JP7187034B2 - 貼り付け装置及び貼り付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、貼り付け装置及び貼り付け方法に関する。

従来から、フレキシブル配線基板（以下、単に基板という）に補強板や絶縁板などの貼付部材を貼り付けるための貼り付け装置がある。貼付部材には加熱硬化性の接着剤層が設けられている。このような貼り付け装置は、貼付部材を予めテープなどから打ち抜き加工によって成形しておき、この貼付部材をピックアップして基板の所定位置まで搬送し加熱圧着して基板に接着剤で貼り付けるというものである。このような貼り付け装置では、貼付部材をピックアップして搬送する搬送手段が必要となり、貼り付け装置が大型化してしまうという課題や、生産性が低いという課題があった。

そこで、上記従来の課題を解決するために、基板の上方においてパンチとダイプレートとからなるテープ打ち抜き機構を用いてテープから貼付部材を打ち抜く。そして、そのままパンチを基板に向かってパンチの打ち抜きストロークを延長させてパンチと圧着テーブルとで打ち抜かれた貼付部材を基板に押圧し、接着剤層を加熱して貼り付けるという貼り付け装置及び貼り付け方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５－４００６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の貼り付け装置では、ダイプレートを含む下型が貼り付け装置本体に圧着プレートを介して固定されていることから、テープ打ち抜き機構は、圧着プレートに対して平面方向及び高さ方向に移動することができない構成、或いは平面方向に回転することができない構成である。つまり、長尺のテープの長さ方向に１列に貼付部材を打ち抜き、基板に対して１列に貼り付けることになる。このことから、基板の送り方向に対して幅方向の複数個所に貼り付け位置が配置される場合、または貼り付け位置が不規則に配置される場合などには適用することができないという課題がある。

そこで、本発明は、このような課題の少なくとも一つを解決するためになされたもので、基板の送り方向及幅方向に規則的又は不規則に多数配置される貼り付け位置に貼付部材を貼り付けることが可能であり、タクトタイムを短縮し生産性を格段に高めることが可能な貼り付け装置及び貼り付け方法を提供しようとするものである。

［１］本発明の貼り付け装置は、熱硬化性の接着剤層を有するテープから貼付部材を打ち抜いて基板の複数の貼り付け位置に貼り付ける貼り付け装置であって、前記基板の裏面を支持しつつ前記基板を加熱する加熱テーブルと、前記基板の表面に対して上方側に隙間を有して配設されるヘッドユニットと、前記加熱テーブルと前記ヘッドユニットとの間に前記基板を送り込む基板送り機構と、を有し、前記ヘッドユニットは、パンチ及びダイプレートからなる金型を有するテープ打ち抜き機構と、前記パンチと前記ダイプレートとの間に前記テープを送り込むテープ送り機構と、前記貼り付け位置に対応して設けられたアライメントマークを一つずつ撮像して前記アライメントマークの位置から前記貼付部材の前記貼り付け位置を特定する撮像装置と、前記金型を前記貼付部材の貼り付け時の姿勢に合わせ、前記貼り付け位置に移動し、かつ前記基板と前記ダイプレートとの間の隙間を規定するヘッドユニット移動機構と、前記テープから前記貼付部材を打ち抜き、さらに打ち抜かれた前記貼付部材を前記基板に貼り付け可能な高さ位置に前記パンチを移動するパンチ駆動機構と、を有していることを特徴とする。

前述した従来技術では、金型が装置本体に固定されている。これに対して、本発明の貼り付け装置は、金型及び撮像装置を備えるヘッドユニットがヘッドユニット移動機構により基板に対して自在に移動可能な構成となっている。ヘッドユニットは、撮像装置を走査して貼り付け位置に対応して設けられたアライメントマークの一つひとつを撮像することによって貼り付け位置を特定する。ヘッドユニットは、金型を貼付部材の貼り付け時の姿勢に合わせ、特定された貼り付け位置に金型を移動し、パンチを駆動してテープから貼付部材を打ち抜き、さらにパンチのストロークを延長して貼付部材を基板に押圧する。

上記のような本発明の貼り付け装置によれば、特許文献１に記載の貼り付け装置においては、貼付部材を長尺のテープから貼付部材を長さ方向に１列に打ち抜き、長尺の基板に１列に貼り付けている。これに対し、上記のような本発明の貼り付け装置によれば、基板の送り方向及幅方向に規則的又は不規則に多数配置される貼り付け位置に貼付部材を貼り付けることが可能となり、かつ、タクトタイムを短縮し生産性を格段に高めることが可能となる。

なお、上記基板には、フレキシブル配線基板やフレキシブル基板など、或いはリジット配線基板などに適用可能である。また、アライメントマークとしては、位置検出用のマーカー、基板の配線パターン、スルーホール及び素子配置用ホールなどでもよい。

［２］本発明の貼り付け装置においては、前記ヘッドユニット移動機構は、前記ヘッドユニットを前記加熱テーブルの上面に平行なＸ軸方向に移動するＸ軸駆動機構、前記加熱テーブルの上面に平行な方向であって前記Ｘ軸に直交するＹ軸方向に移動するＹ軸駆動機構、Ｘ－Ｙ平面に対して垂直方向に移動するＺ軸駆動機構及びＺ軸を回転軸として回転するθ軸駆動機構を有していることが好ましい。

ここで、基板の送り方向をＸ軸方向、基板の幅方向をＹ軸方向、Ｘ－Ｙ平面に対して垂直方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸回りに回転する方向をθ軸方向とする。ヘッドユニット移動機構は、Ｘ軸駆動機構及びＹ軸駆動機構によって金型を特定された貼り付け位置に移動させる。Ｚ軸移動機構は、金型（パンチ）が貼付部材を基板に貼り付け可能な高さ位置又は基板送りが可能な高さ位置に制御する。θ軸駆動機構は、金型の姿勢を貼付部材の貼り付け時の所定の姿勢に合わせる。このような構成にすることによって、貼付部材を基板上の特定された貼り付け位置に、適切な姿勢で貼り付けることが可能となる。

［３］本発明の貼り付け装置においては、前記パンチは、前記貼付部材の表面を真空吸着する吸着孔と、前記貼付部材を前記基板に押圧する押圧面とを有していることが好ましい。

このように、パンチが吸着孔を有していることから、テープから打ち抜かれた貼付部材を基板に貼り付けるまで真空吸着しているため、貼付部材を位置ずれがない状態で基板に貼り付けることが可能となる。また、パンチが押圧面を有しており、貼付部材の外形形状がパンチの外形形状と同じであることから、貼付部材全体を均一に押圧することができる。

［４］本発明の貼り付け装置においては、前記パンチ駆動機構は、前記パンチを上下動するエアシリンダ及び前記エアシリンダのピストンと前記パンチを保持するガイドプレートとを連結する連結部材を有し、前記連結部材には、前記吸着孔が連通する真空吸引路が設けられていることが好ましい。

パンチは、エアシリンダによって上下運動をする。エアシリンダは、駆動ストロークの範囲内においてテープの打ち抜き力を備え、基板に貼付部材を貼り付ける際に基板にダメージを与えない適切な押圧力で制御することができる。また、エアシリンダは簡単な構造でユニット化でき、テープ打ち抜き機構を小型化することが可能となる。連結部材には吸着孔が連通する真空吸引路が設けられていることから、上下動するパンチであっても打ち抜かれた貼付部材を安定して真空吸引を行うことが可能となる。

［５］本発明の貼り付け装置においては、前記パンチが前記貼付部材を前記基板に押圧する際に、前記押圧面の下限位置が前記基板の許容圧縮量の範囲内となるように前記エアシリンダの前記加熱テーブルからの位置を調整し固定することが好ましい。

パンチが貼付部材を基板に押圧する際に、押圧面の下限位置が基板の許容圧縮量の範囲内となるようにエアシリンダの加熱テーブルからの位置を調整し固定する。このことによって、基板を圧縮しすぎて基板に反りや変形が発生することを防ぎ、或いは、押圧できなかったりすることを防ぐことが可能となる。なお、上記基板の許容圧縮量とは、基板の反りや変形しない範囲の圧縮量の値である。押圧面の下限位置（最も基板に近づく位置のこと）は、ピストンの下死点とエアシリンダの位置によって規定される。

［６］本発明の貼り付け装置においては、前記パンチによって前記テープから前記貼付部材を打ち抜く際に、前記パンチの周囲において前記テープを前記ダイプレートに押圧するストリッパーをさらに有し、前記ストリッパーは、前記テープを前記ダイプレートに押圧するストリッパープレートと、前記ストリッパープレートを前記ダイプレート側に付勢するバネと、前記ダイプレートに設けられたガイド孔に挿通可能なガイドピンと、を有していることが好ましい。

