。駆動装置６３０の出力軸にも同様に歯車６３２が設けられている。従って、駆動装置６３０の動力は、一対の歯車６３２、６０９を介して回転軸６０８に伝達される。
【００４７】
ローラ保持機構６４０は、基台６４６に回転自在に配置される一対のバックアップローラ６４１を備える。なお、この一対のバックアップローラ６４１は、塗布ローラ６１０の軸方向の両端近傍にそれぞれ配置される。一対のバックアップローラ６４１は、図５に示されるように、塗布ローラ６１０の回転軸６０８の下側において、この回転軸６０８の周方向２箇所に当接する。従って、塗布ローラ６１０の回転軸６０８は、一対のバックアップローラ６４１の上に置くだけで、自重によって回転自在に保持される。また、塗布ローラ６１０を一対のバックアップローラ６４１上に載置すると、自然に、歯車６３２、６０９が噛み合うように位置決めされている。結果、塗布ローラ６１０は、ローラ保持機構６４０によって着脱自在に保持されており、塗布ローラ６１０を上方に持ち上げるだけで容易に交換できる。
【００４８】
塗布ローラ６１０は、自らの外周面によって一対の環状の塗布面６１０ａを提供すると共に、この一対の塗布面６１０ａの間に、この塗布面６１０ａと比較して小径となる逃げ空間６１２を有する。一対の塗布面６１０ａの間隔は、溶接リング３０の一方の対辺の間隔と一致させている。一方、この逃げ空間６１２の幅は、吸着ノズル１００の先端面１０２の幅と近似させている。この逃げ空間６１２によって、塗布面６１０ａを、先端面１０２から離反させることで、糊材Ｎが先端面１０２に付着したり、負圧吸引口１０４に糊材Ｎが吸引されたりすることを低減させる。
【００４９】
各塗布面６１０ａの下側は、糊材容器６２０に貯留される糊材Ｎに浸漬される。結果、各塗布面６１０ａは糊材Ｎを表面に保持する。従って、塗布ローラ６１０と溶接リング３０を当接させることで、糊材Ｎを溶接リングの対辺の一部に塗布できる。
【００５０】
図５に示されるように、膜厚調整機構６１６は、塗布ローラ６１０の塗布面６１０ａに対して、設定膜厚に対応する隙間Ｔを空けて配置される板部材である。従って、一対の塗布面６１０ａに付着した糊材Ｎは、膜厚調整機構６１０の隙間Ｔを通過する際に、余分な糊材Ｎが糊材容器６２０に落下する。結果、塗布面６１０ａ上の糊材Ｎの膜厚が一定となる。なお、本実施形態では、膜厚調整機構６１６の板部材は、各塗布面６１０ａの両脇に形成される側面６１０ｂにも対向している。結果、側面６１０ｂに付着した不要な糊材Ｎも除去されるので、塗布面６１０ａ上の糊材Ｎの膜厚を安定させることができる。
【００５１】
図６（ａ）に示されるように塗布ローラ６１０と溶接リング３０を接触させると、結果として図６（ｂ）に示されるように、溶接リング３０に糊材Ｎが塗布される。その後、図６（ｃ）に示されるように、駆動装置６３０は塗布ローラ６１０を間欠的に一定の角度だけ回転させる。結果、図６（ａ）に戻って、次の溶接リング３０と接触する塗布面６１０ａには、常に新たな糊材Ｎが供給される。
【００５２】
このように、塗布ローラ６１０を用いて、溶接リング３０の対辺の一部等の狭い領域に糊材Ｎを転写することで、転写時における溶接リング３０と塗布ローラ６１０の接合力を低減させることができる。従って、塗布時において、溶接リング３０が吸着ノズル１００の先端面１０２から脱落するトラブルを抑制できるという利点もある。
【００５３】
なお、ここでは溶接ローラ６１０が一対の塗布面６１０ａを供給する場合を例示したが本発明はこれに限定されない。例えば、二つの独立した溶接ローラ６１０によって、結果として一対の塗布面６１０ａが提供されるようにしても良い。また、糊材が吸着ノズル１００に付着する確率は上がるものの、図７（ａ）に示されるように、一つの塗布面６１０ａによって、溶接リング３０の対辺に糊材Ｎを塗布することも出来る。また、図７（ｂ）に示されるように、環状ではない独立した複数の塗布面を順番に溶接リング３０に提供することによって、糊材Ｎを塗布することもできる。このように、複数の塗布面を周方向に独立させる構造も、本発明における塗布ローラの範疇に属する。
【００５４】
次に、図８を用いて、溶接リング仮付け装置１による溶接リング３０の仮付け方法について説明する。図８（ａ）では、搬送装置４００における回転テーブル３００は一時停止しており、その停止中に次の７つの動作が同時並行で進められる。（１）第１の保持機構１２０によって、溶接リング供給装置５０によって供給される溶接リング３０を吸着ノズル１００によって保持する動作。（２）第４の保持機構１２０によって、溶接リング３０の保持姿勢を第１撮像装置６５０で確認する動作。（３）第２の保持機構１２０で保持する溶接リング３０に対して塗布装置６００で糊材を塗布する動作。（４）第５の保持機構１２０によって、糊材塗布後の溶接リング３０の保持姿勢を第２撮像装置７００で確認する動作。（５）第３の保持機構１２０によって、糊材塗布後の溶接リング３０をセラミック容器２０に搭載する動作。（６）第６の保持機構１２０によって、使用できない溶接リング３０を廃棄ケース９００に廃棄する動作。（７）第７の保持機構１２０によって、吸着ノズル１００の先端面１０２を清掃する動作。
【００５５】
一方、図８（ｂ）は、搬送装置４００の回転テーブル３００が回転している最中の状態が示されており、その間は、保持機構１２０が存在しないスペースを利用して上側撮像装置８００が下側のセラミック容器２０の位置を撮像して、セラミック容器２０の位置決めを行う。この図８（ａ）（ｂ）の動作を繰り返すことで、極めて高速に溶接リング３０をセラミック容器２０に仮付けすることができる。
【００５６】
以上、本実施形態の溶接リングの仮付け装置１及び仮付け方法によれば、セラミック容器２０に糊材Ｎを塗布する工程が無いので、上記（３）溶接リング３０に対して塗布装置６００で糊材を塗布する動作と、上記（５）糊材塗布後の溶接リング３０をセラミック容器２０に搭載する動作を、同時並行的に進めることが出来る。結果、溶接リング３０の仮付け速度（タクトタイム）を大幅に向上させることができる。更に本実施形態では、供給される溶接リング３０を保持してセラミック容器２０まで搬送する搬送工程において、搭載直前の溶接リング３０に糊材を塗布できるので、搭載時の糊材の乾燥が抑制される。結果、溶接リング３０を確実に仮付けすることが可能となる。仮に、糊材を溶接リング３０に塗布した後に、何らかのトラブルでラインが停止した場合は、その溶接リング３０に限って廃棄ケース９００に廃棄すれば済むので、従来のようにセラミック基板１８の全体を廃棄する必要が無くなるため、製造の歩留まりを高めることができる。
