JP3949462B2 - 電子部品圧着装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に電子部品を圧着する電子部品圧着装置および電子部品圧着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に代表されるフラットパネルディスプレイ等を製造する装置として、フィルム状部材等にて形成された電子部品をガラス基板に実装する電子部品実装装置が知られている。
【０００３】
図１１は、電子部品実装装置により電子部品が実装されたガラス基板の一例を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）はその側面図である。ここに示されたガラス基板１は、大きさの異なる２種類の基板１ａ、１ｂが貼り合わされて形成されてなる。そして上方の基板１ａの下面と下方の基板１ｂの上面には、それぞれ各基板の辺に沿って複数の電子部品２が異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film、以下「ＡＣＦ」という）３を介して実装されている。
【０００４】
またこの種のガラス基板を製造する電子部品実装装置にあっては、ガラス基板１における電子部品２が実装される辺に沿ってＡＣＦ３を貼り付けた後、このＡＣＦ３の粘着性を利用して電子部品２をガラス基板１に仮付けし、その後、この仮付けされた電子部品２を電子部品圧着装置を用いてガラス基板１に対して加熱加圧することで、ガラス基板１に形成されたリードと電子部品２のリードとを接続する。
【０００５】
図１２に、電子部品圧着装置１０の一例を示す。同図の電子部品圧着装置１０は、加圧シリンダ１１にて昇降動されヒータ１２が内蔵された長尺状の加圧ツール１３、この加圧ツール１３に対向して配置され、不図示の昇降手段にて昇降動され、しかもヒータ１４が内蔵された圧力受けツールとしてのバックアップツール１５、加圧ツール１３とバックアップツール１５との間に配置されたシート部材１６を有してなる。このシート部材１６は、加圧ツール１３による電子部品２の押圧時に加圧ツール１３と電子部品２との間に介在して、加圧ツール１３が有する加圧面の平坦度のばらつきを吸収し、加圧領域全体に均一な加圧力を付与できるようにするものであり、加圧ツール１３が有する加圧面全体を覆うようにその大きさは設定される。
【０００６】
この電子部品圧着装置１０を用いた圧着作業は、次のようにして行なわれる。まず、前工程にて電子部品２の仮付けされたガラス基板１が不図示の基板ステージに載置されて圧着位置に位置決めされる。この位置決めは、図１２において、ガラス基板１における今回圧着予定とされる辺に沿って位置する電子部品群の内、最も左端に位置する電子部品２−１の左側端部ａが加圧ツール１３の左側端部Ａ（正確には加圧ツールが有する加圧面の左側端部）に一致、あるいは加圧ツール１３の左側端部Ａより僅かに内側となるように位置付けられる。次に、バックアップツール１５が上昇してガラス基板１を下方から支持し（図１２の状態）、次いで、加圧シリンダ１１により加圧ツール１３が下降する。これにより、加圧ツール１３の長さ範囲内に存在する４つの電子部品２−１、２−２、２−３、２−４は、図１３に示されるように、シート部材１６を介しての加圧シリンダ１１による加圧力とヒータ１２、１４による加熱により、ＡＣＦ３を介してガラス基板１に一括して熱圧着される。
【０００７】
さて電子部品２−１〜２−４に対する熱圧着が終了すると加圧ツール１３は上昇し、そしてバックアップツール１５が下降した後、不図示の基板ステージの移動により、今度は図１４に示すように電子部品群の内、最も右端に位置する電子部品２−６の右側端部ｂが加圧ツール１３の右側端部Ｂ（正確には加圧ツールが有する加圧面の右側端部）に一致、あるいは加圧ツール１３の右側端部Ｂより僅かに内側となるように位置付けられる。そして、前回と同様にバックアップツール１５が上昇してガラス基板１を下方から支持するとともに、加圧ツール１３が下降し、加圧ツール１３の長さ範囲内に存在する４つの電子部品２−３、２−４、２−５、２−６が加熱加圧される。
【０００８】
ところで、上述した電子部品圧着装置１０によれば、ガラス基板１の品種が変更され、ガラス基板１の大きさ、ガラス基板１に実装される電子部品２の大きさ、その実装間隔等が変更されると、図１５に示すような不都合が生じることがある。つまり、前述したと同様に、まずガラス基板１における今回圧着予定とされる辺に沿って位置する電子部品の内、最も左端に位置する電子部品２−１ａの左側端部ｃを加圧ツール１３の左側端部Ａに一致、あるいは加圧ツール１３の左側端部Ａより僅かに内側となるように位置付けたときに、加圧ツール１３の右側端部Ｂが丁度電子部品２−５ａの上面中央部に位置してしまい、結果的に電子部品２−５ａにおいては部分的にしか加圧ツール１３の押圧面が接しないことになる。そして、このような状態下で圧着作業を行なった場合、電子部品２−５ａ下に位置するＡＣＦ３も、加圧ツール１３から電子部品２−５ａを介して、あるいはバックアップツール１５から熱の影響を受けることになるが、ＡＣＦ３は熱硬化性であるから、電子部品２−５ａ下のＡＣＦ３は加圧ツール１３による加圧力を受けていない部分も硬化してしまうことになる。
【０００９】
このため、後になって電子部品２−５ａの残りの部分を加熱加圧したとしても、この部品２−５ａ下のＡＣＦ３は前述したとおり既に硬化してしまっているので、この残りの部分に対応するガラス基板１のリードと電子部品２のリードとはＡＣＦ３を介して接続することができなくなる。したがって、この部分における両者の接続不良となり、このガラス基板１は不良品となってしまうのである。
【００１０】
この欠点を除くため、ガラス基板１の大きさやガラス基板１に実装される電子部品２の大きさ、電子部品の実装間隔等が変更される毎に、それに合った加圧ツール１３と交換することが考えられる。しかしながら、加圧ツールを交換するためには多くの調整時間を必要とし、装置の稼働率が低下することから好ましくない。
【００１１】
本発明は、電子部品を基板に良好に圧着することができる電子部品圧着装置および電子部品圧着方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の1つの様相によれば、複数の電子部品を直線上に並べて基板に実装する電子部品圧着装置は、前記電子部品に圧力を加える加圧ツールと、前記加圧ツールに対向して設けられた圧力受けツールと、前記基板を前記加圧ツール及び前記圧力受けツールの間に支持する基板保持ツールと、前記基板保持ツールに支持された前記基板を前記加圧ツールに対して相対的に移動させる移動装置と、前記移動装置に接続され、前記移動装置を制御して、前記直線方向に関する前記加圧ツールと前記基板保持ツールに支持された前記基板との相対位置を調整し、前記加圧ツールによって前記基板と前記電子部品を圧着する制御装置を備え、前記複数の電子部品はグループ分けされ、前記加圧ツールによる圧着は、圧着が行われる前に部分的に加圧される電子部品が存在しないように、複数回に分けて夫々のグループに順次行なわれる。
【００１４】
本発明の更に別の様相によれば、複数の電子部品を直線上に並べて基板に実装する電子部品圧着方法は、前記複数の電子部品を前記基板に直線上に並べるステップと、前記基板を加圧ツールに対して相対的に移動させ、前記加圧ツールの一端が、前記複数の電子部品のうち前記基板の一端に最も近い位置に置かれた電子部品の全体を圧着可能な位置であり、前記加圧ツールの他端が、その他端近傍の前記電子部品の１つの全体を圧着可能であると共に隣接する前記電子部品には接触しない位置に、前記基板の位置を前記加圧ツールに対して相対的に調整するステップとからなる。
【００１６】
本発明の更に別の様相によれば、複数の電子部品を直線上に一列に並べて基板に実装する電子部品圧着装置は、前記電子部品に圧力を加える加圧ツールと、前記加圧ツールに対向して設けられた圧力受けツールと、前記基板を前記加圧ツール及び前記圧力受けツールの間に支持する基板保持ツールと、前記基板保持ツールを前記加圧ツールに対して相対的に移動させる移動装置と、前記移動装置に接続され、前記移動装置を制御して、前記直線方向に関する前記加圧ツールと前記基板保持ツールに支持された前記基板との相対位置を調整し、前記加圧ツールによって前記基板と前記電子部品を圧着する制御装置を備え、前記制御装置は、前記移動装置を制御して、前記加圧ツールのいずれの端部も、前記電子部品の前記一列の外側か、または隣接する前記電子部品の間に位置するように、前記加圧ツールと前記基板保持ツールに支持された前記基板との相対位置を調整する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る電子部品圧着装置の構成を示す斜視図、図２は図１の電子部品圧着装置の動作状態を示す正面図、図３は図２の右側面図、図４は電子部品圧着装置の動作状態を示す部分拡大正面図、図５は図２とは異なる位置の電子部品に対する圧着動作状態を示す正面図である。