ストリッパーを設けることによって、バネの付勢力によってテープに皺や弛みが無いように適切な押圧力で押えてテープを打ち抜くことができる。また、ストリッパープレートは、ガイドピンを設けることによってダイプレートに対する位置ずれを抑え、パンチ４４とのクリアランスを抑えることができ、ダレや破断面が小さい貼付部材を形成することが可能となる。

［７］本発明の貼り付け装置においては、前記テープ送り機構は、ロール状に巻かれた長尺の前記テープを前記パンチと前記ダイプレートとの間に送り出すテープ送出しロールと、前記貼付部材が打ち抜かれた前記テープを巻き取るテープ巻き取りロールと、前記テープ巻き取りロールと前記ヘッドユニットとの間に配設され、前記テープを前記テープ巻き取りロール側に間歇的に送るニップロールと、を有していることが好ましい。

テープ送り機構は、テープ送出しロール、テープ巻き取りロール及びニップロールを有していることから、テープに適切な張力を与えつつ所定の送りピッチで間歇的に送ることが可能となる。また、ニップロールを配設することによって、薄く、撓みやすいテープを決められたピッチで送ることができる。

［８］本発明の貼り付け装置においては、前記テープは、前記接着剤層を保護する保護テープを有し、前記ヘッドユニットは、前記貼付部材を打ち抜く前に剥離された前記保護テープを巻き取る保護テープ巻き取りロールをさらに有していることが好ましい。

テープに設けられている接着剤層の表面には汚れや予期しない接着物の付着が発生することを防ぐために保護テープが積層されている。そこで、貼付部材を打ち抜く前には保護テープを剥離する。この際、ヘッドユニットは、保護テープ巻き取りロールを有していることから保護テープを剥離除去しながら打ち抜き作業を行うことが可能となる。なお、接着剤層として熱硬化性の接着剤としている。接着剤層は、加熱しなければ接着力が発生しないため保護テープを剥離ししてもテープの移送及び打ち抜きの際に接着剤層があることが影響することはない。

［９］本発明の貼り付け装置においては、前記基板送り機構は、ロール状に巻かれた長尺の前記基板を前記加熱テーブル上に送り出す基板送出しロールと、前記貼付部材が貼り付けられた前記基板を巻き取る基板巻き取りロールと、をさらに有していることが好ましい。

基板送出しロール及び基板巻き取りロールは、ヘッドユニットとは独立して装置本体側に配設されることから、基板の給除材に係る手間を最小限に抑えることが可能となる。また、基板送出しロールと基板巻取りロールとを同期制御すれば、基板の送り精度を確保することが可能となる。

［１０］本発明の貼り付け装置においては、前記ダイプレートは、前記ダイプレートベースの下面側に固定されており、前記ダイプレートベースは、前記ストリッパープレートが挿通可能な貫通孔を有し、前記ダイプレートと前記ダイプレートベースとの接合面に前記ダイプレートの外側面から前記貫通孔に連通し前記テープを挿通するテープ挿通孔を有し、前記テープ挿通孔の下面は前記ダイプレートの上面であることが好ましい。

ダイプレートとダイプレートベースとの接合面にダイプレートの外側面から貫通孔に連通しテープを挿通するテープ挿通孔を有している。このことによって、テープ打ち抜き時にテープの幅方向の位置ずれ及び浮き上がりを抑えることが可能となる。また、テープをテープ打ち抜き機構にセットする際に、予めテープ挿通孔にテープを挿通しておけば、例えば厚みが１０μｍ～５０μｍの薄いフィルム状のテープのテープ打ち抜き機構へのセットを容易に行うことが可能となる。

［１１］本発明の貼り付け装置においては、前記加熱テーブルと前記基板巻き取りロールとの間に配設され、前記貼付部材が貼り付けられた前記基板を挟んで押圧する押圧装置をさらに有していることが好ましい。

テープから打ち抜かれた貼付部材は、パンチによって基板に押圧されて貼り付けられる。そこで、貼付部材が貼り付けられた基板を挟んで押圧する押圧装置をさらに配設し、貼り付け領域における貼り付けが済んだところで、貼り付け領域を一括して押圧することによって、基板を巻き取る際に貼付部材が基板から剥がれたり、位置ずれが発生したりすることを防止できる。押圧装置による押圧動作は、貼付部材の打ち抜き動作及び貼り付け動作の間に行うことができるため、タクトタイムには影響しない。

［１２］上記［１］から［１１］のいずれかに記載の貼り付け装置を使用して、前記接着剤層を有する前記テープから前記貼付部材を打ち抜いて前記基板に貼り付ける貼り付け方法であって、前記加熱テーブルを前記接着剤層が接着可能な温度に加熱する工程と、前記基板上に前記撮像装置を走査し、前記貼り付け位置に対応して設けられている複数の前記アライメントマークの一つひとつを撮像し、前記貼り付け位置を特定する工程と、前記金型を前記貼付部材の貼り付け時の所定の姿勢に合わせる工程と、前記金型を特定された前記貼り付け位置に移動する工程と、前記パンチで前記テープの貼付部材打ち抜き部を真空吸着しつつ、前記貼付部材を前記テープから打ち抜く工程と、前記貼付部材を前記基板に貼り付ける工程と、貼り付けられた前記貼付部材の真空吸着を解除する工程と、前記パンチを上昇させる工程と、を含むことを特徴とする。

なお、貼り付け部材打ち抜き部とは、テープから打ち抜く前の貼付部材の位置をさす。このような貼り付け方法では、まず、加熱テーブルを接着剤層が接着可能な温度に加熱し、基板上に撮像装置を走査し、貼り付け位置に対応して設けられている複数のアライメントマークの一つひとつを撮像することによって貼り付け位置を特定する。そして、金型を特定された貼付部材の貼り付け時の所定の姿勢に合わせた後、金型を特定された貼り付け位置に移動し、パンチでテープの貼付部材打ち抜き部を真空吸着しつつ、貼付部材をテープから打ち抜き、貼り付け部材を基板に貼り付ける。貼り付け後、パンチを上昇させる。このような貼り付け方法によれば、基板の送り方向及び幅方向に規則的又は不規則に多数配置されている貼り付け位置に貼付部材を貼り付けることが可能であり、生産性を格段に向上することが可能となる。

［１３］本発明の貼り付け方法においては、前記基板の貼付対象領域内において前記貼付部材を貼り付ける工程が終了した後、前記貼付部材が貼り付けられた貼り付け領域を押圧装置に移送する工程と、前記貼付部材が貼り付けられた前記基板を上押圧板と下押圧板とでさらに押圧する工程と、を含むことが好ましい。

このような貼り付け方法によれば、貼付部材が貼り付けられた基板を押圧装置でさらに押圧することによって、基板を基板巻き取りロールで巻取る際に貼付部材が基板から剥がれたり、位置ずれが発生したりすることを防止できる。押圧装置による押圧動作は、テープ打ち抜き機構による貼付部材の貼り付け動作中に行うことからタクトタイムには影響しない。

貼付部材１を打ち抜いて形成する素材となる長尺のテープ２の一部を示す図である。 基板３の一部を示す平面図である。 貼り付け装置２０の全体の概略構成を示す斜視図である。 ヘッドユニット２３の構成を示す正面図である。 ヘッドユニット２３を図４に示すメインプレート５０の背面側から見た背面図である。 テープ打ち抜き機構２４を図４に示すＡ－Ａ切断線で切断した断面図である。 金型５５の下型に相当するダイプレート４０及びダイプレートベース４２を上方ら見た平面図である。 図７に示すＡ－Ａ切断線で切断した断面図である。 図７に示すＢ－Ｂ切断線で切断した断面図である。 ダイプレート４０とストリッパープレート７１との位置合わせ構造を示す平面図である。 図１０に示すＡ－Ａ切断線で切断した断面図である。 貼り付け方法の主要な工程を示す工程フロー図である。 貼り付け位置８を特定する工程を説明する説明図である。 金型５５を貼り付け位置に移動した状態を示す図である。 テープ２から貼付部材１を打ち抜いた状態を示す図である。 貼付部材１を基板３に貼り付けた状態を示す図である。 貼付部材１が貼り付けられた基板３の一部を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る貼り付け装置２０及び貼り付け装置２０を使用する貼り付け方法について図１～図１７を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各図面は、一部形状を簡略化或いは誇張又は一部を省略した模式図である。また、各図の縮尺はそれぞれ異なる図である。

［テープ２及び基板３の構成］
まず、貼付部材１の素材となるテープ２及びテープ２から打ち抜かれた貼付部材１を貼り付ける被貼付部材である基板３の構成について説明する。