【００５７】
更に本実施形態では、塗布工程において、溶接リング３０の一方の対辺又は一方の対角部分に糊材を塗布するので、セラミック容器２０の全面に糊材の塗布する場合と比較して、その塗布量を大幅に低減させることができる。特に本実施形態では、溶接リング３０の他方の対辺又は他方の対角部分を吸着ノズル１００で保持するので、溶接リング３０において、負圧による吸引位置と糊材の塗布位置が異ならせている。結果、せっかく塗布した糊材が、負圧によって吸着ノズル１００に回収されてしまったり、また、それによって吸着ノズル１００が目詰まりしたり、更には、吸着ノズル１００と溶接リング３０が糊材で接着されたりするような不具合を、同時に抑制することが可能となる。
【００５８】
なお、本実施形態では、塗布ローラ６１０によって糊材Ｎを溶接リング３０に塗布する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば図９に示される塗布装置６００のように、いわゆるインクジェット構造によって糊材Ｎを溶接リング３０に塗布することも好ましい。具体的に、この塗布装置６００は、糊材Ｎを吐出する塗布ノズル６８０と、塗布ノズル６８０に糊材Ｎを供給する供給装置６２０と、塗布ノズル６８０に対して糊材Ｎの吐出圧を提供する陽圧装置６９０を備える。陽圧装置６９０は、例えば圧電アクチュエータであり、自らの振動によって、塗布ノズル６８０内の糊材供給路６８０ａの内圧を瞬間的に高める。結果、糊材Ｎが溶接リング３０に向かって吐出されることで、この糊材Ｎが溶接リング３０に塗布される。図９（ａ）に示されるように、先ず、溶接リング３０における対辺又は対角の一方に糊材Ｎを塗布し、次いで図９（ｂ）に示されるように、溶接リング３０を回転させることで、対辺又は対角の他方に糊材Ｎを塗布することもできる。勿論、塗布装置６００側を移動させて、溶接リング３０の複数箇所に糊材Ｎを塗布するようにしてもよい。このようにインクジェット構造を採用すると、溶接リング３０における任意の複数箇所に、糊材Ｎを自在に塗布することが可能となる。
【００５９】
なお、本実施形態において、溶接リング３０に塗布する糊材の材料は特に限定されるものでない。例えば、後の加熱工程によって全て揮発するような化学材料でもよく、また、導電ペーストのように、金属等の導電体を含有した糊材であってもよい。
【００６０】
尚、本発明の溶接リングの仮付け装置及び溶接リングの仮付け方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、電子部品の製造分野で幅広く利用することが出来る。
【符号の説明】
【００６２】
１ 仮付け装置
２０ セラミック容器
３０ 溶接リング
５０ 溶接リング供給装置
８０ 位置決め装置
９０ マガジン
１００ 吸着ヘッド
１２０ 保持機構
３００ 回転テーブル
４００ 搬送装置
６００ 塗布装置
６５０ 第１下側撮像装置
７００ 第２下側撮像装置
８００ 上側撮像装置
９００ 廃棄ケース
９５０ 清掃装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品パッケージの製造工程等で用いられる、溶接リングの仮付け装置、及び溶接リングの仮付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶発振子や半導体素子等の電子部品パッケージは、セラミック容器と、そのセラミック容器の上縁に設置される環状の溶接リング（ろう材）と、この溶接リングに溶接されてセラミック容器を密封するリッド（蓋）を備えている。溶接リングは、予め、セラミック容器に高温ろう付けする必要がある。溶接リングが固定されたセラミック容器には、内部に各種部品が収容される。このセラミック容器を密封する為に、溶接リングの上にリッドが配置されて、シーム溶接装置によって両者が溶接される。結果、電子部品パッケージが完成する。
【０００３】
例えば、図１０に示されるように、多数のセラミック容器２０は、マトリクス状に連続形成されているセラミック基板１８として供給される。従って、このセラミック基板１８内のセラミック容器２０毎に溶接リング３０を配置し、そのまま、加熱炉に投入して加熱して、セラミック基板１８と溶接リング３０を高温ろう付けしなければならない。
【０００４】
ろう付け前のセラミック容器２０と溶接リング３０は、互いの中心位置を正確に合わせておく必要がある。従来、セラミック基板１８上に対して、マトリクス状の開口を有する位置決めプレートを配置し、この位置決めプレート内に溶接リング３０を手作業で挿入することで、セラミック容器２０と溶接リング３０を位置決めしていた。この位置決めプレートと一緒に、セラミック基板１８と溶接リング３０を加熱炉に投入すれば、両者を位置決めしたまま、高温ろう付けすることができる。
【０００５】
一方、位置決めプレートを利用する手法は、位置決めプレートと溶接リング３０の間に余裕隙間が必要となるため、その分だけ、位置決め精度向上に限界が生じる。そこで、セラミック基板１８の上面に糊材を塗布し、溶接リング３０を高精度で接着することで両者を位置決めする方法が採用されている。溶接リング３０が接着されたセラミック基板１８を、加熱炉に投入して加熱すれば、糊材８０が揮発して消滅すると同時に、セラミック基板１８と溶接リング３０が高温ろう付けされる。結果、セラミック基盤１８と溶接リング３０を高精度で位置決めしながら、両者をろう付けできることになる。
【０００６】
この際、セラミック基板１８に形成されている複数のセラミック容器２０に対して、予め、まとめて糊材をペースト印刷してもよく、また例えば、特許文献１に示されるように、各セラミック容器２０に対して糊材を塗布して、順番に溶接リング３０を接着させていく方法もある。
【０００７】
なお、セラミック容器２０に対して溶接リング３０を個別に溶接位置決めする技術も開示されている（特許文献２参照）。これによれば、セラミック基板１８に糊材を塗布する工程を省略できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許３７１８３５９号