【００１９】
ここでは、電子部品圧着装置２０を用いて、プラズマディスプレイパネルへ電子部品を圧着する場合を想定して説明するが、当業者には、ＥＬディスプレイ（Electroluminescence Display）、ＦＥＤ(Field Emission Display)、液晶ディスプレイ等他のデバイスにも、同じように応用が可能であることは明らかである。
【００２０】
図１において、電子部品圧着装置２０は、圧着ヘッド２１、圧力受けユニット２２、基板ステージ２３、シート部材供給ユニット２４、そして制御装置２５を有してなる。
【００２１】
圧着ヘッド２１は、長尺状の加圧ツール２６、この加圧ツール２６を加熱するヒータ２７、加圧ツール２６を昇降動させる加圧シリンダ２８を有し、加圧ツール２６の下面が加圧面２６ａを構成する。加圧シリンダ２８は、不図示の架台に固定支持される。
【００２２】
圧力受けユニット２２は、圧力受けツールとしてのバックアップツール２９、このバックアップツール２９を加熱するヒータ３０を有し、バックアップツール２９の上面は、圧着ヘッド２１を構成する加圧ツール２６の加圧面２６ａと対向するように配置される。なお、バックアップツール２９は、不図示の昇降手段を介して上下動可能となっている。
【００２３】
基板ステージ２３は、基板保持ツールとしてガラス基板１を吸盤などで支持する支持部３１と、この支持部３１を回転自在に支持するθテーブル３２、θテーブル３２をＸ，Ｙ方向に移動自在に支持するＸＹテーブル３３を有する。そしてこの基板ステージ２３へは、前工程にて複数個の電子部品２の列が仮付けされたガラス基板１が不図示の搬入手段により供給され、そしてこの電子部品圧着装置２０による圧着作業の終了したガラス基板１が、不図示の搬出手段により次工程に向けて搬出される。ここでは、θテーブル３２とＸＹテーブル３３が、支持部３１の移動装置を構成する。
【００２４】
電子部品２は、例えば、表面に配線パターンが形成されたエポキシなどの絶縁基板であり、このプラズマディスプレイパネルのアセンブルを行なう際に、プラズマディスプレイの他の制御回路と電気的に接続される。必要により、この配線パターン上にトランジスタや抵抗等の電子素子が実装されていてもよい。このような電子部品２は、一般にＦＰＣ(Flexible Printed Circuit)と呼ばれる。ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ、液晶ディスプレイ等他の応用の場合には、その応用に適した電子部品が利用される。
【００２５】
シート部材供給ユニット２４は、バッファ部材保持ツールとしてのホルダ３４、このホルダ３４の移動装置を構成しホルダ３４を加圧ツール２６の長手方向（図１でｍ方向）に移動させる位置調整装置３５を有し、ホルダ３４は、シリコン等を素材とするバッファ部材としてのシート部材３６を収容する。すなわち、ホルダ３４は、シート部材３６を供給する供給リール３７、シート部材３６を巻き取る収納リール３８、およびガイドローラ３９、４０を有してなり、供給リール３７、収納リール３８を適宜回転駆動させる駆動源の作動により、シート部材３６を供給リール３７から供給し、ガイドローラ３９、４０を介して収納リール３８へと収納するようになっている。そして、ガイドローラ３９とガイドローラ４０との間に位置するシート部材３６が、加圧ツール２６の加圧面、並びにそれと対向するバックアップツール２９の上面間を通過するように配置される。また、図１におけるｍ方向におけるシート部材３６の幅は、加圧ツール２６の長さＬ（図２参照）と略等しく設定されている。
【００２６】
ここでも、ガラス基板１における電子部品２が実装される辺に沿ってＡＣＦを貼り付けた後、このＡＣＦの粘着性を利用して電子部品２をガラス基板１に仮付けし、その後、この仮付けされた電子部品２を電子部品圧着装置を用いてガラス基板１に対して加熱加圧することで、ガラス基板１に形成されたリードと電子部品２のリードとを接続する。このＡＣＦは、圧力を加えることによって導電性を与えることのでき、且つ熱によって硬化する熱硬化性の材料でできている。しかし、接着性を持つものであれば、他の適当な材料のものを利用してもよい。例えば、必ずしも導電性を持たないものであっても、圧力を加えることで、ガラス基板１のリードと電子部品２のリードが直接、電気的に接続された状態で固定されればよい。また、熱ではなく、超音波で接着するようなものでもよい。
【００２７】
制御装置２５は、加圧シリンダ２８、位置調整装置３５、θテーブル３２、ＸＹテーブル３３等を駆動制御するものであり、またこの制御装置２５には、ガラス基板１に関する情報や加圧ツール２６のツール長さＬ等が記憶されている。ガラス基板１に関する情報とは、例えば、ガラス基板１の各辺に仮付けられた複数個の電子部品の個々の位置関係(夫々の電子部品の幅や、相互の間隔)や加圧ツール２６による一回の加圧で圧着できる電子部品２の数、あるいは圧着動作を行なう順番等があげられる。
【００２８】
次に、この電子部品圧着装置２０による作動について、図２を用いて説明する。
【００２９】
この図２において、ガラス基板１に仮付けされた電子部品の数、実装間隔、加圧ツールの長さは、先に図１５を用いて説明した従来技術のものと同様としてある。また、制御装置２５にはガラス基板１に関する情報として、加圧ツール２６にて一括加圧できる電子部品の数は４つで、最初に４つの電子部品２−１ａ〜２−４ａを一括加圧し、その後、２つの電子部品２−５ａ、２−６ａを一括加圧するという情報等が設定された例である。
【００３０】
まず、前工程にて複数個の電子部品２の仮付けされたガラス基板１が基板ステージ２３に載置されて圧着位置に位置決めされる。そして最初の位置決めにおいて、制御装置２５は、供給されたガラス基板１に関する情報、そしてバックアップツール２９の近傍に配置された不図示のカメラを用いて検出したガラス基板１の位置情報とに基づき、基板ステージ２３を移動制御してガラス基板１を次の位置関係となるように位置付ける。つまり、今回圧着予定とされる辺に沿って全部で６つの電子部品２−１ａ〜２−６ａが配列されて仮付けされているが、先に述べた前提のとおり、加圧ツールの一回の加圧動作によって４つの電子部品を一括して加圧することができるとの条件から、この辺に沿って並ぶ６つの電子部品２−１ａ〜２−６ａより構成される電子部品群の端部に位置する電子部品（この例では２−１ａ）を含めて辺に沿って隣接する４つ目の電子部品（この例では２−４ａ）で、しかも電子部品２−１ａとは反対側端部（図２では右側端部、ただし本明細書では外側端部とも言う）ｅが加圧ツール２６の有する加圧面２６ａにおける対応端部（図２において右側端部）Ｄと一致、あるいは加圧面２６ａの右側端部Ｄより僅かに内側になるように基板ステージ２３を制御する。このとき、図２に示されるように、一括加圧されることとなる電子部品２−１ａ〜２−４ａ間の長さ（必要圧着長さ）ｈは、加圧ツール２６の長さＬよりも短いことから、加圧ツール２６の左側端部Ｃはガラス基板１の端部上に突出することとなる。
【００３１】
さて、加圧ツール２６とガラス基板１とのこのような位置関係状態下において、次に制御装置２５は、位置調整装置３５を駆動制御して、シート部材３６における、加圧ツール２６の加圧面２６ａ下に位置する電子部品２−１ａ側（図２において左側）の縁部ｆが、電子部品２−１ａの外側端部（図２における左側端部）ｄに一致、あるいは電子部品２−１ａの左側端部ｄより僅かに突出する位置となるように、ホルダ３４を移動させることでシート部材３６とガラス基板１との相対位置を調整する。ここで、シート部材３６と加圧ツール２６との相対的な位置調整は、加圧ツール２６とガラス基板１との相対的な位置調整の前に行なっても良いし、同時に行なっても良い。
【００３２】
上述の位置設定が完了すると、制御装置２５は次に不図示の昇降装置を制御してバックアップツール２９を上昇させてガラス基板１を下方から支持する（図２の状態）とともに、加圧シリンダ２８を駆動させることにより加圧ツール２６を下降させ、これにより加圧ツール２６はシート部材３６を介して電子部品２をガラス基板１に一括して押圧し、電子部品２−１ａ〜２−４ｄをガラス基板１に熱圧着する。
【００３３】