図１は、貼付部材１を打ち抜いて形成する素材となる長尺のテープ２の一部を示す図である。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ切断線で切断した断面図である。テープ２は、貼付部材１を打ち抜くことが可能な幅を有し、例えば、１０μｍ～５０μｍの厚みを有する。テープ２は、ポリイミド（ＰＩ）などの耐熱性を有するベーステープ４と、ベーステープ４の一面に積層された熱硬化性の接着剤層５と、接着剤層５を保護するための保護テープ６とから構成されている。テープ２は、ロールに巻き取ることが可能な程度の可撓性を有している。テープ２から貼付部材１を打ち抜く前に少なくとも打ち抜き部の保護テープ６を剥離する。

従って、打ち抜かれた貼付部材１は、ベーステープ４と接着剤層５とから構成されることになる。貼付部材１は基板３に対してカバーレイフィルムとしての機能や、補強又は絶縁などの機能を有するものとすることが可能であり、後述する金型５５（図６参照）で打ち抜き可能であれば金属製であってもよい。図中矢印は、テープ２の送り方向を示している。また、図１（ａ）に示す貼付部材１の形状は１例であってこれに限定されるものではなく、貼付部材１の機能に応じた任意の形状に対応することが可能である。なお、以降の説明では、ベーステープ４に接着剤層５が積層されたものをテープ２と記載することがある。

図２は、基板３の一部を示す図であり、図２（ａ）は、平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の点線Ａで囲んだ領域を拡大して説明する図である。図２に示す基板３の例は、幅が２５０ｍｍの長尺の幅広のテープ状の基板であって、例えば、フレキシブル配線基板などである。基板３は、ロール状に巻き取ることが可能な程度の厚みと可撓性を有する。図２に示す基板３は、貼付部材１を貼り付けた後に切り離して一つの製品となる製品ユニット７が縦・横に４個ずつ整列配列する例である。但し、この配列は１例であって、特に限定されるものではなく、より多い場合や少ない場合など適宜設定可能である。また、縦・横に整列配置しない場合もある。なお、図２において紙面上方（図示する面）を表面、その裏側を裏面とする。

製品ユニット７には、貼り付け位置８が示されている。貼り付け位置８は、図示する例においては円で囲まれた範囲であり、貼付部材１の貼り付け可能な範囲を表している。貼り付け位置８の表面は、基板３が積層配線基板であれば最上層のフィルムを除去して形成することができ、貼り付け位置８の表面には配線パターン（図示は省略）の一部が露出する。貼り付け位置８には、十文字のアライメンマーク９が形成されている。アライメントマーク９の位置及び形状は図２に示す例に限らず、貼り付け位置８以外の位置に配置してもよい。例えば、製品ユニット７内の離間した２か所にアライメントマーク９を配置してもよく、配線パターンの一部など識別可能であればアライメントマークとすることが可能である。

図２（ｂ）に示すように、貼付部材１は、貼り付け位置８内の所定位置に所定の姿勢で貼り付けられる。図２において仮想線で囲まれた貼付領域１０は、後述する貼付部材１の貼り付け工程（押圧工程）の１単位である。詳しくは貼り付け方法の項で説明するが、１６個の製品ユニット７に貼付部材１を全て貼り付けた後、基板３は次の貼付領域１０に移送される。よって、この１単位が貼付（押圧）工程の１サイクルとなる。つまり、図２（ａ）に示す貼付領域１０において貼付部材１の貼り付けがすべて終了したところで、基板３は次の貼付領域１０の位置まで移送される。図中矢印は基板３の送り方向を示している。なお、図２（ａ）において、基板３の長さ方向（送り方向）をＸ軸、幅方向をＹ軸とする。

［貼り付け装置２０の構成］
図３は、貼り付け装置２０全体の概略構成を示す斜視図である。なお、以降の説明においては、図３に示す貼り付け装置２０の長さ方向をＸ軸（基板の送り方向と同じ）、Ｘ軸に直交する方向をＹ軸、Ｘ－Ｙ平面に垂直方向をＺ軸又は上下方向とし、Ｚ軸を回転中心とする回転軸をθ軸として説明する。後述する貼り付け装置２０の主要な機構は、図示しない制御装置及び圧空供給装置などが格納されるベース基台２１の上部に配設されている。

貼り付け装置２０は、基板３の裏面を支持しつつ基板３を加熱する加熱テーブル２２と、加熱テーブル２２の上方、すなわち基板３の表面に対して上方側に隙間を有して配設されるヘッドユニット２３とを有している。ヘッドユニット２３は、テープ２から貼付部材１を打ち抜き、打ち抜かれた貼付部材１を基板３の所定位置に貼り付けるテープ打ち抜き機構２４を有している。ヘッドユニット２３及びテープ打ち抜き機構２４の詳しい構成については、図４～図６を参照して後述する。

貼り付け装置２０は、ヘッドユニット移動機構として、ヘッドユニット２３を加熱テーブル２２の上面に平行なＸ軸方向に移動するＸ軸駆動機構２５、ヘッドユニット２３をＹ軸方向に移動するＹ軸駆動機構２６，２６、ヘッドユニット２３をＺ軸方向に移動するＺ軸駆動機構２７、及びヘッドユニット２３をＺ軸回りに回転するθ軸駆動機構２８を有している。さらに、ヘッドユニット２３は、テープ２をテープ打ち抜き機構２４に間歇的に送り込むテープ送り機構２９を有している。従って、テープ送り機構２９は、ヘッドユニット２３と一体でＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に移動可能であり、Ｚ軸回りに回転可能である。図３に示す例においては、Ｘ軸駆動機構２５及びＹ軸駆動機構２６は駆動源としてボールネジ機構を使用し、Ｚ軸駆動機構２７及びθ軸駆動機構２８は駆動源としてサーボモータを使用している。なお、テープ送り機構２９の詳しい説明は図４を参照して後述する。また、貼り付け装置２０は、テープ打ち抜き機構２４と加熱テーブル２２との間に基板３を送り込む基板送り機構３０を有している。

基板送り機構３０は、ヘッドユニット２３の図示Ｘ軸方向の左方側端部に配置される基板送出しロール３１と、右方側端部に配置される基板巻き取りロール３２とを有している。基板巻き取りロール３２は、基板３に一定のテンション掛けながら基板３を図示右方向に間歇的に移送する。具体的には、図２に示すように貼り付け領域１０内の貼付動作中には基板３の移送を停止し、貼り付け領域１０において貼付動作の１サイクルが終了したところで次の貼り付け領域１０まで基板３を移送して停止する。基板巻き取りロール３２は、駆動装置３６内に配設されるサーボモータ（図示は省略）によって駆動される。加熱テーブル２２と基板巻き取りロール３２との間には、押圧装置３３が配設されている。押圧装置３３は、上押圧板３４と下押圧板３５とを有しており、上押圧板３４と下押圧板３５との間に、ヘッドユニット２３において貼付部材１が貼り付けられた基板３を通し、貼り付け領域１０内の全体を再度押圧する装置である。従って、押圧装置３３は、基板３の移送を停止している間に押圧動作を実行することからタクトタイムに影響しない。但し、ヘッドユニット２３において貼付部材１の充分な接着力が得られることが確認できれば、押圧装置３３を省略できる。なお、図３に示す矢印は、基板３の送り方向を表している。

図４は、ヘッドユニット２３の構成を示す正面図である。ヘッドユニット２３は、テープ打ち抜き機構２４とテープ送り機構２９とから構成されている。テープ打ち抜き機構２４は、ダイプレート４０、ダイプレート４０を固定支持するダイプレートベース４２、ストリッパー４３、パンチ４４（図６参照）及びパンチ駆動機構としてのエアシリンダ５６を有している。ダイプレートベース４２及びエアシリンダ５６はヘッドブロック４１に固定され、ヘッドブロック４１はメインプレート５０に固定される。ダイプレート４０を一般にダイと呼称されることがある。また、ストリッパー４３は、いわゆる可動ストリッパーである。

テープ送り機構２９は、ロール状に巻かれた長尺のテープ２をテープ打ち抜き機構２４に送り出すテープ送出しロール４５と、貼付部材１が打ち抜かれたテープ２を巻き取るテープ巻き取りロール４６とを有している。テープ巻き取りロール４６とテープ打ち抜き機構２４との間には、テープ２をテープ巻き取りロール４６側に間歇的に送るニップロール４７が配設されている。さらに、テープ送り機構２９は、テープ送出しロール４５に巻かれたテープ２から保護テープ６を剥離して巻き取る保護テープ巻き取りロール４８を有している。テープ送出しロール４５、テープ巻き取りロール４６及び保護テープ巻き取りロール４８は、ニップロール４７の間歇的なテープ送り動作に同期して回転するように制御される。テープ打ち抜き機構２４のテープ送り方向前後には一対のローラ４９，４９が配設されており、テープ２にテンションを掛けながらダイプレート４０の上面にテープ２が沿うように高さ位置及び幅方向位置を規制している。図４において、テープ２及び保護テープ６の送り方向を矢印で表している。

