CN104519729A - 元件安装设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及元件安装设备。一种元件安装设备,其将元件压紧到透明基板,其中利用被置于元件和透明基板之间的光固化树脂,将元件安置在透明基板上。元件安装设备包括:接纳单元,其包括基座构件和设置在基座构件的上表面上的透明构件,且将定位在元件下方的基板的表面接纳在透明构件的上表面上;按压单元,其将元件按压抵靠由接纳单元接纳的基板;以及光照射单元,其利用穿过透明构件的光照射光固化树脂。

Description

元件安装设备
相关申请的交叉引用
本申请基于2013年9月26日提交的日本专利申请第2013-199529号且要求该专利申请的权益,其内容通过引用全部并入。
技术领域
本发明涉及将元件压紧到透明基板的元件安装设备,其中利用被置于元件和透明基板之间的光固化树脂,将元件安置在透明基板上。
背景技术
用于利用置于元件和基板之间的光固化树脂,将诸如IC等的元件压紧到由透明材料比如玻璃制成的基板的元件安装设备已经是已知的(例如,参考JP-A-5-206210)。元件安装设备包括接纳设置在基板上的元件的下部位置的接纳单元、用于将元件按压抵靠由接纳单元接纳的基板的按压单元和用于通过利用光照射光固化树脂来固化光固化树脂的光照射装置。接纳单元的与基板接触的一部分由透明构件比如玻璃形成。在支撑透明构件的基座构件上形成了凹口,且光照射单元布置在按压单元下方的位置(即,在对应于元件被按压单元按压的方向的轴线上)。在该结构中,光照射单元具有指向上侧的光轴且利用光照射处于其中元件被按压单元按压抵靠基板的状态下的光固化树脂。因此,光通过基板和接纳单元的透明构件到达光固化树脂,使得光固化树脂被固化。
发明内容
然而,因为用于安装光照射单元的凹口需要形成在其中在上述按压单元下方的位置处布置光照射单元的结构中的接纳单元上,所以接纳单元的强度被减小且限制了由按压单元施加的按压力。为此,存在由于缺乏用于按压元件的力而形成安装缺陷的关注。
因此,本发明的一个非限制性的目的是提供能够通过防止接纳单元的强度被减小而抑制由缺乏按压元件的力引起的安装缺陷的形成的元件安装设备。
本发明的第一方面提供了将元件压紧到透明基板的元件安装设备,其中利用被置于元件和透明基板之间的光固化树脂,将元件安置在透明基板上,所述元件安装设备包括:接纳单元,其包括基座构件和设置在基座构件的上表面上的透明构件,且将定位在元件下方的基板的表面接纳在透明构件的上表面上;按压单元,其将元件按压抵靠由接纳单元接纳的基板;以及光照射单元,其利用穿过透明构件的光照射光固化树脂。
在本发明的第二方面中,根据第一方面的元件安装设备可配置成,透明构件包括朝向光固化树脂反射从光照射单元发射的光的光反射部分。
在本发明的第三方面中,根据第二方面的元件安装设备可配置成,光反射部分被设置在按压单元的按压载荷被施加到的部分的外侧。
在本发明的第四方面中,根据第一方面的元件安装设备可配置成,接纳单元包括用于加热透明构件的加热器。
在本发明的第五方面中,根据第一方面的元件安装设备可配置成,光照射单元包括改变入射到光反射部分的光的方向的入射方向改变机构。
在本发明的第六方面中,根据第五方面的元件安装设备可配置成,入射方向改变机构通过移动发射光的光源来改变入射到光反射部分的光的方向。
在本发明的第七方面中,根据第五方面的元件安装设备可配置成,入射方向改变机构通过改变从发射光的光源所发射的光的光学路径来改变入射到光反射部分的光的方向。
在本发明的第八方面中,根据第一方面的元件安装设备可配置成,按压单元包括朝向接纳单元反射光的反射表面。
在本发明的第九方面中,根据第一方面的元件安装设备可配置成,基座构件被设置在按压单元的按压载荷被施加到的部分的下方。
在本发明的第十方面中,根据第一方面的元件安装设备可配置成,还包括光反射器,其将从光照射单元发射的光反射到透明构件。