ここで、図２において、シート部材３６における、加圧ツール２６の加圧面２６ａ下に位置する左側の縁部ｆが、電子部品２−１ａの左側端部ｄに一致、あるいは電子部品２−１ａの左側端部ｄより僅かに突出する位置となるようにシート部材３６とガラス基板１との相対位置を調整したが、それは次の理由による。つまり圧着時の位置関係で加圧ツール２６の左側端部Ｃはガラス基板１の端部上に突出することは上述したとおりであるが、図４に示すように、シート部材３６の左側縁部ｆが電子部品２−１ａの左側端部ｄに一致、あるいは電子部品２−１ａの左側端部ｄより突出したとしても僅かであるため、加圧ツール２６による電子部品押圧時、ガラス基板１の左側端部上面と加圧ツール２６の加圧面２６ａとの間には間隙ｇが存在することになる。図４において、シート部材３６が加圧ツール２６の加圧面２６ａの端部まで位置したとすると、加圧ツール２６の押圧時、その押圧力がシート部材２６を介してガラス基板１の電子部品２の存在しない左側端部に及び、これをガラス基板１の破損につながるが、本実施の形態では、先に述べた間隙ｇの存在により、加圧ツール２６の押圧時でも、ガラス基板１の端部が加圧ツール２６より過熱や圧力を受けることが防止され、ガラス基板１の破損が防げるものである。
【００３４】
さて、図２に戻って、電子部品２−１ａ〜２−４ａがガラス基板１に熱圧着されると、加圧ツール２６を上昇し、バックアップツール２９は下降する。
【００３５】
次に、図５に示されるよう、制御装置２５は、再度基板ステージ２３を移動制御し、次に一括圧着される残り２つの電子部品２−５ａ、２−６ａの中で、辺に沿って並ぶ６つの電子部品２−１ａ〜２−６ａより構成される電子部品群の先とは別の端部に位置する電子部品（この例では２−６ａ）を含めて辺に沿って隣接する２つ目の電子部品（この例では２−５ａ）で、しかも電子部品２−６ａとは反対側端部（図５では左側端部）ｋが加圧ツール２６の有する加圧面２６ａにおける対応端部（図５において左側端部）Ｃと一致、あるいは加圧面２６ａの左側端部Ｃより僅かに内側になるように基板ステージ２３を制御する。このとき、図５に示されるように、一括加圧されることとなる電子部品２−５ａ、２−６ａ間の長さ（必要圧着長さ）ｎは、加圧ツール２６の長さＬよりも短いことから、ガラス基板１の端部上に加圧ツール２６の加圧面が存在することとなる。そこで前述した理由から、シート部材３６における電子部品２−６ａ側（図５において右側）の縁部ｑが、電子部品２−６ａの外側端部（図５における右側端部）ｐに一致、あるいは電子部品２−６ａの右側端部ｐより僅かに突出する位置となるように、ホルダ３４を移動させることでシート部材３６とガラス基板１との相対位置を調整する。
【００３６】
上述の位置設定が完了すると、制御装置２５の駆動制御により、バックアップツール２９は上昇してガラス基板１を下方から支持するとともに、加圧ツール２６が下降して電子部品２−５ａ、２−６ａをガラス基板１に熱圧着する。
【００３７】
以上のようにして、ガラス基板１の１辺に対する電子部品２の圧着動作が完了する。この例のように、ガラス基板１の他の辺にも仮付けされた電子部品２がある場合には、その辺を加圧ツール２６下の圧着位置に置いて、上述と同様の動作により他の辺に対する圧着動作を実行する。なお、シート部材３６は、圧着の回数が所定回数に達したところで供給リール３７から収納リール３８に順次送られ、シート部材の新たな面が加圧ツール２６下に位置付けられるようになる。
【００３８】
このように、上記した実施の形態によれば、加圧ツール２６による圧着動作を行なうときに、今回の圧着動作の対象となる電子部品２−１ａ〜２−４ａの内、辺に沿って並ぶ複数個の電子部品より構成される電子部品群の端部、つまりガラス基板１の縁部とは反対側に位置する電子部品２−４ａの外側縁部ｅを加圧ツール２６の加圧面２６ａにおける対応端部Ｄに対応するように位置合わせし、加圧ツール２６の他方の端部Ｃをガラス基板１の端部上に突出させるようにしたことから、圧着長さｈが加圧ツール２６の長さＬよりも短い場合であっても、加圧ツール２６により電子部品２−１ａ〜２−４ａ全体を加熱加圧することができ、従来生じていたような、電子部品２の一部のみが加圧ツール２６により加熱加圧されることにより、その電子部品２下のＡＣＦ３で加圧ツール２６からはみ出した部分に対応する部分が加圧ツール２６による加圧力を受けることなく硬化してしまう、といった現象が防止できる。この結果、良好に電子部品２を圧着することができるのである。
【００３９】
また、上記実施の形態によれば、例えば加圧ツール２６により電子部品２−１ａ〜２−４ａを一括して押圧するにあたり、加圧ツール２６の加圧面２６ａ下に位置するシート部材３６の縁部ｆを、電子部品２−１ａの左側端部ｄに対応する位置に位置付けるようにしたので、圧着長さｈが加圧ツール２６の長さＬよりも短い場合であっても加圧ツール２６の押圧によるガラス基板１の破損を防止することができ、良好に電子部品２を圧着することができる。理由は既に述べたとおりである。
【００４０】
さらに、上記実施の形態によれば、従来のように、ガラス基板１の大きさやガラス基板１に実装される電子部品２の大きさ、電子部品の実装間隔等が変更される毎に、それに合った加圧ツール１３と交換する必要はなくなる。従って、加圧ツールを交換するために必要な、多くの調整時間を省くことができ、装置の稼働率を維持することができる。
【００４１】
なお、上記実施の形態において、加圧ツール２６とバックアップツール２９との間にシート部材３６を配置した例で説明したが、信頼性が確保されれば、シート部材３６は必ずしも必要ではない。
【００４２】
また、シート部材３６を供給リール３７から供給する形態で説明したが、これに限られるものではなく、例えば、短冊状に切断したシート部材をチャック等によって保持し、加圧ツール２６にて加圧される電子部品２上にその都度供給するようにしても良い。
【００４３】
また、ガラス基板１に関する情報として、ガラス基板１の各辺について加圧ツール２６にて一度に加熱加圧する電子部品２の数、圧着順序を制御装置２５に予め設定する例で説明したが、これに限られるものではない。例えば、制御装置２５に、ガラス基板１に関する情報として、ガラス基板１に対する電子部品２の実装位置と電子部品２の幅寸法等を設定しておき、制御装置２５がこれらの情報に基づいて、加圧ツール２６により一度に加熱加圧できる電子部品２の数を求めるようにしても良い。具体的には例えば、ガラス基板１の辺における一方の端部に位置する電子部品２の幅寸法とツール長さＬを比較する。この結果、ツール長さＬの方が大きければ、この電子部品２にその隣の電子部品２とを加えた圧着長さｈを、設定された電子部品２の実装位置と電子部品２の幅寸法とに基づいて算出し、ツール長さＬと比較する。そして、この動作を圧着長さｈがツール長さＬを上回るまで繰返し、圧着長さｈがツール長さＬを上回った場合、その直前の電子部品２の数を加圧ツール２６にて一度に加熱加圧できる電子部品２の数として決定する。このようにして、加圧ツール２６にて一度に加熱加圧できる電子部品２の数を決定した後は、上述した実施の形態と同様の動作にて圧着動作を行なう。
【００４４】
次に、制御装置２５の具体例をより詳しく説明する。図１０は本発明の実施の形態による制御装置２５の実装例を示す図である。制御装置２５は、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５３、ＦＬＡＳＨ ＲＯＭ５５、入出力制御ユニット５７、パラメータ設定ユニット６１とからなっている。ここで、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５３にロードされた制御プログラムを実行することにより電子部品圧着装置２０の各要素、すなわち圧着ヘッド２１、圧力受けユニット２２、基板ステージ２３、シート部材供給ユニット２４を制御して上記の圧着動作を行なう。また、パラメータ設定ユニット６１は、ユーザーインターフェース５９、ネットワーク制御ユニット６３やＲＯＭ６５を含み、ガラス基板１に関する情報や加圧ツール２６のツール長さＬ等のパラメータを、ＲＡＭ５３（または、ＦＬＡＳＨ ＲＯＭ５５）に登録する。これらの情報は、すでに説明したように、実際の圧着動作を制御する為に、制御装置２５によって利用される。
【００４５】
次に、パラメータ設定ユニット６１を用いて、ガラス基板１に関する情報を、パラメータとして設定する方法を説明する。バーコードや、ベリコード等の二次元コードがガラス基板１に設けられている場合には、コードリーダ７１で読み取って、ＲＯＭ６５に格納されているデータベースを参照して、対応するパラメータをＲＡＭ５３に転送する。ガラス基板１に設けられているコードに必要な情報がない場合には、パラメータ設定ユニット６１は、ネットワーク制御ユニット６３を介して、情報を提供していると思われるサーバにアクセスして、必要なパラメータが取得できれば、それをＲＡＭ５３に転送する。