テープ打ち抜き機構２４、テープ送出しロール４５、テープ巻き取りロール４６、ニップロール４７及びローラ４９，４９は、メインプレート５０の同一面側に配設されており、一体でＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動し、Ｚ軸回りに回転することが可能となるように構成されている。図４に示す例は、ダイプレート４０と加熱テーブル２２上に支持されている基板３との間に約２０ｍｍの隙間を有する基板送り時の状態を表している。

図５は、ヘッドユニット２３を図４に示すメインプレート５０の背面側から見た背面図である。メインプレート５０の背面には撮像装置５１が取り付けられている。撮像装置５１は、例えばＣＣＤカメラであり、前述した基板３に設けられたアライメントマーク９を撮像し、各アライメントマークの位置を特定する。撮像装置５１の光軸Ｐは、メインプレート５０に平行であり、かつ加熱テーブル２２に対して垂直であって、パンチ４４（図６参照）の中心軸から一定の距離となるように固定されている。撮像装置５１は、テープ打ち抜き機構２４から一定の距離を維持して移動する。従って、撮像装置５１は、ヘッドユニット２３が移動してもテープ打ち抜き機構５１との相対的な位置関係は変わらない。撮像装置５１によって特定されたアライメントマーク９の位置から貼付部材１の貼り付け位置を特定し、テープ打ち抜き機構２４、すなわちダイプレート４０及びパンチ４４（図６参照）によるテープ打ち抜き位置を貼り付け位置８に合わせる。続いて、テープ打ち抜き機構２４の構成について図６を参照して説明する。

図６は、テープ打ち抜き機構２４を、図４に示すＡ－Ａ切断線で切断した断面図である。なお、図６は、テープ打ち抜き前の状態を表している。テープ打ち抜き機構２４は、上型であるパンチ４４、下型であるダイプレート４０及びストリッパー４３で構成される金型５５と、パンチ４４及びストリッパー４３を上下動するパンチ駆動機構としてのエアシリンダ５６とを有している。エアシリンダ５６は、ヘッドブロック４１の天板部５７に垂直に固定されている。すなわち、エアシリンダ５５は、加熱テーブル２２の表面に対して垂直方向にパンチ４４及びストリッパー４３を駆動する。

エアシリンダ５６は、シリンダ筒５８内にピストン５９を有する単動シリンダである。エアシリンダ５６は、Ｌ字型の空気供給管６０，６１を有し、空気供給管６０から空気路６２を介して空気を供給することによってピストン５９を上死点側に押し下げる（図中仮想線で示す）。一方、空気供給管６１から空気を供給することによってピストン５９を下死点側に押し上げる。ピストン５９は、連結部材６３を介してガイドプレート６４に連結されている。連結部材６３は、一方の端部をピストンロッド６５に螺着し、他方の端部をガイドプレート６４に固定されたパンチ固定ブロック６６に嵌着している。連結部材６３には空気吸引管６７が配設されている。空気吸引管６７は、連結部材６３及びパンチ固定ブロック６６に設けられた真空吸引路６８に連通し、真空吸引路６８はパンチ４４を軸方向に貫通する吸着孔６９に連通している。吸着孔６９は、打ち抜かれた貼付部材１を真空吸着することによって、貼付部材１を打ち抜いてから基板３に貼り付けるまで移動する間に貼付部材１の位置や姿勢がずれないように貼付部材１を真空吸着する。ガイドプレート６４は、パンチ４４を固定することからパンチホルダーと呼称されることがある。図６に記載の空気供給管６０，６１は、実際にはシリンダ筒５８のＸ軸方向に配置されている。

パンチ４４は、ガイドプレート６４に軸固定されると共に、パンチ固定ブロック６６によってテープ２を打ち抜く際及び貼付部材１を基板３に貼り付ける際にガイドプレート６４から抜け出ないように補強されている。パンチ４４は、ガイドプレート６４、ストリッパー４３の上プレート７０及びストリッパープレート７１を貫通し、テープ２から貼付部材１を打ち抜き、さらに打ち抜かれた貼付部材１を基板３に貼りつける位置まで移動する。パンチ４４の加熱テーブル２２側の端面は、打ち抜かれた貼付部材１を基板３に押圧する押圧面７２である。

パンチ４４は、テープ２から貼付部材１を打ち抜いて基板３に押圧する。パンチ４４が貼付部材１を基板３に押圧（貼り付ける）ときに基板３（貼付部材１も含まれる）には押圧力が加えられる。この押圧力によって基板３が圧縮されることがある。この圧縮量が大きくなりすぎると基板３に反りや変形が発生する。また、貼付部材１が基板３に接触しなければ貼り付けることはできない。パンチ４４の押圧面７２の下限位置（最も基板３に近づく位置のこと）は、ピストン５９の上死点とエアシリンダ５６のヘッドユニット２３への取付け位置によって規定される。本例のエアシリンダ５６は、単動シリンダであることからピストン５９のストロークは一定である。そこで、Ｚ軸駆動機構２７によって、ヘッドユニット２３の加熱テーブル２２からの距離が基板を圧縮しすぎたり、押圧できなかったりすることがない位置になるように調整し、その位置を固定する。

ダイプレート４０は、ダイプレートベース４２の下面に固定され、ダイプレートベース４２は、ヘッドブロック４１の下側端面に固定される。金型５５において、ダイプレート４０はダイプレートベース４２の上面に固定されることが一般的であるが、本実施の形態においては、パンチ４４でテープ２から貼付部材１を打ち抜き、さらに基板３に押圧することから、打ち抜き後のパンチストロークを抑える意味でダイプレート４０をダイプレートベース４２の下面側に固定している。なお、ダイプレート４０は、ダイプレートベース４２に立てられた４本の位置決めピン７３（図７参照）によってダイプレートベース４２に対して位置が規定され、図示しないネジなどの固定部材によって強固に固定される。

ストリッパー４３は、ガイドプレート６４にストリッパー４３自体を固定する上プレート７０、テープ２をダイプレート４０に押さえつけるストリッパープレート７１及び上プレート７０とストリッパープレート７１とを連結するストリッパーボルト７４を有している。ストリッパーボルト７４は、上方側が上プレート７０に挿通され、下方側がストリッパープレート７１に螺着されている。ストリッパーボルト７４の頭部７５でストリッパープレート７１のダイプレート４０側への移動を規制している。上プレート７０とストリッパープレート７１との間には、ストリッパーボルト７４を巻くようにバネ７６が配設されている。なお、ストリッパーボルト７４は、ストリッパープレート７１の４隅に配設されている（図１０参照）。ストリッパープレート７１には、ガイドピン押えプレート９０がネジ９１によって固定されている。ガイドピン押えプレート９０は、後述するストリッパープレート７１とダイプレート４０との位置を規制するガイドピン９２（図１０及び図１１参照）の抜けを防止するために設けられている。

ピストン５９によってガイドプレート６４を押し下げると、上プレート７０はガイドプレート６４と共に降下し、バネ７６の付勢力でストリッパープレート７１がテープ２をダイプレート４０に押圧する。ピストン５９によってガイドプレート６４を引き上げると、上プレート７０及びストリッパーボルト７４はガイドプレート６４と共に上昇し、ストリッパープレート７１を引上げてテープ２の押圧を解除し、ストリッパープレート７１とダイプレート４０との間にテープ２を送ることが可能な隙間を形成する。

ダイプレートベース４２には、平面方向４隅にガイドポスト７７が固定されている（図７参照）。ガイドポスト７７は、ガイドプレート６４に設けられたガイドブッシュ７８に挿通される。ガイドポスト７７によって、ダイプレートベース４２に対するガイドプレート６４の位置が決定される。なお、図６では、ストリッパープレート７１がテープ２を押圧している状態を表している。パンチ４４のダイプレート４０側の先端部は、貼付部材１の外形形状に形成され、ストリッパープレート７１のパンチ挿通孔７９に挿通される。パンチ挿通孔７９とパンチ４４とのクリアランスは小さいほど高精度に貼付部材１を形成することが可能となる。次に、ダイプレート４０及びダイプレートベース４２の構成について図６及び図７～図９を参照して説明する。

図７は、金型５５の下型に相当するダイプレート４０及びダイプレートベース４２を説明する上方ら見た平面図である。図８は、図７に示すＡ－Ａ切断線で切断した断面図、図９は、図７に示すＢ－Ｂ切断線で切断した断面図である。なお、図７～図９では、ダイプレート４０とダイプレートベース４２との間にテープ２を挿通した状態を表し、ストリッパープレート７１を仮想線で表している。なお、図８及び図９では、厚み方向を誇張して記載している。