根据本发明的某些方面,接纳基板的接纳单元包括基座构件和设置在基座构件的上表面上的透明构件,且光固化树脂利用从光照射单元发射的穿过透明构件的光照射。因此,光照射单元不需要构建在接纳单元内。因而,可以防止接纳单元的强度被减小,使得可以抑制由缺乏按压元件的力造成的安装缺陷的形成。
附图说明
在附图中:
图1是根据本发明的第一实施方式的元件安装设备的透视图;
图2是根据本发明的第一实施方式的元件安装设备的侧视图;
图3是元件由根据本发明的第一实施方式的元件安装设备压紧到其上的基板的局部透视图;
图4是根据本发明的第一实施方式的元件安装设备的局部放大侧视图;
图5是示出了根据本发明的第一实施方式的元件安装设备的控制系统的框图;
图6A和6B是示出了根据本发明的第一实施方式的元件安装设备的操作的局部放大侧视图;
图7是根据本发明的第二实施方式的元件安装设备的局部放大侧视图;
图8A和8B是根据本发明的第三实施方式的元件安装设备的局部放大侧视图;
图9是根据本发明的第四实施方式的元件安装设备的侧视图;
图10A和10B是根据本发明的第四实施方式的元件安装设备的局部放大侧视图;以及
图11A和11B是根据本发明的第五实施方式的元件安装设备的局部放大侧视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1和图2显示了根据本发明的第一实施方式的元件安装设备1。元件安装设备1是将元件3比如IC压紧到矩形透明基板2的边缘部分且在该压紧步骤中使用的设备或用于制造液晶面板的设备的类似设备。
基板2由诸如玻璃的透明材料制成,且多个元件放置位置2a(图3)沿基板的四个侧部中相互不面对且相互正交的两个侧部设置。利用被置于其间的光固化树脂4,元件3依次地被放置(临时地压紧)在各自的元件放置位置2a。这里,光固化树脂4是通过利用紫外光照射而固化的紫外线可固化树脂。
图1和图2,元件安装设备1包括设置在基座11上的XYθ工作台机构12、接纳单元13、压紧工作单元14和光照射单元15。XYθ工作台机构12包括在垂直方向上堆叠的X轴工作台12a、Y轴工作台12b、θ工作台12c和基板保持工作台12d。X轴工作台12a设置在基座11上以便当从操作者OP看时在左右方向(称为X轴方向)延伸。Y轴工作台12b设置在X轴工作台12a上以便当从操作者OP看时在前后方向(称为Y轴方向)延伸。θ工作台12c设置在Y轴工作台12b上。基板保持工作台12d由θ工作台12c支撑。XYθ工作台机构12通过由驱动X轴工作台12a引起的Y轴工作台12b(相对于X轴工作台12a)在X轴方向上的移动、由驱动Y轴工作台12b引起的θ工作台12c(相对于Y轴工作台12b)在Y轴方向上的移动以及由驱动θ工作台12c引起的基板保持工作台12d(相对于θ工作台12c)围绕垂直轴线(称为Z轴)的旋转而在水平平面中移动保持在基板保持工作台12d的上表面上的基板2。
在图1和图2中,接纳单元13安装在XYθ工作台机构12前面的区域(靠近操作者OP的区域)中。接纳单元13包括设置在基座11上以便在X轴方向延伸的基座构件13a以及设置在基座构件13a的上表面以便在X轴方向延伸的棱形透明构件13b。透明构件13b由诸如玻璃的透明材料制成。透明构件13b包括形成在透明构件13b中并将从前侧入射到透明构件13b的光反射到上侧(图4)的光反射部分13c。在基座构件13a的上部处设置了加热透明构件13b的加热器(下部加热器13H)。
在图1和图2中,压紧工作单元14包括门式框架21和多个(这里,四个)按压单元22。门式框架21包括覆盖接纳单元13的上部并在X轴方向延伸的水平部分21a。多个按压单元22设置在门式框架21的水平部分21a处。
在图2和图4中,每一个按压单元22包括按压缸体22a和压紧工具22b,按压缸体22a安装在门式框架21的水平部分21a上且活塞杆22R从水平部分21a向下突出,压紧工具22b安装在活塞杆22R的下端处。每一个按压单元22设置在其中压紧工具22b被定位在透明构件13b上方的位置处。每一个按压单元22的压紧工具22b设置有加热压紧工具22b的加热器(上部加热器23)。
