JP5324769B2 - 電子部品の実装装置及び実装方法 - Google Patents

Description

この発明は基板に電子部品を加圧して圧着する実装装置及び実装方法に関する。

たとえば、基板としての液晶セルには接着材料としての異方性導電部材を介して電子部品であるＴＣＰ（Tape Carrier Package）が圧着される。上記液晶セルは、２枚のガラス板をシール剤を介して所定の間隔で接着し、これらガラス板間に液晶を封入するとともに、各ガラス板の外面にそれぞれ偏光板を貼着して構成される。

そして、上記構成の液晶セルの側辺部の上面にはテープ状で、両面に粘着性を有する上記異方性導電部材をその側辺部のほぼ全長にわたって貼着し、この異方性導電部材上に複数のＴＣＰを所定間隔で仮圧着した後、本圧着するようにしている。

液晶セルにＴＣＰを仮圧着したり、本圧着する場合には実装装置が用いられる。実装装置は周知のように装置本体を有し、この装置本体にはバックアップツール及びこのバックアップツールの上方に上下方向に駆動される圧着ツールが設けられている。

異方性導電部材を介してＴＣＰが貼着された液晶セルの側辺部の下面を、バックアップツールの上端面に位置決め載置した後、上記圧着ツールを下降方向に駆動することで、上記ＴＣＰを上記液晶セルに仮圧着或いは本圧着するようにしている。

上記液晶セルにＴＣＰを本圧着する場合、加熱された上記バックアップツールと圧着ツールによって異方性導電部材を加熱硬化させる。そのため、ＴＣＰが圧着ツールによって加圧加熱されると、溶融した異方性導電部材の一部が硬化する前にＴＣＰからはみ出して圧着ツールに付着することがある。

圧着ツールに異方性導電部材が付着すると、圧着ツールによってＴＣＰを均一に加圧することができなくなる加圧不良を招いたり、圧着ツールに付着した異方性導電部材がＴＣＰに転移して汚れの原因になるなどのことがあり、好ましくない。

そこで、ＴＣＰを本圧着する場合、ＴＣＰと圧着ツールとの間にシリコーン樹脂やフッ素樹脂などの耐熱性を有する材料によって形成されたシートを介在させる。それによって、ＴＣＰを加圧加熱する際に、溶融した異方性導電部材が圧着ツールに付着するのを防止するようにしている。

上記シートはカセットに設けられた供給リールから導出されて巻き取りリールに巻き取られるようになっていて、その中途部が上記圧着ツールとＴＣＰとの間に介在するようになっている。このような先行技術は特許文献１に示されている。

液晶セルにＴＣＰを本圧着する際、ＴＣＰと圧着ツールとの間に介在したシートは、上記圧着ツールによってＴＣＰが仮圧着された液晶セルの側辺部にＴＣＰとともに加圧されることになる。液晶セルの側辺部には、この側辺部の全長にわたって貼着された異方性導電部材によって複数のＴＣＰが所定間隔で仮圧着されている。そのため、隣り合うＴＣＰの間の部分からは上記液晶セルの側辺部の全長にわたって貼着された異方性導電部材が露出している。

そのため、圧着ツールがシートを介してＴＣＰを加圧加熱すると、シートが異方性導電部材の隣り合うＴＣＰの間から露出した部分に貼着されてしまうということが避けられない。

最近では液晶セルが大型化する傾向にある。液晶セルが大型化すると、その側辺部が長くなり、側辺部に貼着されるＴＣＰの数も増大する。それによって、隣り合うＴＣＰの間からの異方性導電部材の露出箇所も多くなるから、シートが液晶セルの側辺部に強く貼着してしまうということがある。

従来、ＴＣＰを液晶セルの側辺部に実装することで、液晶セルの側辺部に貼着されたシートは、上記基板を下降させたり、上記シートが設けられたカセットを上昇させるなどして液晶セルの側辺部から剥離するようにしている。
特開２００１−２８３８２号公報

ところで、シートが液晶セルの側辺部に強く貼着された状態で、単に上記シートを上昇させたり、液晶セルを下降させるなどして液晶セルの側辺部からシートを剥離するようにしても、シートは液晶セルから簡単に剥離せず、シートともに液晶セルがテーブル上から浮き上がってしまう。