ダイプレート４０は、中央部にテープ２から貼付部材１を打ち抜くためのパンチ孔８０を有しており、ダイプレートベース４２の下面４２ａに固定されている。ダイプレートベース４２には、中央部に長方形の貫通孔８１が形成されており、貫通孔８１の内側にパンチ孔８０及びテープ２が露出する。貫通孔８１には、ストリッパープレート７１が挿入され、ストリッパープレート７１が貫通孔８１内において上下動する。ダイプレートベース４２の下面４２ａには、テープ２の送り方向に沿って、テープ２を挿通することが可能な溝８２が形成されている。

溝８２は、ダイプレートベース４２とダイプレート４０とが上下に交差する範囲ではテープ挿通孔８３となる。テープ挿通孔８３は、パンチ孔８０を挟んでＸ軸方向の両側に配設される。このテープ挿通孔８３にテープ２を挿通することによって、テープ２の幅方向中央部が、パンチ孔８０の概ね中央部に交差するように位置を規制する。テープ挿通孔８３の下面はダイプレート４０の上面４０ａと一致しているため支障なくテープ送りを行うことができる。

なお、図７～図９に示すテープ挿入孔８３は、ダイプレートベース４２に溝８２を形成し、ダイプレート４０を固定することによって構成されているが、ダイプレート４０に溝を形成し、ダイプレートベース４２を固定することによって構成するようにしてもよい。或いは、ダイプレート４０とダイプレートベース４２との間に、スペーサ―を介在させてテープ挿入孔８３を構成することも可能である。

また、図６及び図７に示すように、ダイプレートベース４２には、４本のガイドポスト７７が立てられており、ガイドポスト７７はガイドプレート６４を軸方向に移動可能に案内する。また、ダイプレート４０は、ダイプレートベース４２に立てられた４本の位置決めピン７３によってダイプレートベース４２に対して位置が規制される。このようにして、ダイプレートベース４２とガイドプレート６４との位置及びダイプレート４０とダイプレートベース４２との位置が規制される。本実施の形態においては、テープ２の厚みが１０μｍ～５０μｍのポリイミドなどの薄い樹脂テープであることから、貼付部材１を精度よく打ち抜くためには、パンチ４４（パンチ孔８０を含む）の直近の周囲をストリッパー４３で押圧する。従って、パンチ４４とストリッパープレート７１のパンチ挿通孔７９との間のクリアランスは小さいほどよいことから、ダイプレート４０とストリッパープレート７１との相対的な位置精度を高めることが求められる。このことについて図１０及び図１１を参照して説明する。なお、ダイプレート４０とパンチ４４との相対的な位置は、ツーリング時に高精度に位置合わせされている。

図１０は、ダイプレート４０とストリッパープレート７１との位置合わせ構造を示す平面図である。図１１は、図１０に示すＡ－Ａ切断線で切断した断面図である。ストリッパープレート７１には４本のガイドピン９２が立てられている。ガイドピン９２は鍔９２ａを有している。鍔９２ａは、ガイドピン押えプレート９０によってストリッパープレート７１から抜けないように押えられている。ガイドピン押えプレート９０は、２本のネジによってストリッパープレート７１に固定される（図６参照）。図１１に示すように、ガイドピン９２は、ダイプレート４０に設けられたガイド孔９３に進退可能に挿通され、ストリッパープレート７１の上下動に伴い上下動する。このような構成にすることによって、ストリッパープレート７１はダイプレート４０に対して平面方向の位置を高精度に維持しながら上下動することが可能となる。

以上説明した貼り付け装置２０は、熱硬化性の接着剤層５を有するテープ２から貼付部材１を打ち抜いて基板３の複数の貼り付け位置８に貼り付ける貼り付け装置である。貼り付け装置２０は、基板３の裏面を支持しつつ基板３を加熱する加熱テーブル２２と、基板３の表面に対して上方側に隙間を有して配設されるヘッドユニット２３と、加熱テーブル２２とヘッドユニット２３との間に基板３を送り込む基板送り機構３０とを有している。ヘッドユニット２３は、パンチ４４及びダイプレート４０からなる金型５５を有するテープ打ち抜き機構２４と、パンチ４４とダイプレート４０との間にテープ２を送り込むテープ送り機構２９と、貼り付け位置８に対応して設けられたアライメントマーク９を一つずつ撮像してアライメントマーク９の位置から貼付部材１の貼り付け位置８を特定する撮像装置５１とを有している。さらに、貼り付け装置２０は、金型５５を貼付部材１の貼り付け時の姿勢に合わせて貼り付け位置８に移動し、かつ基板３とダイプレート４０との間の隙間を規定するヘッドユニット移動機構と、テープ２から貼付部材１を打ち抜き、さらに打ち抜かれた貼付部材１を基板３に貼り付け可能な高さ位置にパンチ４４を移動するパンチ駆動機構５４と、を有している。

前述した従来技術では、金型が装置本体に固定されていることに対して、貼り付け装置２０では、金型５５及び撮像装置５１を備えるヘッドユニット２３がヘッドユニット移動機構により基板３に対して自在に移動可能な構成となっている。ヘッドユニット２３は、撮像装置５１を走査して貼り付け位置８に対応して設けられるアライメントマーク９の一つひとつを撮像することによって貼り付け位置８を特定する。ヘッドユニット２３は、金型５５を貼付部材１の貼り付け時の姿勢に合わせ、特定された貼り付け位置に金型を移動し、パンチ４４を駆動してテープ２から貼付部材１を打ち抜き、さらにパンチ４４のストロークを延長し貼付部材１を基板３に押圧する。

このような貼り付け装置２０によれば、特許文献１に記載の貼り付け装置においては、貼付部材１を長尺のテープ２の長さ方向に１列に打ち抜き、長尺の基板３に対して１列に貼り付けている。これに対し、貼り付け装置１によれば、基板３の送り方向及幅方向に規則的又は不規則に多数配置される貼り付け位置８に貼付部材１を貼り付けること可能となり、かつ、タクトタイムを短縮し生産性を格段に高めることが可能となる。

また、ヘッドユニット移動機構は、ヘッドユニット２３を加熱テーブル２２の上面に平行なＸ軸方向に移動するＸ軸駆動機構２５、加熱テーブル２２の上面に平行な方向であってＸ軸に直交するＹ軸方向に移動するＹ軸駆動機構２６、Ｘ－Ｙ平面に対して垂直方向に移動するＺ軸駆動機構２７及びＺ軸を回転軸として回転するθ軸駆動機構を有している。

ヘッドユニット移動機構は、Ｘ軸駆動機構２５及びＹ軸駆動機構２６によって金型５５を特定された貼り付け位置８に移動する。Ｚ軸移動機構２７は、金型５５を、貼付部材１を基板３に貼り付け可能な高さ位置及び基板送りが可能な高さ位置に制御する。θ軸駆動機構２８は、金型５５の姿勢を貼付部材１の貼り付け時の姿勢に合わせる。このような構成にすることによって、貼付部材１を基板３上の特定された貼り付け位置８に、適切な姿勢で貼り付けることが可能となる。

また、パンチ４４は、貼付部材１の表面を真空吸着する吸着孔６９と、貼付部材１を基板３に押圧する押圧面７２とを有している。このように、パンチ４４が吸着孔６９を有していることから、テープ２から打ち抜かれた貼付部材１を基板３に貼り付けるまで貼付部材１を真空吸着している。このことのより、貼付部材１を位置ずれがない状態で基板３に搬送して貼り付けることが可能となる。また、パンチ４４が押圧面７２を有しており、貼付部材１の外形形状がパンチ４４の外形形状と同じであることから、貼付部材全体を均一に押圧することができる。

また、パンチ駆動機構５４は、パンチ４４を上下動するエアシリンダ５６及びエアシリンダ５６のピストン５９とパンチ４４を保持するガイドプレート６４とを連結する連結部材６３とを有し、連結部材６３には、吸着孔６９が連通する真空吸引路６８が設けられている。

パンチ駆動機構５４の駆動源としてエアシリンダ５６を使用すれば、エアシリンダ５６の駆動ストロークの範囲内においてテープ２の打ち抜き力、基板３に貼付部材１を貼り付ける際にエアシリンダのエアダンパ的な性質を利用して基板３にダメージを与えることを抑制できる。また、エアシリンダ５６は簡単な構造でユニット化でき、テープ打ち抜き機構２４を小型化することが可能となる。連結部材６３には吸着孔６９が連通する真空吸引路６８が設けられていることから、パンチ４４が上下動しても安定して貼付部材１の真空吸引を行うことが可能となる。

また、Ｚ軸駆動機構２７は、パンチ４が貼付部材１を基板３に押圧する際に、押圧面７２の下限位置が基板３の許容圧縮値の範囲内となるようにエアシリンダ５６の加熱テーブル２２からの位置を調整し固定する。