【特許文献２】特開２０１０−８９０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、セラミック基板１８の上にまとめて糊材をペースト印刷する方法の場合、組み立てライン内に、ペースト印刷装置が必要となるため、製造工程が長くなるという問題があった。また、ペースト印刷される糊材は、時間と共に乾燥して接合力が低下するので、何らかのトラブルによって組み立てラインが停止すると、糊材の乾燥によって組み立て品質が低下するという問題があった。
【００１０】
また、特許文献１のように、セラミック基板１８のセラミック容器２０に対して糊材を順番に塗布する方法の場合、一つのセラミック容器２０に対して、１）セラミック容器２０の位置をカメラで確認して糊材を正確に塗布する塗布工程と、２）溶接リング３０を高精度に位置決めしながらセラミック容器２０に搭載する搭載工程が必要となり、セラミック容器２０の待機時間が長くなり、タクトタイムを高めることが難しいという問題があった。
【００１１】
一方、特許文献２にように、溶接によって溶接リング３０を仮付けする場合、タクトタイムの向上が達成できるものの、溶接リングの仮付け装置の構造が複雑化し、製造コストが増大するという問題があった。また、セラミック容器２０が更に小さくなると、溶接リング３０の仮付け溶接が困難になる可能性があった。
【００１２】
本発明は、斯かる実情に鑑み、セラミック容器の小型化にも柔軟に対応でき、極めて高速、且つ低コストで溶接リングを仮付けする方法及び装置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】
【００１３】
本発明者の鋭意研究により、上記目的は以下の手段によって達成される。
【００１４】
上記目的を達成する本発明は、供給される溶接リングを保持する保持機構を有し、前記溶接リングを電子部品容器まで搬送する搬送装置と、前記保持機構によって保持されている前記溶接リングに対して糊材を塗布する塗布装置と、を備え、前記糊材が塗布された前記溶接リングを前記電子部品容器に搭載することで、前記溶接リングを前記電子部品容器に仮付けする事を特徴とする、溶接リングの仮付け装置である。
【００１５】
上記発明に関連して、前記塗布装置は、前記溶接リングの一方の対辺又は一方の対角部分に前記糊材を塗布することを特徴とする。
【００１６】
上記発明に関連して、前記塗布装置は、周面に前記糊材を保持可能な回転自在の塗布ローラを備え、前記溶接リングと前記塗布ローラを当接させることで、前記糊材を前記溶接リングに塗布することを特徴とする。
【００１７】
上記発明に関連して、前記塗布装置は、前記塗布ローラを回転させる駆動装置を備えることを特徴とする。
【００１８】
上記発明に関連して、前記駆動装置は、前記溶接リングが前記塗布ローラに接触する毎に、前記塗布ローラを間欠的に回転させることを特徴とする。
【００１９】
上記発明に関連して、前記塗布ローラは、前記糊材を保持可能で且つ前記溶接リングと当接する一対の環状の塗布面を有すると共に、前記一対の塗布面の間に、該塗布面よりも凹状となる逃げ空間が形成されることを特徴とする。
【００２０】
上記発明に関連して、前記保持機構は、前記溶接リングの対辺又は対角部分をそれぞれ吸引する一対の負圧発生孔を有する吸着ノズルを有しており、前記一対の負圧発生孔は、前記逃げ空間に相当する前記溶接リングの部位を吸引保持することを特徴とする。
【００２１】
上記発明に関連して、前記保持機構は、前記溶接リングの他方の対辺又は他方の対角部分を保持することを特徴とする。
【００２２】
上記発明に関連して、前記塗布装置は、前記糊材を吐出する塗布ノズルと、前記塗布ノズルに前記糊材を供給する供給装置と、前記塗布ノズルに対して前記糊材の吐出圧を提供する陽圧装置を備え、前記糊材を前記溶接リングに向かって吐出することで、前記糊材を前記溶接リングに塗布することを特徴とする。
【００２３】
上記発明に関連して、前記保持機構は、前記溶接リングを自転自在に保持しており、前記溶接リングを自転させることで、前記塗布ノズルが、前記溶接リングの複数箇所に前記糊材を塗布することを特徴とする。
【００２４】
上記発明に関連して、前記保持機構を３つ以上備えており、第１の前記保持機構において、前記溶接リングの供給位置において前記溶接リングを保持する動作と、第２の前記保持機構において、前記塗布装置が配置される位置において前記溶接リングに糊材が塗布される動作と、第３の前記保持機構において、前記電子部品容器に対して前記溶接リングを搭載する動作と、が同時に実行されることを特徴とする。
【００２５】
上記発明に関連して、前記保持機構を５つ以上備えており、第４の前記保持機構において、前記塗布装置によって前記糊材が塗布される前の前記溶接リングの保持姿勢を確認する動作と、第５の前記保持機構において、前記糊材が塗布された後、且つ前記電子部品容器に前記溶接リングを搭載する前に、前記溶接リングの保持姿勢を確認する動作と、が前記第１から第３の前記保持機構における動作と同時に実行されることを特徴とする。
【００２６】
上記目的を達成する本発明は、供給される溶接リングを保持して電子部品容器まで搬送する搬送工程と、前記搬送工程によって搬送中の前記溶接リングに対して糊材を塗布する塗布工程と、を備え、前記糊材が塗布された前記溶接リングを前記電子部品容器に搭載することで、前記溶接リングを前記電子部品容器に仮付けする事を特徴とする、溶接リングの仮付け方法である。
【００２７】
上記発明に関連して、前記溶接リングが方形状となっており、前記塗布工程では、前記溶接リングの一方の対辺又は一方の対角部分に前記糊材を塗布することを特徴とする。
【００２８】
上記発明に関連して、前記搬送工程では、前記溶接リングの他方の対辺又は他方の対角部分を保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、セラミック容器に溶接リングを極めて高速に仮付けできるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係る仮付け装置の平面図である。