【００４６】
バーコードや、ベリコード等の二次元コードがガラス基板１に設けられていない場合には、パラメータ設定ユニット６１は、ネットワーク制御ユニット６３を介して、デフォルトのサーバにアクセスして、必要なパラメータが取得できれば、それをＲＡＭ５３に転送する。デフォルトのサーバから必要なパラメータが取得できなければ、オペレータが、手作業でユーザーインターフェース５９を利用し、情報を提供していると思われるサーバを探して、ネットワーク制御ユニット６３を介してアクセスして、必要なパラメータが検索する。パラメータが取得できれば、それをＲＡＭ５３に転送する。それでも、必要なパラメータが取得できなければ、オペレータは、手作業でユーザーインターフェース５９を利用し、パラメータ設定ユニット６１へ直接数値を入力する。ＲＡＭ５３に転送されたパラメータは、制御プログラムが、上記した通りの方法で処理し、電子部品圧着装置２０の各要素の適切な制御に利用する。また、オペレータは、ガラス基板１に関する情報としての前述のパラメータではなく、電子部品圧着装置２０の各要素の実際の移動量を直接パラメータ設定ユニット６１に入力してもよい。
【００４７】
以上、本発明を実施例により詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本願中に説明した実施例に限定されるものではないということは明らかである。本発明の装置は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本願の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、複数の電子部品を一度に圧着する例で説明したが、電子部品２を１つずつ圧着するものに適用することも可能である。
【００４９】
また、基板がガラスに限られるものでないことは言うまでもない。
【００５０】
また、圧着に熱を必要としない場合でも適用可能である。
【００５１】
また、図２の例では、まず最初に、加圧ツール２６で加熱加圧できる限りの電子部品（具体的には４つの電子部品）を圧着し、その後、残りの電子部品（２つの電子部品）を圧着するようにしたが、必ずしも最初に加熱加圧できる限りの電子部品を圧着する必要はなく、それより少ない数の電子部品を一度に圧着するようにしても良い。例えば、ガラス基板１の一辺に６つの電子部品２を実装する場合で、加圧ツール２６にて一度に４つの電子部品２を加圧できる場合であっても、電子部品２を３つずつ２回に分けて加熱加圧するようにしても良い。
【００５２】
また、ガラス基板１における一辺に実装される電子部品２全てを加圧ツール２６により一度に加熱加圧できる場合には、その辺におけるいずれか一方の端部に位置する電子部品２の外側（ガラス基板１の端部側）の端部を加圧ツール２６の加圧面２６ａにおける対応する端部に合わせ、ガラス基板１の他方の端部側に位置する電子部品２の外側の端部にシート部材３６の対応する縁部を位置合わせするようにすると良い。
【００５３】
また、図６から図９には、加圧ツール２６が取り得る位置と、加圧ツール２６による押圧順の別の実施態様を示すものである。各図において、丸数字は押圧順序、太い実線はシート部材の位置をそれぞれ示す。
【００５４】
図６は、まず左側から一括押圧できるだけの電子部品２を押圧し、次に右側から一括押圧できるだけの電子部品２を押圧し、最後に、残った電子部品２を押圧するように、左右交互に行なうようにした場合を示す。
【００５５】
図７は、加圧ツール２６が基板の右側にはみ出さないようにして、左から順に一括押圧できるだけの電子部品２を押圧するようにした場合を示す。
【００５６】
図８は、辺に存在する電子部品２を２等分して押圧する場合を示す。
【００５７】
図９は、図６と似ているが、加圧ツール２６の長さに比して電子部品２の個数が多い場合の順序を示している。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、基板の破損を防止することができるとともに良好に電子部品を圧着することができる圧着装置を提供すること。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子部品圧着装置の構成を示す斜視図である。
【図２】電子部品圧着装置の動作状態を示す正面図である。
【図３】図２の電子部品圧着装置の右側面図である。
【図４】電子部品圧着装置の動作状態を示す部分拡大正面図である。
【図５】図１の電子部品圧着装置において、図２とは異なる位置の電子部品に対する圧着動作状態を示す正面図である。
【図６】本発明による電子部品圧着装置の加圧ツールが取り得る位置と、加圧ツールによる押圧順の別の実施態様を示す模式図である。
【図７】本発明による電子部品圧着装置の加圧ツールが取り得る位置と、加圧ツールによる押圧順の更に別の実施態様を示す模式図である。
【図８】本発明による電子部品圧着装置の加圧ツールが取り得る位置と、加圧ツールによる押圧順の更に別の実施態様を示す模式図である。
【図９】本発明による電子部品圧着装置の加圧ツールが取り得る位置と、加圧ツールによる押圧順の更に別の実施態様を示す模式図である。
【図１０】発明の実施の形態による電子部品圧着装置の制御装置の実装例を示す図である。
【図１１】電子部品実装装置により電子部品が実装されたガラス基板の一例を示し、図１１（ａ）は、電子部品が実装されたガラス基板の一例を示す平面図、図１１（ｂ）は、その側面図である。
【図１２】従来の電子部品圧着装置の構成を示す模式図である。
【図１３】図１２の電子部品圧着装置における動作状態を示す模式図である。
【図１４】図１２の電子部品圧着装置における動作状態を示す模式図である。
【図１５】従来の電子部品圧着装置の問題点を示す模式図である。
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ 電子部品
１０、２１ 電子部品圧着装置
１１、２８ 加圧シリンダ
１２、１４、２７、３０ ヒータ
１３、２６ 加圧ツール
１５、２９ バックアップツール
１６、２６、３６ シート部材
２１ 圧着ヘッド
２２ 圧力受けユニット
２３ 基板ステージ
２４ シート部材供給ユニット
２５ 制御装置
２６ａ 加圧面
３１ 支持部
３２ ＸＹテーブル
３３ θテーブル
３４ ホルダ
３５ 位置調整装置
３７ 供給リール
３８ 収納リール
３９、４０ ガイドローラ
５７ 入出力制御ユニット
５９ ユーザーインターフェース
６１ パラメータ設定ユニット
６３ ネットワーク制御ユニット
７１ コードリーダ
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に電子部品を圧着する電子部品圧着装置および電子部品圧着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に代表されるフラットパネルディスプレイ等を製造する装置として、フィルム状部材等にて形成された電子部品をガラス基板に実装する電子部品実装装置が知られている。
【０００３】
図１１は、電子部品実装装置により電子部品が実装されたガラス基板の一例を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）はその側面図である。ここに示されたガラス基板１は、大きさの異なる２種類の基板１ａ、１ｂが貼り合わされて形成されてなる。そして上方の基板１ａの下面と下方の基板１ｂの上面には、それぞれ各基板の辺に沿って複数の電子部品２が異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film、以下「ＡＣＦ」という）３を介して実装されている。
【０００４】
またこの種のガラス基板を製造する電子部品実装装置にあっては、ガラス基板１における電子部品２が実装される辺に沿ってＡＣＦ３を貼り付けた後、このＡＣＦ３の粘着性を利用して電子部品２をガラス基板１に仮付けし、その後、この仮付けされた電子部品２を電子部品圧着装置を用いてガラス基板１に対して加熱加圧することで、ガラス基板１に形成されたリードと電子部品２のリードとを接続する。
【０００５】
図１２に、電子部品圧着装置１０の一例を示す。同図の電子部品圧着装置１０は、加圧シリンダ１１にて昇降動されヒータ１２が内蔵された長尺状の加圧ツール１３、この加圧ツール１３に対向して配置され、不図示の昇降手段にて昇降動され、しかもヒータ１４が内蔵された圧力受けツールとしてのバックアップツール１５、加圧ツール１３とバックアップツール１５との間に配置されたシート部材１６を有してなる。このシート部材１６は、加圧ツール１３による電子部品２の押圧時に加圧ツール１３と電子部品２との間に介在して、加圧ツール１３が有する加圧面の平坦度のばらつきを吸収し、加圧領域全体に均一な加圧力を付与できるようにするものであり、加圧ツール１３が有する加圧面全体を覆うようにその大きさは設定される。