パンチ４４が貼付部材１を基板３に押圧（貼り付ける）ときに基板３に押圧力が加えられるが、この押圧力による基板３の許容圧縮量の範囲を超えて大きくなりすぎると基板３に反りや変形が発生する。パンチ４４が貼付部材１を基板３に押圧する際に、押圧面７２の下限位置（最も加熱テーブル２２に近づく位置をいう）が基板３の許容圧縮量の範囲内となるように、Ｚ軸駆動機構２７によってエアシリンダ５６の加熱テーブル２２からの位置を調整し固定する。このことによって、基板３を圧縮しすぎて基板３に反りや変形が発生することを防ぎ、或いは、押圧できなかったりすることを防ぐことが可能となる。

貼り付け装置２０は、パンチ４４によってテープ２から貼付部材１を打ち抜く際に、パンチ４４の周囲においてテープ２をダイプレート４０に押圧するストリッパー４３をさらに有し、ストリッパー４３は、テープ２をダイプレート４０に押圧するストリッパープレート７１と、ストリッパープレート７１をダイプレート４０側に付勢するバネ７６と、ダイプレート４０に設けられたガイド孔９３に挿通可能なガイドピン９２と、を有している。

ストリッパー４３を設けることによって、バネ７６の付勢力でテープ２に皺や弛みが無いように適切な押圧力で押えてテープ２を打ち抜くことがでる。また、ガイドピン９２を設けることによって、ストリッパー４３のダイプレート４０に対する位置ずれを抑え、パンチ４４とのクリアランスを抑えることができ、ダレや破断面が小さい貼付部材１を形成することが可能となる。

テープ送り機構２９は、ロール状に巻かれた長尺のテープ２をパンチ４４とダイプレート４０との間に送り出すテープ送出しロール４５と、貼付部材１が打ち抜かれたテープ２を巻き取るテープ巻き取りロール４６と、テープ巻き取りロール４６とヘッドユニット２３との間に配設されており、テープ２をテープ巻き取りロール４６側に送るニップロール４７とを有している。

テープ送り機構２９は、テープ送出しロール４５、テープ巻き取りロール４６及びニップロール４７を有していることから、テープ２に適切な張力を与えつつ所定の送りピッチで間歇的に送ることが可能となる。また、ニップロール４７を配設することによって、薄く、撓みやすいテープ２を決められたピッチで送ることができる。

また、テープ２は、接着剤層５を保護する保護テープ６を有し、ヘッドユニット２３は、貼付部材１を打ち抜く前に剥離された保護テープ６を巻き取る保護テープ巻き取りロール４８をさらに有している。テープ２に設けられている接着剤層５の表面には汚れや予期しない接着物の付着を防ぐために保護テープ６が積層されている。そこで、貼付部材１を打ち抜く前には保護テープ６を剥離する。この際、ヘッドユニット２３は、保護テープ巻き取りロール４８を有していることから保護テープ６を剥離除去しながら打ち抜き作業を行うことが可能となる。なお、接着剤層５を熱硬化性の接着剤としていることから、接着剤層５は、保護テープ６を剥離した後に加熱しなければ接着力が発生しないため、以降のテープ２の移送及び打ち抜きの際に接着剤層５があることが影響することはない。

また、基板送り機構３０は、ロール状に巻かれた長尺の基板３を加熱テーブル２２上に送り出す基板送出しロール３１と、貼付部材１が貼り付けられた基板３を巻き取る基板巻き取りロール３２とをさらに有している。基板送出しロール３１及び基板巻き取りロール３２は、ヘッドユニット２３とは独立して装置本体側に配設されることから、基板３の給除材に係る手間を最小限に抑えることが可能となる。また、基板送出しロール３と基板巻取りロール３１とを同期制御すれば、基板３の送り精度を確保することが可能となる。

また、ダイプレート４０は、ダイプレートベース４２の下面４２ａ側に固定されており、ダイプレートベース４２は、ストリッパープレート７１が挿通可能な貫通孔８１を有し、ダイプレート４０とダイプレートベース４２との接合面にダイプレート４０の外側面から貫通孔８１に連通しテープ２を挿通するテープ挿通孔８３を有し、テープ挿通孔８３の下面をダイプレート４０の上面４０ａとしている。

パンチ４４を上型としたとき、ダイプレート４０及びダイプレート４２は下型となる。ダイプレートとダイプレートベースとの接合面には、ダイプレートの外側面から貫通孔に連通しテープを挿通するテープ挿通孔を有している。このことによって、テープ打ち抜き時にテープの幅方向の位置ずれ及び浮き上がりを抑えることが可能となる。また、テープをテープ打ち抜き機構にセットする際に、予めテープ挿通孔にテープを挿通しておけば、例えば厚みが１０μｍ～５０μｍの薄いフィルム状のテープのテープ打ち抜き機構へのセットを容易に行うことが可能となる。また、下型にテープ挿通孔８３を設けることによって、テープ打ち抜き時にテープ２の幅方向の位置ずれや浮き上がりを抑えることが可能となる。さらに、テープ挿通孔８３の下面をダイプレート４０の上面４０ａに一致させることによって、平坦な状態のテープ２を打ち抜くことができる。

また、貼り付け装置２０は、加熱テーブル２２と基板巻き取りロール３２との間に配設され、貼付部材１が貼り付けられた基板３を挟んで押圧する押圧装置３３をさらに有している。テープ２から打ち抜かれた貼付部材１は、パンチ４４によって基板３に押圧されて貼り付けられる。そこで、貼り付け領域１０における貼付部材１の貼り付けが済んだところで、押圧装置３３によって貼り付け領域１０を一括して押圧することによって、基板３を巻き取る際に貼付部材１が基板３から剥がれたり、位置ずれが発生したりすることを防止できる。押圧装置３３による押圧動作は、貼付部材１の打ち抜き動作及び貼り付け動作の間に行うことができるため、タクトタイムには影響しない。なお、パンチ４４による貼付部材１の貼り付けにおいて十分な接着力が得られることが確認できれば、押圧装置３３を省略することができる。続いて、貼り付け装置２０を使用した貼り付け方法について説明する。

［貼り付け方法］
図１２は、貼り付け装置２０を使用する貼り付け方法の主要工程を示す工程フロー図である。図１２の工程フローに沿いながら図１３～図１７を参照して説明する。なお、図１３～図１７は、各工程を説明する図であって、構成要素を簡略化して表す模式図である。まず、貼り付け装置２０の稼働開始に係る準備作業として、テープ送り機構２９にテープ２をセットし、基板送り機構３０に基板３をセットする。その際、テープ２をテープ挿通孔８３に挿通し、テープ送出しロール４５からテープ挿通孔８３、ニップロール４７を経てテープ巻き取りロール４６に巻き付ける。

基板送り機構３０は、撮像装置５１を貼り付け領域１０内で走査するときに、貼り付け領域１０内の全てのアライメントマーク９が撮像装置５１の視野内にあるように基板３の位置を設定する。テープ２及び基板３を貼り付け装置２０にセットしたところで加熱テーブル２２を加熱する（ステップＳ１）。加熱温度は、テープ２の接着剤層５が軟化して接着可能な状態となる温度である。続いて、撮像装置５１を基板３上に走査して貼り付け位置８を特定する。

図１３は、貼り付け位置８を特定する工程を説明する説明図である。まず、撮像装置５１を初期位置Ｐ０に移動する。図１３においては、初期位置Ｐ０を貼り付け領域１０の中央としているが、初期位置Ｐ０を任意の特定位置とすることができる。例えば、アライメントマーク９の一つでもよい。初期位置Ｐ０は、撮像装置５１を走査する際の起点となる基準位置である。次に、初期位置Ｐ０から撮像装置５１を図示矢印の方向に走査し、アライメントマーク９を撮像し、画像処理によって撮像装置５１の移動方向及び移動距離からアライメントマーク９の位置（例えば座標）を特定する（ステップＳ２）。

初期位置Ｐ０の位置（座標）を特定しておけば、撮像装置５１の移動方向及び移動距離からアライメントマーク９の一つひとつの位置（座標）特定することができる。撮像装置５１の走査はプログラムによって制御され、この走査経路は限定されるものではないが、走査軌跡を短くするようにプログラムされることが好ましい。特定された貼り付け位置８は、図示しない制御部の記憶装置に記憶される。また、貼り付け位置８とアライメントマーク９の位置関係を予め特定しておけば、貼り付け位置８とアライメントマーク９の位置は一致させなくてもよい。ここでいう貼り付け位置８は、貼付部材１を実際に貼り付ける所定の位置をさす。なお、図１３において太い矢印は基板３の送り方向を表している。