液晶セルがシートともに浮き上がると、液晶セルの自重によってシートが剥離されることになる。しかしながら、シートが液晶セルから剥離すると、液晶セルはテーブルから浮き上がっているために落下することになる。そのため、液晶セルには落下による衝撃が加わるから、その衝撃によって液晶セルに欠けが生じるということがある。とくに、上述したように液晶セルが大型化すると、シートが液晶セルに貼着され易いためにその傾向が顕著になる。

この発明は、基板の側辺部に異方性導電部材によって貼着された電子部品をシートを介して圧着ツールで加圧して実装する際、上記シートが異方性導電部材に貼着しても、シートが基板を持ち上げて落下させることなく、そのシートを基板から剥離できるようにした電子部品の実装装置及び実装方法を提供することにある。

この発明は、基板の側辺部の上面に異方性導電部材によって貼着された電子部品を実装する電子部品の実装装置であって、
第１の上下駆動手段を有し、上記基板を水平方向及び上下方向に搬送する搬送手段と、
この搬送手段によって搬送位置決めされた上記基板の上記電子部品が貼着された側辺部の下面を支持するバックアップツールと、
上記基板が上記第１の上下駆動手段によって下降方向に駆動されて上記基板の側辺部の下面が上記バックアップツールによって支持されたときに、上記基板の上記側辺部の上面に貼着された電子部品を加圧加熱して実装する圧着ツールと、
第２の上下駆動手段によって上下方向に駆動され上記圧着ツールによって上記電子部品を実装するときに上記基板の側辺部の上面と上記圧着ツールとの間に介在するシートを有するシート供給手段と、
上記圧着ツールによって上記電子部品を上記基板に実装して上記圧着ツールを上昇させさせた後、上記第２の上下駆動手段によって上記シート供給手段を上昇させるとともに、上記第１の上下駆動手段によって上記基板を上昇させるときに、上記基板を上記シート供給手段よりも遅い速度で上昇させて上記電子部品の実装時に上記異方性導電部材の上記電子部品から露出した部分に貼着した上記シートを剥離させる制御手段と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置にある。

上記シート供給手段が着脱可能に装着される装着部が設けられ、
上記第２の上下駆動手段は上記装着部とともに上記シート供給手段を上下方向に駆動することが好ましい。

この発明は、基板の側辺部の上面に異方性導電部材によって貼着された電子部品を実装する電子部品の実装方法であって、
上記基板の上記電子部品が貼着された側辺部の下面をバックアップツールで支持する工程と、
下面が支持された上記基板の側辺部の上面に貼着された電子部品を圧着ツールで加圧加熱して実装する工程と、
上記電子部品を上記基板の側辺部の上面に実装するときに上記基板の側辺部の上面と上記圧着ツールとの間にシートを介在させる工程と、
上記圧着ツールによって上記電子部品を上記基板に実装した後、上記圧着ツールを上昇させてから、上記シートを上昇させながら上記基板を上記シートよりも遅い速度で上昇させ、上記電子部品の実装時に上記異方性導電部材の上記電子部品から露出した部分に貼着した上記シートを剥離する工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装方法にある。

この発明によれば、基板とシートを、これらをともに上昇させるとともに基板の上昇速度をシートの上昇速度よりも遅くすることで、基板の側辺部からシートを剥離するようにした。
そのため、基板とシートとの上昇速度の差によってシートが基板から徐々に剥離されるから、シートが基板を持ち上げることなく、基板から緩やかに剥離されることになる。

以下、この発明の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は実装装置の概略的構成を示し、この実装装置は装置本体１を備えている。この装置本体１には搬送手段２が設けられている。この搬送手段２は矢印で示すＸ方向に移動可能であって、上記装置本体１に設けられたＸ駆動源３によってＸ方向に駆動されるＸテーブル４、このＸテーブル４にＸ方向と直交するＹ方向に移動可能に設けられＹ駆動源５によって駆動されるＹテーブル６、このＹテーブル６に設けられテーブル用Ｚ駆動源７によって上下方向であるＺ方向に駆動されるＺ可動体９及びこのＺ可動体９に回転方向であるθ方向に駆動可能に設けられθ駆動源１０によって回転方向に駆動される載置テーブル８を有する。それによって、上記載置テーブル８はＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に駆動されるようになっている。なお、上記テーブル用Ｚ駆動源７とＺ可動体９によって第１の上下駆動手段を構成している。