【０００６】
この電子部品圧着装置１０を用いた圧着作業は、次のようにして行なわれる。まず、前工程にて電子部品２の仮付けされたガラス基板１が不図示の基板ステージに載置されて圧着位置に位置決めされる。この位置決めは、図１２において、ガラス基板１における今回圧着予定とされる辺に沿って位置する電子部品群の内、最も左端に位置する電子部品２−１の左側端部ａが加圧ツール１３の左側端部Ａ（正確には加圧ツールが有する加圧面の左側端部）に一致、あるいは加圧ツール１３の左側端部Ａより僅かに内側となるように位置付けられる。次に、バックアップツール１５が上昇してガラス基板１を下方から支持し（図１２の状態）、次いで、加圧シリンダ１１により加圧ツール１３が下降する。これにより、加圧ツール１３の長さ範囲内に存在する４つの電子部品２−１、２−２、２−３、２−４は、図１３に示されるように、シート部材１６を介しての加圧シリンダ１１による加圧力とヒータ１２、１４による加熱により、ＡＣＦ３を介してガラス基板１に一括して熱圧着される。
【０００７】
さて電子部品２−１〜２−４に対する熱圧着が終了すると加圧ツール１３は上昇し、そしてバックアップツール１５が下降した後、不図示の基板ステージの移動により、今度は図１４に示すように電子部品群の内、最も右端に位置する電子部品２−６の右側端部ｂが加圧ツール１３の右側端部Ｂ（正確には加圧ツールが有する加圧面の右側端部）に一致、あるいは加圧ツール１３の右側端部Ｂより僅かに内側となるように位置付けられる。そして、前回と同様にバックアップツール１５が上昇してガラス基板１を下方から支持するとともに、加圧ツール１３が下降し、加圧ツール１３の長さ範囲内に存在する４つの電子部品２−３、２−４、２−５、２−６が加熱加圧される。
【０００８】
ところで、上述した電子部品圧着装置１０によれば、ガラス基板１の品種が変更され、ガラス基板１の大きさ、ガラス基板１に実装される電子部品２の大きさ、その実装間隔等が変更されると、図１５に示すような不都合が生じることがある。つまり、前述したと同様に、まずガラス基板１における今回圧着予定とされる辺に沿って位置する電子部品の内、最も左端に位置する電子部品２−１ａの左側端部ｃを加圧ツール１３の左側端部Ａに一致、あるいは加圧ツール１３の左側端部Ａより僅かに内側となるように位置付けたときに、加圧ツール１３の右側端部Ｂが丁度電子部品２−５ａの上面中央部に位置してしまい、結果的に電子部品２−５ａにおいては部分的にしか加圧ツール１３の押圧面が接しないことになる。そして、このような状態下で圧着作業を行なった場合、電子部品２−５ａ下に位置するＡＣＦ３も、加圧ツール１３から電子部品２−５ａを介して、あるいはバックアップツール１５から熱の影響を受けることになるが、ＡＣＦ３は熱硬化性であるから、電子部品２−５ａ下のＡＣＦ３は加圧ツール１３による加圧力を受けていない部分も硬化してしまうことになる。
【０００９】
このため、後になって電子部品２−５ａの残りの部分を加熱加圧したとしても、この部品２−５ａ下のＡＣＦ３は前述したとおり既に硬化してしまっているので、この残りの部分に対応するガラス基板１のリードと電子部品２のリードとはＡＣＦ３を介して接続することができなくなる。したがって、この部分における両者の接続不良となり、このガラス基板１は不良品となってしまうのである。
【００１０】
この欠点を除くため、ガラス基板１の大きさやガラス基板１に実装される電子部品２の大きさ、電子部品の実装間隔等が変更される毎に、それに合った加圧ツール１３と交換することが考えられる。しかしながら、加圧ツールを交換するためには多くの調整時間を必要とし、装置の稼働率が低下することから好ましくない。
【００１１】
本発明は、電子部品を基板に良好に圧着することができる電子部品圧着装置および電子部品圧着方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の1つの様相によれば、複数の電子部品を直線上に並べて基板に実装する電子部品圧着装置は、前記電子部品に圧力を加える加圧ツールと、前記加圧ツールに対向して設けられた圧力受けツールと、前記基板を前記加圧ツール及び前記圧力受けツールの間に支持する基板保持ツールと、前記基板保持ツールに支持された前記基板を前記加圧ツールに対して相対的に移動させる移動装置と、前記移動装置に接続され、前記移動装置を制御して、前記直線方向に関する前記加圧ツールと前記基板保持ツールに支持された前記基板との相対位置を調整し、前記加圧ツールによって前記基板と前記電子部品を圧着する制御装置を備え、前記複数の電子部品はグループ分けされ、前記加圧ツールによる圧着は、圧着が行われる前に部分的に加圧される電子部品が存在しないように、複数回に分けて夫々のグループに順次行なわれる。
【００１４】
本発明の更に別の様相によれば、複数の電子部品を直線上に並べて基板に実装する電子部品圧着方法は、前記複数の電子部品を前記基板に直線上に並べるステップと、前記基板を加圧ツールに対して相対的に移動させ、前記加圧ツールの一端が、前記複数の電子部品のうち前記基板の一端に最も近い位置に置かれた電子部品の全体を圧着可能な位置であり、前記加圧ツールの他端が、その他端近傍の前記電子部品の１つの全体を圧着可能であると共に隣接する前記電子部品には接触しない位置に、前記基板の位置を前記加圧ツールに対して相対的に調整するステップとからなる。
【００１６】
本発明の更に別の様相によれば、複数の電子部品を直線上に一列に並べて基板に実装する電子部品圧着装置は、前記電子部品に圧力を加える加圧ツールと、前記加圧ツールに対向して設けられた圧力受けツールと、前記基板を前記加圧ツール及び前記圧力受けツールの間に支持する基板保持ツールと、前記基板保持ツールを前記加圧ツールに対して相対的に移動させる移動装置と、前記移動装置に接続され、前記移動装置を制御して、前記直線方向に関する前記加圧ツールと前記基板保持ツールに支持された前記基板との相対位置を調整し、前記加圧ツールによって前記基板と前記電子部品を圧着する制御装置を備え、前記制御装置は、前記移動装置を制御して、前記加圧ツールのいずれの端部も、前記電子部品の前記一列の外側か、または隣接する前記電子部品の間に位置するように、前記加圧ツールと前記基板保持ツールに支持された前記基板との相対位置を調整する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る電子部品圧着装置の構成を示す斜視図、図２は図１の電子部品圧着装置の動作状態を示す正面図、図３は図２の右側面図、図４は電子部品圧着装置の動作状態を示す部分拡大正面図、図５は図２とは異なる位置の電子部品に対する圧着動作状態を示す正面図である。
【００１９】
ここでは、電子部品圧着装置２０を用いて、プラズマディスプレイパネルへ電子部品を圧着する場合を想定して説明するが、当業者には、ＥＬディスプレイ（Electroluminescence Display）、ＦＥＤ(Field Emission Display)、液晶ディスプレイ等他のデバイスにも、同じように応用が可能であることは明らかである。
【００２０】
図１において、電子部品圧着装置２０は、圧着ヘッド２１、圧力受けユニット２２、基板ステージ２３、シート部材供給ユニット２４、そして制御装置２５を有してなる。
【００２１】
圧着ヘッド２１は、長尺状の加圧ツール２６、この加圧ツール２６を加熱するヒータ２７、加圧ツール２６を昇降動させる加圧シリンダ２８を有し、加圧ツール２６の下面が加圧面２６ａを構成する。加圧シリンダ２８は、不図示の架台に固定支持される。
【００２２】
圧力受けユニット２２は、圧力受けツールとしてのバックアップツール２９、このバックアップツール２９を加熱するヒータ３０を有し、バックアップツール２９の上面は、圧着ヘッド２１を構成する加圧ツール２６の加圧面２６ａと対向するように配置される。なお、バックアップツール２９は、不図示の昇降手段を介して上下動可能となっている。
【００２３】
基板ステージ２３は、基板保持ツールとしてガラス基板１を吸盤などで支持する支持部３１と、この支持部３１を回転自在に支持するθテーブル３２、θテーブル３２をＸ，Ｙ方向に移動自在に支持するＸＹテーブル３３を有する。そしてこの基板ステージ２３へは、前工程にて複数個の電子部品２の列が仮付けされたガラス基板１が不図示の搬入手段により供給され、そしてこの電子部品圧着装置２０による圧着作業の終了したガラス基板１が、不図示の搬出手段により次工程に向けて搬出される。ここでは、θテーブル３２とＸＹテーブル３３が、支持部３１の移動装置を構成する。