続いて、ヘッドユニット２３を回転して金型５５を貼付部材１の貼り付け時の姿勢（Ｘ軸又はＹ軸に対する傾き）を合わせる（ステップＳ３）。例えば、貼付部材１を図２（ｂ）に示す姿勢から９０度回転する場合には、ヘッドユニット２３、すなわち金型を９０度回転してテープ２から打ち抜く貼付部材１の姿勢を合せる。この貼付部材１の貼り付け時の姿勢は予め設計上分かっていることから、ステップＳ２とステップＳ３の工程を入れ替えてもよい。すなわち、金型５５を貼付部材１の貼り付け時の姿勢に合わせた後、撮像装置５１を走査して貼り付け位置８を特定するようにしてもよい。一枚の基板３の中で貼付部材１の姿勢が一定ではない場合には、都度、姿勢制御プログラムによってヘッドユニット２３を回転し、金型５５のパンチ４４（又はパンチ孔８０）を貼付部材１の姿勢に合わせればよい。また、新たな基板に新たな形状の貼付部材を貼り付ける場合には、金型５５を新たな貼付部材１の形状のものに交換すれば貼り付け装置２０を適用することが可能となる。続いて、ヘッドユニット２３を移動し、金型５５を特定された貼り付け位置８に移動する（ステップＳ４）。

図１４は、金型５５を貼り付け位置８に移動した状態を示す図である。この状態においては、ストリッパープレート７１がテープ２を押圧しない離れた位置にある。また、パンチ４４は、ストリッパープレート７１のテープ側表面から退避した位置にある。すなわち、エアシリンダ５６を駆動しないテープ打ち抜き動作の直前、かつ、テープ２の移送が可能な状態を表している。なお、ダイプレート４０と基板３との距離は、ヘッドユニット２３を移動する際に基板３にダイプレート４０が接触しない値とする。続いて、貼付部材打ち抜き部を真空吸着しつつテープ２から貼付部材１を打ち抜く（ステップＳ５）。

図１５は、テープ２から貼付部材１を打ち抜いた状態を示す図である。テープ２から貼付部材１を打ち抜く際に、パンチ４４の吸着孔６９から空気を吸引して貼付部材打ち抜き部を真空吸着し、エアシリンダ５６によってパンチ４４を降下させテープ２を打ち抜く（ステップＳ５）。バネ７６はパンチ４４の降下ストローク分撓められるため、ストリッパープレート７１はテープ２の皺を伸ばしつつ強く押圧する。パンチ４４は打ち抜き後、さらに降下して打ち抜かれた貼付部材１を基板３に貼り付ける（ステップＳ６）。

図１６は、貼付部材１を基板３に貼り付けた状態を示す図である。パンチ４４は、打ち抜かれた貼付部材１を真空吸着したまま移動し基板３に押圧する。基板３は、接着可能な温度に加熱されていることから加熱硬化性の接着剤層５は即軟化し、パンチ４４で押圧することによって貼付部材１を基板３に圧着することができる。なお、上記ステップＳ５及びステップＳ６の工程中、ストリッパープレート７１はテープ２をバネ７６による押圧状態を継続している。テープ２を打ち抜いた瞬間にエアシリンダ５６の空気供給を停止又は減少させることによって、貼付部材１を基板３に貼り付ける際の過剰な押圧力によって基板３にダメージを与えることを防止している。貼付工程が終了したところで貼付部材１の真空吸着を解除し（ステップＳ７）、エアシリンダ５６によってパンチ４４及びストリッパープレート７１を上昇させて（ステップＳ８）、ステップＳ４の工程によって次の貼り付け位置８に金型８を移動する。

以上説明した貼り付け方法において、金型５５を特定された貼り付け位置に移動する工程（ステップＳ４）からパンチ及びストリッパープレート７１を上昇させる工程（ステップＳ８）までに要するタクトタイムを１秒にすることが可能となった。

ステップＳ４～ステップＳ８が一つひとつの貼付部材１の貼り付け動作であり、この貼付動作を貼り付け領域１０に配置される製品ユニット７の全てに対して行う。ヘッドユニット２３すなわち金型５５は、撮像装置５１の走査軌跡を辿って移動するよう制御される。貼り付け領域１０に配置される製品ユニット７の全てに貼付部材１の貼り付けが終了したところで基板３を次の貼り付け領域１０まで移送し、基板３の貼り付け位置を特定する工程（ステップＳ２）からステップＳ８までの動作を繰り返す。

図１７は、貼付部材１が貼り付けられた基板３の一部を示す平面図である。基板３の製品ユニット７それぞれの貼り付け位置８に貼付部材１が貼り付けられる。なお、一つの製品ユニット７内に複数の貼り付け位置８が存在し、複数の貼付部材１を貼り付ける場合も、貼り付け位置８が１か所の場合と同様な工程で貼付部材１を貼り付けることが可能である。また、一つの製品ユニット７内に複数の貼り付け位置８が存在し、貼付部材１の姿勢を変えて貼り付ける場合にも同じ考え方を踏襲可能である。例えば、貼付部材１を第１の姿勢及び第２の姿勢で基板３に貼り付ける場合には、次のような貼り付け方法を用いることができる。

第１の姿勢の貼付部材１を貼り付ける場合には、まず、第１の姿勢に金型５５の姿勢を合わせた後、第１の姿勢の貼り付け対象位置のアライメントマーク９を撮像装置５１で走査して貼り付け位置を特定し、走査軌跡を辿って特定された貼り付け位置に連続して貼付部材１を基板３に貼り付ける。第２の姿勢の貼付部材１を貼り付ける場合には、第２の姿勢に金型５５の姿勢を合わせた後、第２の姿勢の貼り付け対象位置のアライメントマーク９を撮像装置５１で走査して貼り付け位置を特定し、走査経路を辿って特定された貼り付け位置に連続して貼付部材１を基板３に貼り付ける。

或いは、撮像装置によって全てのアライメントマーク９を走査して貼り付け位置を特定した後、プログラムによって、第１の姿勢の貼り付け対象位置と第２の姿勢の貼り付け対象位置とを群で判別して、第１の姿勢の貼付部材１を打ち抜いて貼り付け、続いて第２の姿勢の貼付部材１を打ち抜いて貼り付けることも可能である。

以上説明した貼り付け方法は、貼り付け装置１を使用して接着剤層５を有するテープ２から貼付部材１を打ち抜いて基板３に貼り付ける方法である。まず、加熱テーブル２２を接着剤層５が接着可能な温度に加熱する。そして、撮像装置５１を走査してアライメントマーク９の一つひとつを撮像することによって貼り付け位置を特定する。次いで、金型５５を特定された貼付部材１の貼り付け時の姿勢に合わせた後、金型５５を特定された貼り付け位置８に移動し、テープ２から貼付部材１を打ち抜き、そのままパンチ４４の打ち抜きストロークを延長して予め加熱されている基板３に貼付部材１を貼り付ける。貼り付け後、パンチ４４及びストリッパープレート７１を上昇させて、次の貼り付け位置８に金型５５を移動し一連の貼り付けに関わる動作を繰り返す。

以上説明した貼り付け方法によれば、基板３の送り方向及び幅方向に規則的又は不規則に多数配置されている貼り付け位置８に貼付部材１を貼り付けることが可能であり、生産性を格段に向上することが可能となる。

また、上記貼り付け方法では、基板３の貼付対象領域１０内において貼付部材１を貼り付ける工程が終了した後、貼付部材１が貼り付けられた貼り付け領域１０を押圧装置３３に移送し、貼付部材１が貼り付けられた基板３を上押圧板３４と下押圧板３５とでさらに押圧する。

このような貼り付け方法によれば、貼付部材１が貼り付けられた基板３を押圧装置３３によってさらに押圧すれば、基板３を基板巻き取りロール３２で巻取る際に貼付部材１が基板３から剥がれたり、位置ずれが発生したりすることを防止できる。貼付対象領域１０を一括して押圧し、かつ押圧装置３３による押圧はテープ打ち抜き機構２４による貼付部材１の貼り付け動作中に行うことからタクトタイムには影響しない。

なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、前述した実施の形態では、ロールに巻かれた長尺の基板３にテープ２から打ち抜かれた貼付部材１を貼り付けているが、長尺の基板３に限らず枚葉の基板にも適用することが可能である。枚葉の基板の場合においては、基板搬送装置を設けたり、加熱テーブル２２に基板を真空吸着又は位置決め部材などを設けたり、貼付テープなどで貼り付けたりすることで貼り付け装置２０を適用することが可能となる。