上記載置テーブル８にはたとえば液晶セルなどの基板Ｗが周辺部を載置テーブル８の上面から外方へ突出させた状態で供給載置され、真空吸着などの保持手段によって保持されるようになっている。

図３に示すように、上記基板Ｗの一側部には異方性導電部材１１を介して電子部品としての複数のＴＣＰ１２が所定間隔で仮圧着されている。上記異方性導電部材１１は基板Ｗの側辺部の全長にわたって貼着されている。それによって、同図に１１ａで示すように隣り合うＴＣＰ１２の間からは上記異方性導電部材１１が露出している。

上記装置本体１には、上記載置テーブル８に保持された基板Ｗの一側部の下面を上端面によって支持するバックアップツール１４が設けられている。基板Ｗの側辺部に仮圧着されたＴＣＰ１２は、基板Ｗの側辺部の下面が上記バックアップツール１４の上端面に支持された状態で、その側辺部に仮圧着されたＴＣＰ１２が圧着ツール１５によって本圧着されるようになっている。

上記圧着ツール１５は加圧ヘッド１６の下面に設けられている。この加圧ヘッド１６は、リニアガイド１７によって矢印で示すＺ方向に移動可能に設けられ、サーボモータやリニアモータなどの加圧用Ｚ駆動源１８によってＺ方向に駆動されるようになっている。

上記装置本体１の上記圧着ツール１５の下方であって、上記バックアップツール１４よりも上方にはシート供給手段としての後述するカセット２５が着脱可能に装着される装着部としての一対のレール部材２１（一方のみ図示）がＹ方向に所定間隔で離間してＸ方向に沿って水平に設けられている。

上記レール部材２１に上記カセット２５を装着すると、図１に示す所定の位置で上記カセット２５に設けられたストッパ（図示せず）が上記装置本体１に設けられた当接部（図示せず）に当接する。それによって、上記カセット２５が位置決めされるようになっている。

一対のレール部材２１の少なくとも長手方向の両端部は連結部材２２によって一体的に連結されている。連結部分の両端部、つまり一対のレール部材２１の両端部に対応する部分にはそれぞれパルスモータやリニアモータなどからなる第２の上下駆動手段としてのカセット用Ｚ駆動源２３が設けられている。それによって一対のレール部材２１は４つのカセット用Ｚ駆動源２３（２つのみ図示）によって上下方向である、Ｚ方向に駆動されるようになっている。

なお、４つのカセット用Ｚ駆動源２３は後述する制御装置３５によって同期して駆動される。それによって、一対のレール部材２１は水平な状態でＺ方向に駆動されるようになっている。

上記カセット２５は、図１に示すように四隅部が連結軸２６によって所定の間隔で連結された矩形状の一対の側板２７（一方のみ図示）を有する。一対の側板２７は上記基板ＷのＴＣＰ１２が仮圧着された側辺部の長さよりも大きな間隔で連結されている。

一対の側板２７の長手方向一端部にはシリコーン樹脂製やフッ素樹脂製の耐熱性を有するシート２８が巻装された繰り出し軸２９が上記側板２７に対して回転可能かつ着脱可能に設けられている。

上記側板２７の長手方向他端部には上記繰り出し軸２９に巻装されたシート２８を、複数の中継ローラ３１を介して巻き取る巻き取り軸３２が設けられている。この巻き取り軸３２は図２に示す巻き取りモータ３３によって回転駆動され、上記シート２８を上記巻き取り軸３２に所定長さずつ巻き取るようになっている。

図１に示すようにカセット２５が装置本体１の所定の位置に装着されると、このカセット２５に装着されたシート２８の繰り出し軸２９と巻き取り軸３２との間に位置する部分が基板ＷのＴＣＰ１２が仮圧着された側辺部の上方に対向位置するようになっている。
なお、上記Ｘ駆動源３、Ｙ駆動源５、テーブル用Ｚ駆動源７、θ駆動源１０、加圧用Ｚ駆動源１８、カセット用Ｚ駆動源２３及び上記巻き取りモータ３３は図２に示す制御装置３５によって駆動が制御されるようになっている。