【図２】同仮付け装置の正面図である。
【図３】同仮付け装置の吸着ノズル及び溶接リングを下側から見た底面図である。
【図４】塗布装置の正面図及び側面図である。
【図５】塗布装置の上面図である。
【図６】塗布装置による塗布動作を示す側面図である。
【図７】塗布装置の他の構成例を示す図である。
【図８】溶接リングの仮付け動作を示す図である。
【図９】インクジェットタイプの塗布装置を示す図である。
【図１０】溶接リング及びセラミック容器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３２】
まず、図１及び図２を用いて、本発明の実施形態に係る溶接リングの仮付け装置の全体構成について説明する。
【００３３】
溶接リングの仮付け装置１は、溶接リング３０を供給する溶接リング供給装置５０と、供給される溶接リング３０をセラミック容器２０まで搬送する搬送装置４００と、このセラミック容器２０を位置決め及び搬送する位置決め装置８０と、セラミック容器２０を供給及び回収するマガジン９０と、搬送中であって糊材Ｎを塗布する前の溶接リング３０の保持状態を確認する第１下側撮像装置６５０と、搬送中の溶接リング３０に糊材Ｎを塗布する塗布装置６００と、搬送中であって糊材Ｎの塗布後の溶接リング３０の保持状態及び糊材Ｎの塗布状態をカメラ撮影によって下側から確認する第２下側撮像装置７００と、セラミック容器２０の位置をカメラ撮影によって上側から確認する上側撮像装置８００と、不良の溶接リング３０を廃棄する廃棄ケース９００と、吸着ノズル（後述）の先端面を定期的に清掃する清掃装置９５０を有する。なお、この清掃装置９５０は、繊維や砥石等によって形成される清掃面であり、吸着ノズルの先端と当接して、付着した糊材Ｎを定期的に拭き上げるようになっている。
【００３４】
搬送装置４００は、円板状の回転テーブル３００と、その外周に周方向に配置される保持機構１２０を有する。保持機構１２０は吸着ノズル１００を有しており、溶接リング３０を負圧によって吸引保持する。回転テーブル３００は、モータ３２０によって回転自在となっており、これにより、回転テーブル３００に配置される保持機構１２０の移動が可能になっている。本実施形態では、回転テーブル３００に対して、周方向に１６個の保持機構１２０が配置されているが、この数は特に限定されない。ただし、保持機構１２０は少なくとも３つ以上備えることが好ましい。より望ましくは５つ以上備えるようにする。
【００３５】
なお、本実施形態では、搬送装置４００の構造として、回転テーブル３００によるターレット機構を例示するが、本発明はこれに限定されず、例えば直動レール上を往復運動するような直動機構を利用しても良い。
【００３６】
保持機構１２０における吸着ノズル１００は、上下方向に移動自在且つ回転自在となっている。吸着ノズル１００の移動構造には様々なものが採用できるが、例えば、上下方向はエアーシリンダ等によって移動させることができ、また、回転方向はモータ等を利用することができる。この他にも例えば、上下方向は、ねじ軸とナットによるボールねじ機構やラックアンドピニオン機構を用いても良い。
【００３７】
溶接リング供給装置５０はいわゆるボールフィーダであり、多量の溶接リング３０を貯留して、一つずつ、搬送装置４００に供給する。搬送装置４００における保持機構１２０は、吸着ノズル１００を上下方向に移動させることで、供給される溶接リング３０を吸引保持する。なお、ここではボールフィーダで供給する場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、溶接リングが整列配置された整列トレーを用いて、溶接リングを供給したり、テーブル上に自由に溶接リングがばらまかれた状態の供給テーブルから、画像認識によって、個々の溶接リングをピックアップするような構造であっても良い。
【００３８】
既に図１０に示したように、本実施形態では、複数のセラミック容器２０がマトリクス状に一体形成されたセラミック基板１８の状態で仮付け装置１に供給される。このセラミック基板１８は、キャリア５５０上に配置されており、このキャリア５５０とセラミック基板１８が一緒になってマガジン９０に収容される。位置決め装置８０は、いわゆるＸ−Ｙテーブル装置であり、マガジン９０からキャリア５５０（セラミック基板１８）を取り出して、搬送装置４００の下方において、このキャリア５５０をＸ−Ｙ方向に位置決めする。搬送装置４００の上方には、上側撮像装置８００が配置されており、直下に保持機構１２０が存在していないタイミングを利用して、下方のセラミック基板１８を撮像し、各セラミック容器２０の位置を画像で確認する。この情報を利用して、位置決め装置８０は、溶接リング３０が未搭載となるセラミック容器２０を、保持機構１２０の真下に移動させる。結果、吸着ノズル１００は、吸着保持した溶接リング３０を目的とするセラミック容器２０に正確に載置できる。
【００３９】
搬送装置４００における溶接リング３０の移動軌跡の途中には、第１及び第２下側撮像装置６５０、７００が配置される。第１下側撮像装置６５０は、糊材Ｎを塗布する前の溶接リング３０の保持状態を確認する。例えば、溶接リング３０が保持されていない場合は、塗布装置６００による糊材Ｎの塗布動作を禁止させる。また、溶接リング３０の保持角度がずれている場合は、必要に応じて吸着ノズル１００を回転させてから糊材Ｎを塗布する。また、修正出来ない程度まで溶接リング３０の保持姿勢が悪い場合は、後工程において糊材Ｎの塗布やセラミック容器２０への搭載を行わずに、その溶接リング３０を廃棄ケース９００に廃棄する。
【００４０】
また、第２下側撮像装置７００は、吸着ノズル１００に吸着された状態の溶接リング３０の座標情報（位置情報と言うこともある）を取得すると共に、その座標情報を、搬送装置４００の制御部（図示省略）と位置決め装置８０の制御部（図示省略）に送信する。搬送装置４００の制御部は、受信した座標情報に基づいて、吸着ノズル１００を回転させることで、キャリア５５０に載置された目的とするセラミック容器２０に対する角度を合わせる。位置決め装置８０の制御部は、受信した座標情報に基づいて、セラミック容器２０のＸ−Ｙ方向の位置を合わせる。なお、この下側撮像装置７００は、溶接リング３０に対する糊材Ｎの塗布状態も確認できるようになっている。溶接リング３０に対する糊材Ｎの塗布状態の画像確認を容易にするために、溶接リング３０と糊材Ｎを異色にしたり、光照射に対する光反射率を互いに異ならせたりすることが好ましい。溶接リング３０の保持姿勢や糊材Ｎの塗布状態に修正不能な誤りがある場合は、後工程でセラミック容器２０への搭載動作を行わずに、その溶接リング３０を廃棄ケース９００に廃棄する。