１…貼付部材、２…テープ、３…基板、５…接着剤層、６…保護テープ、８…貼り付け位置、９…アライメントマーク、１０…貼り付け領域、２０…貼り付け装置、２２…加熱テーブル、２３…ヘッドユニット、２４…テープ打ち抜き機構、２５…Ｘ軸駆動機構（ヘッドユニット駆動機構）、２６…Ｙ軸駆動機構（ヘッドユニット駆動機構）、２７…Ｚ軸駆動機構（ヘッドユニット駆動機構）、２８…θ軸駆動機構（ヘッドユニット駆動機構）、２９…テープ送り機構、３０…基板送り機構、３１…基板送出しロール、３２…基板巻取りロール、３３…押圧装置、３４…上押圧板、３５…下押圧板、４０…ダイプレート、４２…ダイプレートベース、４２ａ…裏面、４３…ストリッパー、４４…パンチ、４５…テープ送出しロール、４６…テープ巻き取りロール、４７…ニップロール、４８…保護テープ巻き取りロール、５１…撮像装置、５４…パンチ駆動機構、５５…金型、５６…エアシリンダ、５９…ピストン、６３…連結部材、６８…真空吸引路、６９…吸着孔、７１…ストリッパープレート、７２…押圧面、７６…バネ、８１…貫通孔、８３…テープ挿通孔、９２…ガイドピン、９３…ガイド孔

Claims (15)

1. 熱硬化性の接着剤層を有するテープから貼付部材を打ち抜いて基板の複数の貼り付け位置に貼り付ける貼り付け装置であって、
   前記基板の裏面を支持しつつ前記基板を加熱する加熱テーブルと、
   前記基板の表面に対して上方側に隙間を有して配設されるヘッドユニットと、
   前記加熱テーブルと前記ヘッドユニットとの間に前記基板を送り込む基板送り機構と、
   を有し、
   前記ヘッドユニットは、
   パンチ及びダイプレートからなる金型を有するテープ打ち抜き機構と、
   前記パンチと前記ダイプレートとの間に前記テープを送り込むテープ送り機構と、
   前記貼り付け位置に対応して設けられたアライメントマークを一つずつ撮像して前記アライメントマークの位置から前記貼付部材の前記貼り付け位置を特定する撮像装置と、
   前記金型を前記貼付部材の貼り付け時の姿勢に合わせ、前記貼り付け位置に移動し、かつ前記基板と前記ダイプレートとの間の隙間を規定するヘッドユニット移動機構と、
   前記テープから前記貼付部材を打ち抜き、さらに打ち抜かれた前記貼付部材を前記基板に貼り付け可能な高さ位置に前記パンチを移動するパンチ駆動機構と、
   を有している、
   ことを特徴とする貼り付け装置。
2. 請求項１に記載の貼り付け装置において、
   前記ヘッドユニット移動機構は、前記ヘッドユニットを前記加熱テーブルの上面に平行なＸ軸方向に移動するＸ軸駆動機構、前記加熱テーブルの上面に平行な方向であって前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に移動するＹ軸駆動機構、Ｘ－Ｙ平面に対して垂直方向に移動するＺ軸駆動機構及びＺ軸を回転軸として回転するθ軸駆動機構を有している、
   ことを特徴とする貼り付け装置。
3. 請求項１に記載の貼り付け装置において、
   前記パンチは、前記貼付部材の表面を真空吸着する吸着孔と、前記貼付部材を前記基板に押圧する押圧面とを有している、
   ことを特徴とする貼り付け装置。
4. 請求項３に記載の貼り付け装置において、
   前記パンチ駆動機構は、前記パンチを上下動するエアシリンダ及び前記エアシリンダのピストンと前記パンチを保持するガイドプレートとを連結する連結部材を有する、
   ことを特徴とする貼り付け装置。
5. 請求項４に記載の貼り付け装置において、
   前記連結部材には、前記吸着孔が連通する真空吸引路が設けられている、
   ことを特徴とする貼り付け装置。
6. 請求項４又は５ に記載の貼り付け装置において、
   前記パンチが前記貼付部材を前記基板に押圧する際に、前記押圧面の下限位置が前記基板の許容圧縮量の範囲内となるように前記エアシリンダの前記加熱テーブルからの位置を調整し固定する、
   ことを特徴とする貼り付け装置。
7. 請求項１に記載の貼り付け装置において、
   前記パンチによって前記テープから前記貼付部材を打ち抜く際に、前記パンチの周囲において前記テープを前記ダイプレートに押圧するストリッパーをさらに有し、
   前記ストリッパーは、前記テープを前記ダイプレートに押圧するストリッパープレートと、前記ストリッパープレートを前記ダイプレート側に付勢するバネと、前記ダイプレートに設けられたガイド孔に挿通可能なガイドピンと、を有している、
   ことを特徴とする貼り付け装置。
8. 請求項１に記載の貼り付け装置において、
   前記テープ送り機構は、ロール状に巻かれた長尺の前記テープを前記パンチと前記ダイプレートとの間に送り出すテープ送出しロールと、
   前記貼付部材が打ち抜かれた前記テープを巻き取るテープ巻き取りロールと、
   前記テープ巻き取りロールと前記ヘッドユニットとの間に配設され、前記テープを前記テープ巻き取りロール側に間歇的に送るニップロールと、
   を有している、
   ことを特徴とする貼り付け装置。
9. 請求項１に記載の貼り付け装置において、
   前記テープは、前記接着剤層を保護する保護テープを有し、
   前記ヘッドユニットは、前記貼付部材を打ち抜く前に剥離された前記保護テープを巻き取る保護テープ巻き取りロールをさらに有している、
   ことを特徴とする貼り付け装置。
10. 請求項１に記載の貼り付け装置において、
    前記基板送り機構は、ロール状に巻かれた長尺の前記基板を前記加熱テーブル上に送り出す基板送出しロールと、前記貼付部材が貼り付けられた前記基板を巻き取る基板巻き取りロールと、をさらに有している、
    ことを特徴とする貼り付け装置。
11. 請求項７に記載の貼り付け装置において、
    前記ダイプレートは、ダイプレートベースの下面側に固定されており、
    前記ダイプレートベースは、前記ストリッパープレートが挿通可能な貫通孔を有し、
    前記ダイプレートと前記ダイプレートベースとの接合面に前記ダイプレートの外側面から前記貫通孔に連通し前記テープを挿通するテープ挿通孔を有し、
    前記テープ挿通孔の下面は前記ダイプレートの上面である、
    ことを特徴とする貼り付け装置。
12. 請求項１０に記載の貼り付け装置において、
    前記加熱テーブルと前記基板巻き取りロールとの間に配設され、前記貼付部材が貼り付けられた前記基板を挟んで押圧する押圧装置をさらに有している、
    ことを特徴とする貼り付け装置。
13. 請求項１から請求項１２のいずれかに記載の貼り付け装置を使用して、前記接着剤層を有する前記テープから前記貼付部材を打ち抜いて前記基板に貼り付ける貼り付け方法であって、
    前記加熱テーブルを前記接着剤層が接着可能な温度に加熱する工程と、
    前記基板上に前記撮像装置を走査し、前記貼り付け位置に対応して設けられている複数の前記アライメントマークの一つひとつを撮像し、前記貼り付け位置を特定する工程と、
    前記金型を前記貼付部材の貼り付け時の所定の姿勢に合わせる工程と、
    前記金型を、特定された前記貼り付け位置に移動する工程と、
    前記パンチで前記テープの貼付部材打ち抜き部を真空吸着しつつ、前記貼付部材を前記テープから打ち抜く工程と、
    前記貼付部材を前記基板に貼り付ける工程と、
    貼り付けられた前記貼付部材と前記パンチとの間の真空吸着を解除する工程と、
    前記パンチを上昇させる工程と
    を含む、
    ことを特徴とする貼り付け方法。
14. 請求項１３に記載の貼り付け方法において、
    前記基板の貼付対象領域内において前記貼付部材を貼り付ける工程が終了した後、
    前記貼付部材が貼り付けられた貼り付け領域を押圧装置に移送する工程と、
    前記貼付部材が貼り付けられた前記基板を上押圧板と下押圧板とでさらに押圧する工程と、
    を含む、
    ことを特徴とする貼り付け方法。
15. 接着剤層を有するテープから貼付部材を打ち抜いて基板の複数の貼り付け位置に貼り付ける貼り付け装置に用いるヘッドユニットであって、
    前記基板の表面に対して上方側に隙間を有して配設され、
    パンチ及びダイプレートからなる金型を有するテープ打ち抜き機構と、
    前記パンチと前記ダイプレートとの間に前記テープを送り込むテープ送り機構と、
    前記貼り付け位置に対応して設けられたアライメントマークを一つずつ撮像して前記アライメントマークの位置から前記貼付部材の前記貼り付け位置を特定する撮像装置と、
    前記金型を前記貼付部材の貼り付け時の姿勢に合わせ、前記貼り付け位置に移動し、かつ前記基板と前記ダイプレートとの間の隙間を規定するヘッドユニット移動機構と、
    前記テープから前記貼付部材を打ち抜き、さらに打ち抜かれた前記貼付部材を前記基板に貼り付け可能な高さ位置に前記パンチを移動するパンチ駆動機構と、
    を有している、
    ことを特徴とするヘッドユニット。

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