【００２４】
電子部品２は、例えば、表面に配線パターンが形成されたエポキシなどの絶縁基板であり、このプラズマディスプレイパネルのアセンブルを行なう際に、プラズマディスプレイの他の制御回路と電気的に接続される。必要により、この配線パターン上にトランジスタや抵抗等の電子素子が実装されていてもよい。このような電子部品２は、一般にＦＰＣ(Flexible Printed Circuit)と呼ばれる。ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ、液晶ディスプレイ等他の応用の場合には、その応用に適した電子部品が利用される。
【００２５】
シート部材供給ユニット２４は、バッファ部材保持ツールとしてのホルダ３４、このホルダ３４の移動装置を構成しホルダ３４を加圧ツール２６の長手方向（図１でｍ方向）に移動させる位置調整装置３５を有し、ホルダ３４は、シリコン等を素材とするバッファ部材としてのシート部材３６を収容する。すなわち、ホルダ３４は、シート部材３６を供給する供給リール３７、シート部材３６を巻き取る収納リール３８、およびガイドローラ３９、４０を有してなり、供給リール３７、収納リール３８を適宜回転駆動させる駆動源の作動により、シート部材３６を供給リール３７から供給し、ガイドローラ３９、４０を介して収納リール３８へと収納するようになっている。そして、ガイドローラ３９とガイドローラ４０との間に位置するシート部材３６が、加圧ツール２６の加圧面、並びにそれと対向するバックアップツール２９の上面間を通過するように配置される。また、図１におけるｍ方向におけるシート部材３６の幅は、加圧ツール２６の長さＬ（図２参照）と略等しく設定されている。
【００２６】
ここでも、ガラス基板１における電子部品２が実装される辺に沿ってＡＣＦを貼り付けた後、このＡＣＦの粘着性を利用して電子部品２をガラス基板１に仮付けし、その後、この仮付けされた電子部品２を電子部品圧着装置を用いてガラス基板１に対して加熱加圧することで、ガラス基板１に形成されたリードと電子部品２のリードとを接続する。このＡＣＦは、圧力を加えることによって導電性を与えることのでき、且つ熱によって硬化する熱硬化性の材料でできている。しかし、接着性を持つものであれば、他の適当な材料のものを利用してもよい。例えば、必ずしも導電性を持たないものであっても、圧力を加えることで、ガラス基板１のリードと電子部品２のリードが直接、電気的に接続された状態で固定されればよい。また、熱ではなく、超音波で接着するようなものでもよい。
【００２７】
制御装置２５は、加圧シリンダ２８、位置調整装置３５、θテーブル３２、ＸＹテーブル３３等を駆動制御するものであり、またこの制御装置２５には、ガラス基板１に関する情報や加圧ツール２６のツール長さＬ等が記憶されている。ガラス基板１に関する情報とは、例えば、ガラス基板１の各辺に仮付けられた複数個の電子部品の個々の位置関係(夫々の電子部品の幅や、相互の間隔)や加圧ツール２６による一回の加圧で圧着できる電子部品２の数、あるいは圧着動作を行なう順番等があげられる。
【００２８】
次に、この電子部品圧着装置２０による作動について、図２を用いて説明する。
【００２９】
この図２において、ガラス基板１に仮付けされた電子部品の数、実装間隔、加圧ツールの長さは、先に図１５を用いて説明した従来技術のものと同様としてある。また、制御装置２５にはガラス基板１に関する情報として、加圧ツール２６にて一括加圧できる電子部品の数は４つで、最初に４つの電子部品２−１ａ〜２−４ａを一括加圧し、その後、２つの電子部品２−５ａ、２−６ａを一括加圧するという情報等が設定された例である。
【００３０】
まず、前工程にて複数個の電子部品２の仮付けされたガラス基板１が基板ステージ２３に載置されて圧着位置に位置決めされる。そして最初の位置決めにおいて、制御装置２５は、供給されたガラス基板１に関する情報、そしてバックアップツール２９の近傍に配置された不図示のカメラを用いて検出したガラス基板１の位置情報とに基づき、基板ステージ２３を移動制御してガラス基板１を次の位置関係となるように位置付ける。つまり、今回圧着予定とされる辺に沿って全部で６つの電子部品２−１ａ〜２−６ａが配列されて仮付けされているが、先に述べた前提のとおり、加圧ツールの一回の加圧動作によって４つの電子部品を一括して加圧することができるとの条件から、この辺に沿って並ぶ６つの電子部品２−１ａ〜２−６ａより構成される電子部品群の端部に位置する電子部品（この例では２−１ａ）を含めて辺に沿って隣接する４つ目の電子部品（この例では２−４ａ）で、しかも電子部品２−１ａとは反対側端部（図２では右側端部、ただし本明細書では外側端部とも言う）ｅが加圧ツール２６の有する加圧面２６ａにおける対応端部（図２において右側端部）Ｄと一致、あるいは加圧面２６ａの右側端部Ｄより僅かに内側になるように基板ステージ２３を制御する。このとき、図２に示されるように、一括加圧されることとなる電子部品２−１ａ〜２−４ａ間の長さ（必要圧着長さ）ｈは、加圧ツール２６の長さＬよりも短いことから、加圧ツール２６の左側端部Ｃはガラス基板１の端部上に突出することとなる。
【００３１】
さて、加圧ツール２６とガラス基板１とのこのような位置関係状態下において、次に制御装置２５は、位置調整装置３５を駆動制御して、シート部材３６における、加圧ツール２６の加圧面２６ａ下に位置する電子部品２−１ａ側（図２において左側）の縁部ｆが、電子部品２−１ａの外側端部（図２における左側端部）ｄに一致、あるいは電子部品２−１ａの左側端部ｄより僅かに突出する位置となるように、ホルダ３４を移動させることでシート部材３６とガラス基板１との相対位置を調整する。ここで、シート部材３６と加圧ツール２６との相対的な位置調整は、加圧ツール２６とガラス基板１との相対的な位置調整の前に行なっても良いし、同時に行なっても良い。
【００３２】
上述の位置設定が完了すると、制御装置２５は次に不図示の昇降装置を制御してバックアップツール２９を上昇させてガラス基板１を下方から支持する（図２の状態）とともに、加圧シリンダ２８を駆動させることにより加圧ツール２６を下降させ、これにより加圧ツール２６はシート部材３６を介して電子部品２をガラス基板１に一括して押圧し、電子部品２−１ａ〜２−４ｄをガラス基板１に熱圧着する。
【００３３】
ここで、図２において、シート部材３６における、加圧ツール２６の加圧面２６ａ下に位置する左側の縁部ｆが、電子部品２−１ａの左側端部ｄに一致、あるいは電子部品２−１ａの左側端部ｄより僅かに突出する位置となるようにシート部材３６とガラス基板１との相対位置を調整したが、それは次の理由による。つまり圧着時の位置関係で加圧ツール２６の左側端部Ｃはガラス基板１の端部上に突出することは上述したとおりであるが、図４に示すように、シート部材３６の左側縁部ｆが電子部品２−１ａの左側端部ｄに一致、あるいは電子部品２−１ａの左側端部ｄより突出したとしても僅かであるため、加圧ツール２６による電子部品押圧時、ガラス基板１の左側端部上面と加圧ツール２６の加圧面２６ａとの間には間隙ｇが存在することになる。図４において、シート部材３６が加圧ツール２６の加圧面２６ａの端部まで位置したとすると、加圧ツール２６の押圧時、その押圧力がシート部材２６を介してガラス基板１の電子部品２の存在しない左側端部に及び、これをガラス基板１の破損につながるが、本実施の形態では、先に述べた間隙ｇの存在により、加圧ツール２６の押圧時でも、ガラス基板１の端部が加圧ツール２６より過熱や圧力を受けることが防止され、ガラス基板１の破損が防げるものである。
【００３４】
さて、図２に戻って、電子部品２−１ａ〜２−４ａがガラス基板１に熱圧着されると、加圧ツール２６を上昇し、バックアップツール２９は下降する。
【００３５】
次に、図５に示されるよう、制御装置２５は、再度基板ステージ２３を移動制御し、次に一括圧着される残り２つの電子部品２−５ａ、２−６ａの中で、辺に沿って並ぶ６つの電子部品２−１ａ〜２−６ａより構成される電子部品群の先とは別の端部に位置する電子部品（この例では２−６ａ）を含めて辺に沿って隣接する２つ目の電子部品（この例では２−５ａ）で、しかも電子部品２−６ａとは反対側端部（図５では左側端部）ｋが加圧ツール２６の有する加圧面２６ａにおける対応端部（図５において左側端部）Ｃと一致、あるいは加圧面２６ａの左側端部Ｃより僅かに内側になるように基板ステージ２３を制御する。このとき、図５に示されるように、一括加圧されることとなる電子部品２−５ａ、２−６ａ間の長さ（必要圧着長さ）ｎは、加圧ツール２６の長さＬよりも短いことから、ガラス基板１の端部上に加圧ツール２６の加圧面が存在することとなる。そこで前述した理由から、シート部材３６における電子部品２−６ａ側（図５において右側）の縁部ｑが、電子部品２−６ａの外側端部（図５における右側端部）ｐに一致、あるいは電子部品２−６ａの右側端部ｐより僅かに突出する位置となるように、ホルダ３４を移動させることでシート部材３６とガラス基板１との相対位置を調整する。