【００４１】
図３（ａ）には、一方の対辺に糊材Ｎが塗布された溶接リング３０と、この溶接リング３０を保持した吸着ノズル１００の先端面１０２を、下側から見た状態が示されている。吸着ノズル１００は、一対の負圧発生孔１０４が形成される。吸着ノズル１００は、この負圧発生孔１０４に印加される負圧により、溶接リング３０を吸着保持する。
【００４２】
この一対の負圧発生孔１０４の間隔は、本実施形態では、溶接リング３０の他方の対辺の距離と一致するように設定されている。負圧発生孔１０４の孔径は、極めて小さく、溶接リング３０の線材直径と殆ど同じか、少しだけ大きく設定されている。勿論、負圧発生孔１０４の孔径を、溶接リング３０の線材直径より小さく設定しても良い。搬送装置４００における回転テーブル３００及び保持機構１２０を介して吸着ノズル１００に案内される負圧は、この負圧発生孔１０４に供給され、溶接リング３０の他方の対辺を吸着する。
【００４３】
吸着ノズル１００の先端面１０２の大きさは、一対の負圧発生孔１０４が形成するＬ１方向は溶接リング３０よりも大きく、このＬ１方向と直角となるＬ２方向は、溶接リング３０よりも小さく設定されている。このようにＬ２方向の幅を狭くすることで、溶接リング３０に塗布された糊材Ｎが、先端面１０２に付着する確率を低減させる。結果、負圧発生孔１０４の負圧を解除した際に、溶接リング３０を、先端面１０２から確実に離脱できる。
【００４４】
なお、ここでは溶接リング３０の対辺を吸引する場合を例示したが、例えば図３（ｂ）のように、溶接リング３０の対角部分を吸引することもできる。また、本実施形態では、負圧発生孔１０４が一対の場合を例示したが、例えば図３（ｃ）のように、細長い一つの負圧発生孔１０４によって、溶接リング３０の対辺を同時に保持することも可能である。また、特に図示しないが、先端面１０２の面積を大きくして、溶接リング３０の全体を環状に吸着することも可能である。即ち、負圧発生孔１０４の断面形状や数量は、本実施形態に特に限定されない。
【００４５】
図４及び図５には、塗布装置６００が拡大して示されている。この塗布装置６００は、溶接リング３０の一方の対辺の一部又は対角部分に糊材Ｎを塗布する。即ち、吸着ノズル１００の負圧発生孔１０４により、溶接リング３０の他方の対辺又は対角を保持しながら、それとは異なる一方の対辺又は対角部分に糊材Ｎを塗布する。これにより、負圧発生孔１０４の位置と糊材Ｎの塗布位置がずれるので、自らの負圧によって糊材Ｎを吸引して目詰まりを生じさせることを低減し、メンテナンスの回数を少なくすることが可能となっている。
【００４６】
具体的に、この塗布装置６００は、回転軸６０８を有する塗布ローラ６１０と、糊材Ｎが貯留される糊材容器６２０と、塗布ローラ６１０を回転させる駆動装置（モータ）６３０と、塗布ローラ６１０が保持する糊材Ｎの膜厚を均一化する膜厚調整機構６１６と、塗布ローラ６１０を回転自在及び着脱自在に保持するローラ保持機構６４０と、これらを保持する基台６４６と、基台６４６を平面方向（Ｘ−Ｙ方向）に位置決めするテーブル装置６４８を備える。塗布ローラ６１０の回転軸６０８には、伝達機構となる歯車６０９が設けられている。駆動装置６３０の出力軸にも同様に歯車６３２が設けられている。従って、駆動装置６３０の動力は、一対の歯車６３２、６０９を介して回転軸６０８に伝達される。
【００４７】
ローラ保持機構６４０は、基台６４６に回転自在に配置される一対のバックアップローラ６４１を備える。なお、この一対のバックアップローラ６４１は、塗布ローラ６１０の軸方向の両端近傍にそれぞれ配置される。一対のバックアップローラ６４１は、図５に示されるように、塗布ローラ６１０の回転軸６０８の下側において、この回転軸６０８の周方向２箇所に当接する。従って、塗布ローラ６１０の回転軸６０８は、一対のバックアップローラ６４１の上に置くだけで、自重によって回転自在に保持される。また、塗布ローラ６１０を一対のバックアップローラ６４１上に載置すると、自然に、歯車６３２、６０９が噛み合うように位置決めされている。結果、塗布ローラ６１０は、ローラ保持機構６４０によって着脱自在に保持されており、塗布ローラ６１０を上方に持ち上げるだけで容易に交換できる。
【００４８】
塗布ローラ６１０は、自らの外周面によって一対の環状の塗布面６１０ａを提供すると共に、この一対の塗布面６１０ａの間に、この塗布面６１０ａと比較して小径となる逃げ空間６１２を有する。一対の塗布面６１０ａの間隔は、溶接リング３０の一方の対辺の間隔と一致させている。一方、この逃げ空間６１２の幅は、吸着ノズル１００の先端面１０２の幅と近似させている。この逃げ空間６１２によって、塗布面６１０ａを、先端面１０２から離反させることで、糊材Ｎが先端面１０２に付着したり、負圧吸引口１０４に糊材Ｎが吸引されたりすることを低減させる。
【００４９】
各塗布面６１０ａの下側は、糊材容器６２０に貯留される糊材Ｎに浸漬される。結果、各塗布面６１０ａは糊材Ｎを表面に保持する。従って、塗布ローラ６１０と溶接リング３０を当接させることで、糊材Ｎを溶接リングの対辺の一部に塗布できる。
【００５０】
図５に示されるように、膜厚調整機構６１６は、塗布ローラ６１０の塗布面６１０ａに対して、設定膜厚に対応する隙間Ｔを空けて配置される板部材である。従って、一対の塗布面６１０ａに付着した糊材Ｎは、膜厚調整機構６１０の隙間Ｔを通過する際に、余分な糊材Ｎが糊材容器６２０に落下する。結果、塗布面６１０ａ上の糊材Ｎの膜厚が一定となる。なお、本実施形態では、膜厚調整機構６１６の板部材は、各塗布面６１０ａの両脇に形成される側面６１０ｂにも対向している。結果、側面６１０ｂに付着した不要な糊材Ｎも除去されるので、塗布面６１０ａ上の糊材Ｎの膜厚を安定させることができる。
【００５１】