在图1和图2中,光照射单元15被布置成对应于四个按压单元22(即,光照射单元15以与按压单元22相同的方式布置)。这里,每一个光照射单元15由设置在接纳单元13的前面的光照射器15a形成。各个光照射器15a设置在光照射器安装构件24上,光照射器安装构件24是与基座构件13a物理上分离的另一构件,以便与下部加热器13H分离,下部加热器13H安装在设置在其中按压单元22的按压载荷所施加到的部分下方的基座构件13a中。
每一个光照射器15a的光源15G在水平方向上向后侧发射光15L(这里,称为紫外光)。从光照射器15a的光源15G发射的光15L的光轴15J在基本上垂直于对应于其中元件3被按压单元22按压的方向(基本上垂直的方向)的轴J0的方向(基本上水平的方向)指向光反射部分13c,光反射部分13c形成在透明构件13b中。因此,从光源15G发射的光15L被形成在透明构件13b中的光反射部分13c反射,向上行进,穿过透明构件13b并到达设置在基板2上的光固化树脂4(图4)。
在图5中,用于在水平平面中移动保持在基板保持工作台12d上的基板2的操作通过控制XYθ工作台机构12的操作来执行,XYθ工作台机构12的操作通过包括在元件安装设备1中的控制装置30来执行,且用于利用置于其间的压紧工具22b通过每一个按压单元22将元件3按压抵靠基板2的操作通过控制每一个按压缸体22a的操作来执行,每一个按压缸体22a的操作通过气动控制回路(未显示)由控制装置30执行。加热压紧工具22b的上部加热器23的操作、加热透明构件13b的下部加热器13H的操作和从每一个光照射单元15发射的光15L的照射也通过控制装置30来控制。
接下来,将参考图6A和6B描述通过元件安装设备1将元件3压紧到基板2的元件安装工作的过程(安装元件的方法)。首先,控制装置30通过控制上部加热器23的操作和下部加热器13H的操作将每一个按压单元22的压紧工具22b和透明构件13b加热直到预定的温度。而且,控制装置30通过控制XYθ工作台机构12的操作来移动基板保持工作台12d(图6A中显示的箭头)并使元件3被放置在(临时压紧的)基板2(其放置在基板保持工作台12d上)所在的一侧的下表面与接纳单元13的透明构件13b的上表面接触。因此,控制装置30使基板2被接纳在接纳单元13上(接纳步骤)。
在使基板2被接纳在接纳单元13上之后,控制装置30通过压紧工具22b通过使按压缸体22a的活塞杆22R向下突出(图6B中显示的箭头B)而使元件3被按压抵靠基板2(按压步骤)。因为光固化树脂4的温度在该按压步骤期间由已经被加热的压紧工具22b和透明构件13b升高,所以光固化树脂4被软化。
控制装置30使光照射单元15发射光(紫外光)15L同时如上所述通过按压单元22使元件3被按压抵靠基板2(图6B)。从光照射单元15发射的光15L基本上在水平方向上行进,入射到透明构件13b,在基本上在垂直方向上被光反射部分13c向上反射之后向上穿过透明基板2,且然后到达光固化树脂4。因此,光固化树脂4被固化并且元件3在元件放置位置2a处被固定到基板2(光照射步骤)。如上所述,在第一实施方式中(与在下面的第二至第四实施方式一样),光照射单元15利用穿过接纳单元13的透明构件13b的光15L照射光固化树脂4。
因为如图4、图6A和图6B所示,在每一个压紧工具22b的下表面上形成了反射表面(反射涂层)22C,所以向上穿过基板2的光15L由反射表面22C朝接纳单元13反射。因为被反射表面22C反射的光15L到达光固化树脂4的侧表面,所以光固化树脂4的光固化被促进。因此,光固化树脂4在短时内被可靠地固化。
当将元件3压紧到基板2的一侧的工作以上述方式终止时,控制装置30经由通过对控制XYθ工作台机构12的操作的控制使基板2围绕Z轴旋转而使另一侧(元件放置位置2a被设置在该另一侧上)被接纳在接纳单元13上且以相同的过程执行元件安装工作。