つぎに、上記構成の実装装置によって基板Ｗの側辺部に仮圧着されたＴＣＰ１２を本圧着する場合について説明する。まず、図１に示すように装置本体１のレール部材２１にカセット２５が装着された状態で載置テーブル８が駆動され、ＴＣＰ１２が仮圧着された基板Ｗの側辺部がバックアップツール１４の上端面の上方に位置決めされる。ついで、載置テーブル８がＺ方向下方に駆動されて上記基板Ｗの側辺部の下面が上記バックアップツール１４の上端面に支持される。

ついで、テーブル用Ｚ駆動源７が作動して圧着ツール１５がＺ方向下方へ駆動される。それによって、圧着ツール１５はシート２８を介して基板Ｗの側辺部に所定間隔で設けられた複数のＴＣＰ１２を同時に加熱しながら加圧するから、異方性導電部材１１が溶融されて複数のＴＣＰ１２が基板Ｗの側辺部に本圧着されることになる。

ＴＣＰ１２を基板Ｗの側辺部に本圧着すると、圧着ツール１５と基板Ｗの側辺部との間に介在したシート２８の隣り合うＴＣＰ１２間に位置する部分は、図４（ａ）に鎖線で示すように圧着ツール１５によって異方性導電部材１１の隣り合うＴＣＰ１２間から露出した部分１１ａに加圧されて貼着される。つまり、シート２８は、隣り合うＴＣＰ１２間に形成された隙間の数に対応する複数箇所が異方性導電部材１１の隣り合うＴＣＰ１２間から露出した部分１１ａに貼着されることになる。

異方性導電部材１１の隣り合うＴＣＰ１２間から露出した部分１１ａに貼着したシート２８は以下のようにして剥離される。すなわち、本圧着が終了したならば、制御装置３５によって加圧用Ｚ駆動源１８が駆動されて圧着ツール１５が上昇方向に駆動される。このとき、シート２８の隣り合うＴＣＰ１２間に位置する部分は図４（ａ）に示すように基板Ｗの側辺部の異方性導電部材１１の隣り合うＴＣＰ１２間から露出した部分に貼着している。

圧着ツール１５がカセット２５に干渉しない位置まで上昇したならば、カセット用Ｚ駆動源２３によってカセット２５を上昇方向に駆動すると同時に、テーブル用Ｚ駆動源７が作動して載置テーブル８によって基板Ｗを上昇方向に駆動する。このとき、基板Ｗの上昇速度をＶ１、カセット２５の上昇速度をＶ２とすると、Ｖ１＜Ｖ２となるよう、これらの上昇速度が上記制御装置３５によって制御される。
なお、カセット２５の上昇駆動と、基板Ｗ上昇駆動は同期して行なわれるが、カセット２５をわずかに上昇させてから、基板Ｗの上昇を開始させるようにしてもよい。

このように、カセット２５とともに基板Ｗを上昇させ、しかも基板Ｗの上昇速度Ｖ１をカセット２５、つまりシート２８の上昇速度よりも遅くすると、シート２８の異方性導電部材１１に貼着された部分には張力が緩やかに加えられるから、図４（ｂ）に示すようにシート２８は異方性導電部材１１の露出した部分１１ａの幅方向両端部から徐々に剥離される。

さらに、基板Ｗを図４（ｃ）に示すように本圧着時の最初の位置から高さＨまで上昇させれば、シート２８に張力が引き続き緩やかに加わることで、そのシート２８は異方性導電部材１１の露出した部分１１ａの幅方向中央部を除くほとんどの部分が剥離されることになる。そして、カセット２５を基板Ｗに対してさらに上昇させれば、シート２８が基板Ｗの側辺部から確実に剥離されることになる。

このように、基板Ｗの側辺部の異方性導電部材１１のＴＣＰ１２から露出した部分に貼着したシート２８を剥離する際、単にカセット２５を上昇させるだけでなく、カセット２５の上昇速度Ｖ２よりも遅い速度Ｖ１で基板Ｗを上昇させるようにした。