図６（ａ）に示されるように塗布ローラ６１０と溶接リング３０を接触させると、結果として図６（ｂ）に示されるように、溶接リング３０に糊材Ｎが塗布される。その後、図６（ｃ）に示されるように、駆動装置６３０は塗布ローラ６１０を間欠的に一定の角度だけ回転させる。結果、図６（ａ）に戻って、次の溶接リング３０と接触する塗布面６１０ａには、常に新たな糊材Ｎが供給される。
【００５２】
このように、塗布ローラ６１０を用いて、溶接リング３０の対辺の一部等の狭い領域に糊材Ｎを転写することで、転写時における溶接リング３０と塗布ローラ６１０の接合力を低減させることができる。従って、塗布時において、溶接リング３０が吸着ノズル１００の先端面１０２から脱落するトラブルを抑制できるという利点もある。
【００５３】
なお、ここでは溶接ローラ６１０が一対の塗布面６１０ａを供給する場合を例示したが本発明はこれに限定されない。例えば、二つの独立した溶接ローラ６１０によって、結果として一対の塗布面６１０ａが提供されるようにしても良い。また、糊材が吸着ノズル１００に付着する確率は上がるものの、図７（ａ）に示されるように、一つの塗布面６１０ａによって、溶接リング３０の対辺に糊材Ｎを塗布することも出来る。また、図７（ｂ）に示されるように、環状ではない独立した複数の塗布面を順番に溶接リング３０に提供することによって、糊材Ｎを塗布することもできる。このように、複数の塗布面を周方向に独立させる構造も、本発明における塗布ローラの範疇に属する。
【００５４】
次に、図８を用いて、溶接リング仮付け装置１による溶接リング３０の仮付け方法について説明する。図８（ａ）では、搬送装置４００における回転テーブル３００は一時停止しており、その停止中に次の７つの動作が同時並行で進められる。（１）第１の保持機構１２０によって、溶接リング供給装置５０によって供給される溶接リング３０を吸着ノズル１００によって保持する動作。（２）第４の保持機構１２０によって、溶接リング３０の保持姿勢を第１撮像装置６５０で確認する動作。（３）第２の保持機構１２０で保持する溶接リング３０に対して塗布装置６００で糊材を塗布する動作。（４）第５の保持機構１２０によって、糊材塗布後の溶接リング３０の保持姿勢を第２撮像装置７００で確認する動作。（５）第３の保持機構１２０によって、糊材塗布後の溶接リング３０をセラミック容器２０に搭載する動作。（６）第６の保持機構１２０によって、使用できない溶接リング３０を廃棄ケース９００に廃棄する動作。（７）第７の保持機構１２０によって、吸着ノズル１００の先端面１０２を清掃する動作。
【００５５】
一方、図８（ｂ）は、搬送装置４００の回転テーブル３００が回転している最中の状態が示されており、その間は、保持機構１２０が存在しないスペースを利用して上側撮像装置８００が下側のセラミック容器２０の位置を撮像して、セラミック容器２０の位置決めを行う。この図８（ａ）（ｂ）の動作を繰り返すことで、極めて高速に溶接リング３０をセラミック容器２０に仮付けすることができる。
【００５６】
以上、本実施形態の溶接リングの仮付け装置１及び仮付け方法によれば、セラミック容器２０に糊材Ｎを塗布する工程が無いので、上記（３）溶接リング３０に対して塗布装置６００で糊材を塗布する動作と、上記（５）糊材塗布後の溶接リング３０をセラミック容器２０に搭載する動作を、同時並行的に進めることが出来る。結果、溶接リング３０の仮付け速度（タクトタイム）を大幅に向上させることができる。更に本実施形態では、供給される溶接リング３０を保持してセラミック容器２０まで搬送する搬送工程において、搭載直前の溶接リング３０に糊材を塗布できるので、搭載時の糊材の乾燥が抑制される。結果、溶接リング３０を確実に仮付けすることが可能となる。仮に、糊材を溶接リング３０に塗布した後に、何らかのトラブルでラインが停止した場合は、その溶接リング３０に限って廃棄ケース９００に廃棄すれば済むので、従来のようにセラミック基板１８の全体を廃棄する必要が無くなるため、製造の歩留まりを高めることができる。
【００５７】
更に本実施形態では、塗布工程において、溶接リング３０の一方の対辺又は一方の対角部分に糊材を塗布するので、セラミック容器２０の全面に糊材の塗布する場合と比較して、その塗布量を大幅に低減させることができる。特に本実施形態では、溶接リング３０の他方の対辺又は他方の対角部分を吸着ノズル１００で保持するので、溶接リング３０において、負圧による吸引位置と糊材の塗布位置が異ならせている。結果、せっかく塗布した糊材が、負圧によって吸着ノズル１００に回収されてしまったり、また、それによって吸着ノズル１００が目詰まりしたり、更には、吸着ノズル１００と溶接リング３０が糊材で接着されたりするような不具合を、同時に抑制することが可能となる。
【００５８】
なお、本実施形態では、塗布ローラ６１０によって糊材Ｎを溶接リング３０に塗布する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば図９に示される塗布装置６００のように、いわゆるインクジェット構造によって糊材Ｎを溶接リング３０に塗布することも好ましい。具体的に、この塗布装置６００は、糊材Ｎを吐出する塗布ノズル６８０と、塗布ノズル６８０に糊材Ｎを供給する供給装置６２０と、塗布ノズル６８０に対して糊材Ｎの吐出圧を提供する陽圧装置６９０を備える。陽圧装置６９０は、例えば圧電アクチュエータであり、自らの振動によって、塗布ノズル６８０内の糊材供給路６８０ａの内圧を瞬間的に高める。結果、糊材Ｎが溶接リング３０に向かって吐出されることで、この糊材Ｎが溶接リング３０に塗布される。図９（ａ）に示されるように、先ず、溶接リング３０における対辺又は対角の一方に糊材Ｎを塗布し、次いで図９（ｂ）に示されるように、溶接リング３０を回転させることで、対辺又は対角の他方に糊材Ｎを塗布することもできる。勿論、塗布装置６００側を移動させて、溶接リング３０の複数箇所に糊材Ｎを塗布するようにしてもよい。このようにインクジェット構造を採用すると、溶接リング３０における任意の複数箇所に、糊材Ｎを自在に塗布することが可能となる。
【００５９】
なお、本実施形態において、溶接リング３０に塗布する糊材の材料は特に限定されるものでない。例えば、後の加熱工程によって全て揮発するような化学材料でもよく、また、導電ペーストのように、金属等の導電体を含有した糊材であってもよい。