如上所述,在根据第一实施方式的元件安装设备1中,接纳基板2的接纳单元13包括基座构件13a和设置在基座构件13a的上表面上的透明构件13b且光固化树脂4利用从光照射单元15发射的穿过透明构件13b的光15L照射。因此,光照射单元15不需要构建在接纳单元13内。因而,可以防止接纳单元13的强度被减小,使得可以抑制由缺乏按压元件3的力引起的安装缺陷的形成。特别是,在根据第一实施方式的元件安装设备1中,透明构件13b包括朝光固化树脂4反射从光照射单元15发射的光的光反射部分13c。因此,光照射单元15部署的自由度变得非常高。
而且,在根据第一实施方式的元件安装设备1中,接纳单元13包括作为用于加热透明构件13b的加热器的下部加热器13H,但是光照射器15a设置在为与基座构件13a物理地分离的另一构件的光照射器安装构件24上。因而,光照射器15a与为加热器的下部加热器13H分离。为此,即使下部加热器13H被操作,光照射单元15的光源15G也不被下部加热器13H加热且从光源15G发射的光15L的特性不变。
(第二实施方式)
图7显示了根据第二实施方式的元件安装设备。根据第二实施方式的元件安装设备具有这样的结构,在该结构中,已经形成在第一实施方式的元件安装设备1中的透明构件13b中的光反射部分13c被设置在按压单元22的按压载荷被施加到的部分Par的外侧。换句话说,光反射部分13c基本上位于对应于压紧工具22b的宽度的范围外侧。在根据第一实施方式的元件安装设备1中,如图4所示,透明构件13b的光反射部分13c定位在按压单元22的按压载荷被施加到的部分的内侧。因此,当按压单元22的按压载荷被施加到透明构件13b时,对光反射部分13c的界面施加了剪切力。为此,存在当按压载荷太大时透明构件13b可被从该界面断开的关注。然而,在第二实施方式的元件安装设备中,光反射部分13c设置在按压单元22的按压载荷被施加到的部分Par的外侧。因此,即使按压单元22的按压载荷被施加到透明构件13b(图7中显示的箭头B),也不会在光反射部分13c的界面中产生剪切力且防止了透明构件13b从透明构件13b的界面断开。
(第三实施方式)
图8A和图8B显示了根据第三实施方式的元件安装设备。在根据第三实施方式的元件安装设备中,除光照射器15a之外,第一实施方式的元件安装设备1的光照射单元15包括入射方向改变机构15b,该入射方向改变机构15b改变入射到光反射部分13c的光15L的方向。因此,利用光15L照射的光固化树脂4的照射位置在小范围内由入射到光反射部分13c的光15L的方向改变而改变。因此,可以利用光有效地照射光固化树脂4。
考虑到,元件安装设备包括,例如,光源移动机构42,该光源移动机构42使光源15G能够相对于光照射器安装构件24上下移动(图8A中显示的箭头C)且使光源15G能够围绕水平振荡轴41振荡(图8A中的箭头D),如图8A显示的,作为入射方向改变机构15b,且控制装置30控制光源移动机构42的操作。在该情形中,控制装置30经由通过光源15G在垂直方向的运动改变入射到光反射部分13c的光15L的方向而改变利用光15L照射的光固化树脂4的照射位置(图8A中显示的箭头R)。
可替代地,如图8B中显示的,还考虑到,角度可变棱镜44安装在光源15G和透明构件13b之间并包括两个棱镜形成板44a和44b(其相对角度通过可变驱动单元43改变),且控制装置30控制可变驱动单元43的操作。在该情形中,控制装置30通过改变两个棱镜形成板44a和44b的相对角度而改变从光源15G发射的光15L的光学路径且通过改变入射到光反射部分13c的光15L的方向而改变利用光15L照射的光固化树脂4的照射位置(图8B中显示的箭头R)。同时,包括入射方向改变机构15b的结构可以应用到具有这样的结构的元件安装设备,在该结构中,光反射部分13c设置在按压缸体22a的按压载荷被施加到的部分Par的外侧,如图7所示。
(第四实施方式)