そのため、シート２８は異方性導電部材１１の基板Ｗの側辺部に露出した部分１１ａから、カセット２５と基板Ｗとの上昇速度の差によって徐々に剥離されるため、異方性導電部材１１に貼着されたシート２８が基板Ｗを強く引っ張ってその基板Ｗを載置テーブル８から上昇させるということがない。

それによって、シート２８を異方性導電部材１１から剥離する際、基板Ｗを載置テーブル８から浮き上がらせて落下させるということがないから、基板Ｗに衝撃を与えて損傷させるのを防止することができる。

なお、基板Ｗの上昇速度Ｖ１とカセット２５の上昇速度Ｖ２の差（Ｖ２−Ｖ１）は、異方性導電部材１１の基板Ｗの側辺部に対する貼着力と、載置テーブル８に対する基板Ｗの吸着保持力とに応じて基板Ｗが載置テーブル８から浮き上がらないよう、制御装置３５によって設定可能である。

この発明の一実施の形態を示す実装装置の概略的構成図。 制御系統のブロック図。 一側部にＴＣＰが設けられた液晶パネルの平面図。 （ａ）〜（ｃ）は異方性導電部材に貼着されたシートが剥離される状態を順次示す説明図。

符号の説明

２…搬送手段、Ｗ…基板、７…テーブル用Ｚ駆動源（第１の上下駆動手段）、９…Ｚ可動体（第１の上下駆動手段）、１２…ＴＣＰ（電子部品）、１４…バックアップツール、１５…圧着ツール、２３…カセット用Ｚ駆動源（第２の上下駆動手段）、２５…カセット（シート供給手段）、２８…シート、３５…制御装置。

Claims (3)

1. 基板の側辺部の上面に異方性導電部材によって貼着された電子部品を実装する電子部品の実装装置であって、
   第１の上下駆動手段を有し、上記基板を水平方向及び上下方向に搬送する搬送手段と、
   この搬送手段によって搬送位置決めされた上記基板の上記電子部品が貼着された側辺部の下面を支持するバックアップツールと、
   上記基板が上記第１の上下駆動手段によって下降方向に駆動されて上記基板の側辺部の下面が上記バックアップツールによって支持されたときに、上記基板の上記側辺部の上面に貼着された電子部品を加圧加熱して実装する圧着ツールと、
   第２の上下駆動手段によって上下方向に駆動され上記圧着ツールによって上記電子部品を実装するときに上記基板の側辺部の上面と上記圧着ツールとの間に介在するシートを有するシート供給手段と、
   上記圧着ツールによって上記電子部品を上記基板に実装して上記圧着ツールを上昇させさせた後、上記第２の上下駆動手段によって上記シート供給手段を上昇させるとともに、上記第１の上下駆動手段によって上記基板を上昇させるときに、上記基板を上記シート供給手段よりも遅い速度で上昇させて上記電子部品の実装時に上記異方性導電部材の上記電子部品から露出した部分に貼着した上記シートを剥離させる制御手段と
   を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置。
2. 上記シート供給手段が着脱可能に装着される装着部が設けられ、
   上記第２の上下駆動手段は上記装着部とともに上記シート供給手段を上下方向に駆動することを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
3. 基板の側辺部の上面に異方性導電部材によって貼着された電子部品を実装する電子部品の実装方法であって、
   上記基板の上記電子部品が貼着された側辺部の下面をバックアップツールで支持する工程と、
   下面が支持された上記基板の側辺部の上面に貼着された電子部品を圧着ツールで加圧加熱して実装する工程と、
   上記電子部品を上記基板の側辺部の上面に実装するときに上記基板の側辺部の上面と上記圧着ツールとの間にシートを介在させる工程と、
   上記圧着ツールによって上記電子部品を上記基板に実装した後、上記圧着ツールを上昇させてから、上記シートを上昇させながら上記基板を上記シートよりも遅い速度で上昇させ、上記電子部品の実装時に上記異方性導電部材の上記電子部品から露出した部分に貼着した上記シートを剥離する工程と
   を具備したことを特徴とする電子部品の実装方法。

Images