【００６０】
尚、本発明の溶接リングの仮付け装置及び溶接リングの仮付け方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、電子部品の製造分野で幅広く利用することが出来る。
【符号の説明】
【００６２】
１ 仮付け装置
２０ セラミック容器
３０ 溶接リング
５０ 溶接リング供給装置
８０ 位置決め装置
９０ マガジン
１００ 吸着ヘッド
１２０ 保持機構
３００ 回転テーブル
４００ 搬送装置
６００ 塗布装置
６５０ 第１下側撮像装置
７００ 第２下側撮像装置
８００ 上側撮像装置
９００ 廃棄ケース
９５０ 清掃装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される溶接リングを保持する保持機構を有し、前記溶接リングを電子部品容器まで搬送する搬送装置と、
前記保持機構によって保持されている前記溶接リングに対して糊材を塗布する塗布装置と、
を備え、
前記糊材が塗布された前記溶接リングを前記電子部品容器に搭載することで、前記溶接リングを前記電子部品容器に仮付けする事を特徴とする、
溶接リングの仮付け装置。
【請求項２】
前記塗布装置は、前記溶接リングの一方の対辺又は一方の対角部分に前記糊材を塗布することを特徴とする、
請求項１に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項３】
前記塗布装置は、周面に前記糊材を保持可能な回転自在の塗布ローラを備え、
前記溶接リングと前記塗布ローラを当接させることで、前記糊材を前記溶接リングに塗布することを特徴とする、
請求項１又は２に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項４】
前記塗布装置は、前記塗布ローラを回転させる駆動装置を備えることを特徴とする、
請求項３に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項５】
前記駆動装置は、前記溶接リングが前記塗布ローラに接触する毎に、前記塗布ローラを間欠的に回転させることを特徴とする、
請求項４に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項６】
前記塗布ローラは、
前記糊材を保持可能で且つ前記溶接リングと当接する一対の環状の塗布面を有すると共に、前記一対の塗布面の間に、該塗布面よりも凹状となる逃げ空間が形成されることを特徴とする、
請求項３乃至５のいずれかに記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項７】
前記保持機構は、前記溶接リングの対辺又は対角部分をそれぞれ吸引する一対の負圧発生孔を有する吸着ノズルを有しており、
前記一対の負圧発生孔は、前記逃げ空間に相当する前記溶接リングの部位を吸引保持することを特徴とする、
請求項６に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項８】
前記保持機構は、前記溶接リングの他方の対辺又は他方の対角部分を保持することを特徴とする、
請求項２に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項９】
前記塗布装置は、前記糊材を吐出する塗布ノズルと、前記塗布ノズルに前記糊材を供給する供給装置と、前記塗布ノズルに対して前記糊材の吐出圧を提供する陽圧装置を備え、前記糊材を前記溶接リングに向かって吐出することで、前記糊材を前記溶接リングに塗布することを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれかに記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項１０】
前記保持機構は、前記溶接リングを自転自在に保持しており、
前記溶接リングを自転させることで、前記塗布ノズルが、前記溶接リングの複数箇所に前記糊材を塗布することを特徴とする、
請求項９に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項１１】
前記保持機構を３つ以上備えており、
第１の前記保持機構において、前記溶接リングの供給位置において前記溶接リングを保持する動作と、
第２の前記保持機構において、前記塗布装置が配置される位置において前記溶接リングに糊材が塗布される動作と、
第３の前記保持機構において、前記電子部品容器に対して前記溶接リングを搭載する動作と、が同時に実行されることを特徴とする、
請求項１乃至１０のいずれかに記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項１２】
前記保持機構を５つ以上備えており、
第４の前記保持機構において、前記塗布装置によって前記糊材が塗布される前の前記溶接リングの保持姿勢を確認する動作と、
第５の前記保持機構において、前記糊材が塗布された後、且つ前記電子部品容器に前記溶接リングを搭載する前に、前記溶接リングの保持姿勢を確認する動作と、が前記第１から第３の前記保持機構における動作と同時に実行されることを特徴とする、
請求項１１に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項１３】
供給される溶接リングを保持して電子部品容器まで搬送する搬送工程と、
前記搬送工程によって搬送中の前記溶接リングに対して糊材を塗布する塗布工程と、
を備え、
前記糊材が塗布された前記溶接リングを前記電子部品容器に搭載することで、前記溶接リングを前記電子部品容器に仮付けする事を特徴とする、
溶接リングの仮付け方法。
【請求項１４】
前記溶接リングが方形状となっており、
前記塗布工程では、前記溶接リングの一方の対辺又は一方の対角部分に前記糊材を塗布することを特徴とする、
請求項１３に記載の溶接リングの仮付け方法。
【請求項１５】
前記搬送工程では、前記溶接リングの他方の対辺又は他方の対角部分を保持することを特徴とする、
請求項１４に記載の溶接リングの仮付け方法。
【請求項１】
供給される溶接リングを保持する保持機構を有し、前記溶接リングを電子部品容器まで搬送する搬送装置と、