【００３６】
上述の位置設定が完了すると、制御装置２５の駆動制御により、バックアップツール２９は上昇してガラス基板１を下方から支持するとともに、加圧ツール２６が下降して電子部品２−５ａ、２−６ａをガラス基板１に熱圧着する。
【００３７】
以上のようにして、ガラス基板１の１辺に対する電子部品２の圧着動作が完了する。この例のように、ガラス基板１の他の辺にも仮付けされた電子部品２がある場合には、その辺を加圧ツール２６下の圧着位置に置いて、上述と同様の動作により他の辺に対する圧着動作を実行する。なお、シート部材３６は、圧着の回数が所定回数に達したところで供給リール３７から収納リール３８に順次送られ、シート部材の新たな面が加圧ツール２６下に位置付けられるようになる。
【００３８】
このように、上記した実施の形態によれば、加圧ツール２６による圧着動作を行なうときに、今回の圧着動作の対象となる電子部品２−１ａ〜２−４ａの内、辺に沿って並ぶ複数個の電子部品より構成される電子部品群の端部、つまりガラス基板１の縁部とは反対側に位置する電子部品２−４ａの外側縁部ｅを加圧ツール２６の加圧面２６ａにおける対応端部Ｄに対応するように位置合わせし、加圧ツール２６の他方の端部Ｃをガラス基板１の端部上に突出させるようにしたことから、圧着長さｈが加圧ツール２６の長さＬよりも短い場合であっても、加圧ツール２６により電子部品２−１ａ〜２−４ａ全体を加熱加圧することができ、従来生じていたような、電子部品２の一部のみが加圧ツール２６により加熱加圧されることにより、その電子部品２下のＡＣＦ３で加圧ツール２６からはみ出した部分に対応する部分が加圧ツール２６による加圧力を受けることなく硬化してしまう、といった現象が防止できる。この結果、良好に電子部品２を圧着することができるのである。
【００３９】
また、上記実施の形態によれば、例えば加圧ツール２６により電子部品２−１ａ〜２−４ａを一括して押圧するにあたり、加圧ツール２６の加圧面２６ａ下に位置するシート部材３６の縁部ｆを、電子部品２−１ａの左側端部ｄに対応する位置に位置付けるようにしたので、圧着長さｈが加圧ツール２６の長さＬよりも短い場合であっても加圧ツール２６の押圧によるガラス基板１の破損を防止することができ、良好に電子部品２を圧着することができる。理由は既に述べたとおりである。
【００４０】
さらに、上記実施の形態によれば、従来のように、ガラス基板１の大きさやガラス基板１に実装される電子部品２の大きさ、電子部品の実装間隔等が変更される毎に、それに合った加圧ツール１３と交換する必要はなくなる。従って、加圧ツールを交換するために必要な、多くの調整時間を省くことができ、装置の稼働率を維持することができる。
【００４１】
なお、上記実施の形態において、加圧ツール２６とバックアップツール２９との間にシート部材３６を配置した例で説明したが、信頼性が確保されれば、シート部材３６は必ずしも必要ではない。
【００４２】
また、シート部材３６を供給リール３７から供給する形態で説明したが、これに限られるものではなく、例えば、短冊状に切断したシート部材をチャック等によって保持し、加圧ツール２６にて加圧される電子部品２上にその都度供給するようにしても良い。
【００４３】
また、ガラス基板１に関する情報として、ガラス基板１の各辺について加圧ツール２６にて一度に加熱加圧する電子部品２の数、圧着順序を制御装置２５に予め設定する例で説明したが、これに限られるものではない。例えば、制御装置２５に、ガラス基板１に関する情報として、ガラス基板１に対する電子部品２の実装位置と電子部品２の幅寸法等を設定しておき、制御装置２５がこれらの情報に基づいて、加圧ツール２６により一度に加熱加圧できる電子部品２の数を求めるようにしても良い。具体的には例えば、ガラス基板１の辺における一方の端部に位置する電子部品２の幅寸法とツール長さＬを比較する。この結果、ツール長さＬの方が大きければ、この電子部品２にその隣の電子部品２とを加えた圧着長さｈを、設定された電子部品２の実装位置と電子部品２の幅寸法とに基づいて算出し、ツール長さＬと比較する。そして、この動作を圧着長さｈがツール長さＬを上回るまで繰返し、圧着長さｈがツール長さＬを上回った場合、その直前の電子部品２の数を加圧ツール２６にて一度に加熱加圧できる電子部品２の数として決定する。このようにして、加圧ツール２６にて一度に加熱加圧できる電子部品２の数を決定した後は、上述した実施の形態と同様の動作にて圧着動作を行なう。
【００４４】
次に、制御装置２５の具体例をより詳しく説明する。図１０は本発明の実施の形態による制御装置２５の実装例を示す図である。制御装置２５は、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５３、ＦＬＡＳＨ ＲＯＭ５５、入出力制御ユニット５７、パラメータ設定ユニット６１とからなっている。ここで、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５３にロードされた制御プログラムを実行することにより電子部品圧着装置２０の各要素、すなわち圧着ヘッド２１、圧力受けユニット２２、基板ステージ２３、シート部材供給ユニット２４を制御して上記の圧着動作を行なう。また、パラメータ設定ユニット６１は、ユーザーインターフェース５９、ネットワーク制御ユニット６３やＲＯＭ６５を含み、ガラス基板１に関する情報や加圧ツール２６のツール長さＬ等のパラメータを、ＲＡＭ５３（または、ＦＬＡＳＨ ＲＯＭ５５）に登録する。これらの情報は、すでに説明したように、実際の圧着動作を制御する為に、制御装置２５によって利用される。
【００４５】
次に、パラメータ設定ユニット６１を用いて、ガラス基板１に関する情報を、パラメータとして設定する方法を説明する。バーコードや、ベリコード等の二次元コードがガラス基板１に設けられている場合には、コードリーダ７１で読み取って、ＲＯＭ６５に格納されているデータベースを参照して、対応するパラメータをＲＡＭ５３に転送する。ガラス基板１に設けられているコードに必要な情報がない場合には、パラメータ設定ユニット６１は、ネットワーク制御ユニット６３を介して、情報を提供していると思われるサーバにアクセスして、必要なパラメータが取得できれば、それをＲＡＭ５３に転送する。
【００４６】
バーコードや、ベリコード等の二次元コードがガラス基板１に設けられていない場合には、パラメータ設定ユニット６１は、ネットワーク制御ユニット６３を介して、デフォルトのサーバにアクセスして、必要なパラメータが取得できれば、それをＲＡＭ５３に転送する。デフォルトのサーバから必要なパラメータが取得できなければ、オペレータが、手作業でユーザーインターフェース５９を利用し、情報を提供していると思われるサーバを探して、ネットワーク制御ユニット６３を介してアクセスして、必要なパラメータが検索する。パラメータが取得できれば、それをＲＡＭ５３に転送する。それでも、必要なパラメータが取得できなければ、オペレータは、手作業でユーザーインターフェース５９を利用し、パラメータ設定ユニット６１へ直接数値を入力する。ＲＡＭ５３に転送されたパラメータは、制御プログラムが、上記した通りの方法で処理し、電子部品圧着装置２０の各要素の適切な制御に利用する。また、オペレータは、ガラス基板１に関する情報としての前述のパラメータではなく、電子部品圧着装置２０の各要素の実際の移動量を直接パラメータ設定ユニット６１に入力してもよい。
【００４７】
以上、本発明を実施例により詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本願中に説明した実施例に限定されるものではないということは明らかである。本発明の装置は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本願の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、複数の電子部品を一度に圧着する例で説明したが、電子部品２を１つずつ圧着するものに適用することも可能である。
【００４９】
また、基板がガラスに限られるものでないことは言うまでもない。