图9显示了根据第四实施方式的元件安装设备。在根据第四实施方式的元件安装设备中,从每一个光照射单元15发射的光15L的光轴15J相对于对应的按压单元22的压紧工具22b的移动轨迹倾斜,即,对应于按压元件3的方向的轴J0(也参见图10A),且从每一个光照射单元15发射的光15L实际上穿过透明构件13b和透明基板2并到达设置在基板2上的光固化树脂4(图10B)。因此,光固化树脂4被固化且元件3在元件放置位置2a处固定到基板2。
(第五实施方式)
图11A和11B显示了根据第五实施方式的元件安装设备。在根据第五实施方式的元件安装设备中,每一个光照射单元15的位置和姿态从第四实施方式的那些改变且光反射器30被添加。光反射器30附接到基座构件13a,例如,以在透明构件13b下方朝向透明构件13b反射光(也参见图11A)。与第四实施方式不同,从光照射器15a的光源15G发射的直接光的光轴没有指向透明构件13b,而是代替地,由光反射器30反射的光15L的光轴15J指向透明构件13b。因此,由光反射器30反射的光15L实际上穿过透明构件13b和透明基板2且到达设置在基板2上的光固化树脂4(图11B)。因此,光固化树脂4被固化且元件3在元件放置位置2a处固定到基板2。根据该实施方式,可以简化透明构件13b的结构,因为不必在透明构件13b中形成光反射部分13c。因而,制造过程被简化,且强度变得更为提高。此外,光照射单元15与加热器分开地设置。因此,光照射单元15被稳定地操作。
实际上在第二实施方式至第五实施方式的元件安装设备中,与第一实施方式的元件安装设备1的情形相似,接纳基板2的接纳单元13包括基座构件13a和设置在基座构件13a的上表面上的透明构件13b,且光固化树脂4利用从光照射器15a的光源15G发射的穿过透明构件13b的光15L照射。因此,光照射器15a不需要构建在接纳单元13内。因而,可以防止接纳单元13的强度被减小,使得可以抑制由缺乏按压元件3的力造成的安装缺陷的形成。
同时,在根据上述第一实施方式至第五实施方式的元件安装设备中,示例了力光固化树脂4是由利用紫外光照射被固化的树脂。可替代地,光固化树脂4可以是由利用除紫外光之外的光照射而固化的树脂。
提供了能够通过防止接纳单元的强度被减小而抑制由缺乏按压元件的力造成的安装缺陷的形成的元件安装设备。

Claims (10)

1.一种元件安装设备,所述元件安装设备将元件压紧到透明基板,其中利用置于所述元件和所述透明基板之间的光固化树脂,将所述元件安置在所述透明基板上,所述元件安装设备包括:
接纳单元,包括基座构件和设置在所述基座构件的上表面上的透明构件,且将定位在所述元件下方的所述基板的表面接纳在所述透明构件的上表面上;
按压单元,将所述元件按压抵靠由所述接纳单元接纳的所述基板;以及
光照射单元,利用穿过所述透明构件的光照射光固化树脂。
2.根据权利要求1所述的元件安装设备,其中
所述透明构件包括朝向所述光固化树脂反射从所述光照射单元发射的光的光反射部分。
3.根据权利要求2所述的元件安装设备,其中
所述光反射部分被设置在所述按压单元的按压载荷被施加到的部分的外侧。
4.根据权利要求1所述的元件安装设备,其中
所述接纳单元包括用于加热所述透明构件的加热器。
5.根据权利要求1所述的元件安装设备,其中
所述光照射单元包括改变入射到所述光反射部分的光的方向的入射方向改变机构。
6.根据权利要求5所述的元件安装设备,其中
所述入射方向改变机构通过移动发射光的光源来改变入射到所述光反射部分的光的方向。
7.根据权利要求5所述的元件安装设备,其中
所述入射方向改变机构通过改变从发射光的光源所发射的光的光学路径来改变入射到所述光反射部分的光的方向。
8.根据权利要求1所述的元件安装设备,其中
所述按压单元包括朝向所述接纳单元反射光的反射表面。
9.根据权利要求1所述的元件安装设备,其中
所述基座构件被设置在所述按压单元的按压载荷被施加到的部分的下方。
10.根据权利要求1所述的元件安装设备,还包括:
光反射器,将从所述光照射单元发射的光反射到所述透明构件。
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