前記保持機構によって保持されている前記溶接リングに対して糊材を塗布する塗布装置と、
を備え、
前記糊材が塗布された前記溶接リングを前記電子部品容器に搭載することで、前記溶接リングを前記電子部品容器に仮付けする事を特徴とする、
溶接リングの仮付け装置。
【請求項２】
前記塗布装置は、前記溶接リングの一方の対辺又は一方の対角部分に前記糊材を塗布することを特徴とする、
請求項１に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項３】
前記塗布装置は、周面に前記糊材を保持可能な回転自在の塗布ローラを備え、
前記溶接リングと前記塗布ローラを当接させることで、前記糊材を前記溶接リングに塗布することを特徴とする、
請求項１又は２に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項４】
前記塗布装置は、前記塗布ローラを回転させる駆動装置を備えることを特徴とする、
請求項３に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項５】
前記駆動装置は、前記溶接リングが前記塗布ローラに接触する毎に、前記塗布ローラを間欠的に回転させることを特徴とする、
請求項４に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項６】
前記塗布ローラは、
前記糊材を保持可能で且つ前記溶接リングと当接する一対の環状の塗布面を有すると共に、前記一対の塗布面の間に、該塗布面よりも凹状となる逃げ空間が形成されることを特徴とする、
請求項３乃至５のいずれかに記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項７】
前記保持機構は、前記溶接リングの対辺又は対角部分をそれぞれ吸引する一対の負圧発生孔を有する吸着ノズルを有しており、
前記一対の負圧発生孔は、前記逃げ空間に相当する前記溶接リングの部位を吸引保持することを特徴とする、
請求項６に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項８】
前記保持機構は、前記溶接リングの他方の対辺又は他方の対角部分を保持することを特徴とする、
請求項２に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項９】
前記塗布装置は、前記糊材を吐出する塗布ノズルと、前記塗布ノズルに前記糊材を供給する供給装置と、前記塗布ノズルに対して前記糊材の吐出圧を提供する陽圧装置を備え、前記糊材を前記溶接リングに向かって吐出することで、前記糊材を前記溶接リングに塗布することを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれかに記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項１０】
前記保持機構は、前記溶接リングを自転自在に保持しており、
前記溶接リングを自転させることで、前記塗布ノズルが、前記溶接リングの複数箇所に前記糊材を塗布することを特徴とする、
請求項９に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項１１】
前記保持機構を３つ以上備えており、
第１の前記保持機構において、前記溶接リングの供給位置において前記溶接リングを保持する動作と、
第２の前記保持機構において、前記塗布装置が配置される位置において前記溶接リングに糊材が塗布される動作と、
第３の前記保持機構において、前記電子部品容器に対して前記溶接リングを搭載する動作と、が同時に実行されることを特徴とする、
請求項１乃至１０のいずれかに記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項１２】
前記保持機構を５つ以上備えており、
第４の前記保持機構において、前記塗布装置によって前記糊材が塗布される前の前記溶接リングの保持姿勢を確認する動作と、
第５の前記保持機構において、前記糊材が塗布された後、且つ前記電子部品容器に前記溶接リングを搭載する前に、前記溶接リングの保持姿勢を確認する動作と、が前記第１から第３の前記保持機構における動作と同時に実行されることを特徴とする、
請求項１１に記載の溶接リングの仮付け装置。
【請求項１３】
供給される溶接リングを保持して電子部品容器まで搬送する搬送工程と、
前記搬送工程によって搬送中の前記溶接リングに対して糊材を塗布する塗布工程と、
を備え、
前記糊材が塗布された前記溶接リングを前記電子部品容器に搭載することで、前記溶接リングを前記電子部品容器に仮付けする事を特徴とする、
溶接リングの仮付け方法。
【請求項１４】
前記溶接リングが方形状となっており、
前記塗布工程では、前記溶接リングの一方の対辺又は一方の対角部分に前記糊材を塗布することを特徴とする、
請求項１３に記載の溶接リングの仮付け方法。
【請求項１５】
前記搬送工程では、前記溶接リングの他方の対辺又は他方の対角部分を保持することを特徴とする、
請求項１４に記載の溶接リングの仮付け方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１１１６２８（Ｐ２０１３−１１１６２８Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６１３８３（Ｐ２０１１−２６１３８３）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【特許番号】特許第５０７６１１１号（Ｐ５０７６１１１）
【特許公報発行日】平成２４年１１月２１日（２０１２．１１．２１）
【出願人】（５０１４１０１３７）アキム株式会社 (49)
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【特許番号】特許第５０７６１１１号（Ｐ５０７６１１１）
【特許公報発行日】平成２４年１１月２１日（２０１２．１１．２１）
【出願人】（５０１４１０１３７）アキム株式会社 (49)
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