【００５０】
また、圧着に熱を必要としない場合でも適用可能である。
【００５１】
また、図２の例では、まず最初に、加圧ツール２６で加熱加圧できる限りの電子部品（具体的には４つの電子部品）を圧着し、その後、残りの電子部品（２つの電子部品）を圧着するようにしたが、必ずしも最初に加熱加圧できる限りの電子部品を圧着する必要はなく、それより少ない数の電子部品を一度に圧着するようにしても良い。例えば、ガラス基板１の一辺に６つの電子部品２を実装する場合で、加圧ツール２６にて一度に４つの電子部品２を加圧できる場合であっても、電子部品２を３つずつ２回に分けて加熱加圧するようにしても良い。
【００５２】
また、ガラス基板１における一辺に実装される電子部品２全てを加圧ツール２６により一度に加熱加圧できる場合には、その辺におけるいずれか一方の端部に位置する電子部品２の外側（ガラス基板１の端部側）の端部を加圧ツール２６の加圧面２６ａにおける対応する端部に合わせ、ガラス基板１の他方の端部側に位置する電子部品２の外側の端部にシート部材３６の対応する縁部を位置合わせするようにすると良い。
【００５３】
また、図６から図９には、加圧ツール２６が取り得る位置と、加圧ツール２６による押圧順の別の実施態様を示すものである。各図において、丸数字は押圧順序、太い実線はシート部材の位置をそれぞれ示す。
【００５４】
図６は、まず左側から一括押圧できるだけの電子部品２を押圧し、次に右側から一括押圧できるだけの電子部品２を押圧し、最後に、残った電子部品２を押圧するように、左右交互に行なうようにした場合を示す。
【００５５】
図７は、加圧ツール２６が基板の右側にはみ出さないようにして、左から順に一括押圧できるだけの電子部品２を押圧するようにした場合を示す。
【００５６】
図８は、辺に存在する電子部品２を２等分して押圧する場合を示す。
【００５７】
図９は、図６と似ているが、加圧ツール２６の長さに比して電子部品２の個数が多い場合の順序を示している。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、基板の破損を防止することができるとともに良好に電子部品を圧着することができる圧着装置を提供すること。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子部品圧着装置の構成を示す斜視図である。
【図２】電子部品圧着装置の動作状態を示す正面図である。
【図３】図２の電子部品圧着装置の右側面図である。
【図４】電子部品圧着装置の動作状態を示す部分拡大正面図である。
【図５】図１の電子部品圧着装置において、図２とは異なる位置の電子部品に対する圧着動作状態を示す正面図である。
【図６】本発明による電子部品圧着装置の加圧ツールが取り得る位置と、加圧ツールによる押圧順の別の実施態様を示す模式図である。
【図７】本発明による電子部品圧着装置の加圧ツールが取り得る位置と、加圧ツールによる押圧順の更に別の実施態様を示す模式図である。
【図８】本発明による電子部品圧着装置の加圧ツールが取り得る位置と、加圧ツールによる押圧順の更に別の実施態様を示す模式図である。
【図９】本発明による電子部品圧着装置の加圧ツールが取り得る位置と、加圧ツールによる押圧順の更に別の実施態様を示す模式図である。
【図１０】発明の実施の形態による電子部品圧着装置の制御装置の実装例を示す図である。
【図１１】電子部品実装装置により電子部品が実装されたガラス基板の一例を示し、図１１（ａ）は、電子部品が実装されたガラス基板の一例を示す平面図、図１１（ｂ）は、その側面図である。
【図１２】従来の電子部品圧着装置の構成を示す模式図である。
【図１３】図１２の電子部品圧着装置における動作状態を示す模式図である。
【図１４】図１２の電子部品圧着装置における動作状態を示す模式図である。
【図１５】従来の電子部品圧着装置の問題点を示す模式図である。
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ 電子部品
１０、２１ 電子部品圧着装置
１１、２８ 加圧シリンダ
１２、１４、２７、３０ ヒータ
１３、２６ 加圧ツール
１５、２９ バックアップツール
１６、２６、３６ シート部材
２１ 圧着ヘッド
２２ 圧力受けユニット
２３ 基板ステージ
２４ シート部材供給ユニット
２５ 制御装置
２６ａ 加圧面
３１ 支持部
３２ ＸＹテーブル
３３ θテーブル
３４ ホルダ
３５ 位置調整装置
３７ 供給リール
３８ 収納リール
３９、４０ ガイドローラ
５７ 入出力制御ユニット
５９ ユーザーインターフェース
６１ パラメータ設定ユニット
６３ ネットワーク制御ユニット
７１ コードリーダ
Claims (8)
- 複数の電子部品を直線上に並べて基板に実装する電子部品圧着装置であって、前記電子部品に圧力を加える加圧ツールと、前記加圧ツールに対向して設けられた圧力受けツールと、前記基板を前記加圧ツール及び前記圧力受けツールの間に支持する基板保持ツールと、前記基板保持ツールに支持された前記基板を前記加圧ツールに対して相対的に移動させる移動装置と、前記移動装置に接続され、前記移動装置を制御して、前記直線方向に関する前記加圧ツールと前記基板保持ツールに支持された前記基板との相対位置を調整し、前記加圧ツールによって前記基板と前記電子部品を圧着する制御装置を備え、前記複数の電子部品はグループ分けされ、前記加圧ツールによる圧着は、電子部品が一括加圧されるように、複数回に分けて夫々のグループに順次行なわれることを特徴とする電子部品圧着装置。
- 前記基板上に並べられた前記複数の電子部品の配置に関するパラメータを設定するパラメータ設定ユニットを更に有し、前記制御装置は、前記パラメータ設定ユニットで設定されたパラメータに基づいて前記移動装置を制御して、前記直線方向に関する前記加圧ツールと前記基板保持ツールに支持された前記基板との相対位置を調整し、前記加圧ツールによって前記基板と前記電子部品を圧着する請求項１に記載の電子部品圧着装置。
- 前記制御装置は、前記加圧ツールの一端が、前記複数の電子部品のうち前記基板の一端に最も近い位置に置かれた電子部品の全体を圧着可能な位置であり、前記加圧ツールの他端が、その他端近傍の前記電子部品の１つの全体を圧着可能であると共に隣接する前記電子部品には接触しない位置に、前記移動装置を制御して、前記基板保持ツールに支持された前記基板と前記加圧ツールの相対位置を調整する請求項１または２に記載の電子部品圧着装置。
- 前記パラメータ設定ユニットでは、基板に仮付けられた前記複数個の電子部品の個々の位置関係を示すパラメータが設定される請求項２または３に記載の電子部品圧着装置。
- 前記パラメータ設定ユニットでは、基板の各辺に仮付けられた前記複数個の電子部品の夫々の幅や、相互の間隔を示すパラメータが設定される請求項２または３に記載の電子部品圧着装置。
- 前記パラメータ設定ユニットには、コードリーダが設けられており、このコードリーダが前記基板に記載されているコードを読み取って、対応するパラメータを取得する請求項２または３に記載の電子部品圧着装置。
- 複数の電子部品を直線上に並べて基板に実装する電子部品圧着方法であって、前記複数の電子部品を前記基板に直線上に並べるステップと、前記基板を加圧ツールに対して相対的に移動させ、前記加圧ツールの一端が、前記複数の電子部品のうち前記基板の一端に最も近い位置に置かれた電子部品の全体を圧着可能な位置であり、前記加圧ツールの他端が、その他端近傍の前記電子部品の１つの全体を圧着可能であると共に隣接する前記電子部品には接触しない位置に、前記基板の位置を前記加圧ツールに対して相対的に調整するステップからなる電子部品圧着方法。
- 複数の電子部品を直線上に一列に並べて基板に実装する電子部品圧着装置であって、前記電子部品に圧力を加える加圧ツールと、前記加圧ツールに対向して設けられた圧力受けツールと、前記基板を前記加圧ツール及び前記圧力受けツールの間に支持する基板保持ツールと、前記基板保持ツールを前記加圧ツールに対して相対的に移動させる移動装置と、前記移動装置に接続され、前記移動装置を制御して、前記直線方向に関する前記加圧ツールと前記基板保持ツールに支持された前記基板との相対位置を調整し、前記加圧ツールによって前記基板と前記電子部品を圧着する制御装置を備え、前記制御装置は、前記移動装置を制御して、前記加圧ツールのいずれの端部も、前記電子部品の前記一列の外側か、または隣接する前記電子部品の間に位置するように、前記加圧ツールと前記基板保持ツールに支持された前記基板との相対位置を調整する電子部品圧着装置。
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