JP2003249531A - 電子部品の加熱加圧接着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着層を挟んでセットされた複数のワークを
加熱加圧して互いに接着固定すると共に各端子間の電気
接続を形成するための加熱加圧接着装置において、加圧
力のオーバーシュート及びばらつきを抑えて、接着後の
接着層の膜厚を精度良く制御することを可能にする。 【解決手段】 加熱加圧接着装置は、ワークＷＫをセッ
トするステージ３と、ワークＷＫに対して加熱及び加圧
を行うための加熱加圧ヘッド部２４，２５，２７，３
０，４５−５０と、加熱加圧ヘッド部をワークＷＫに対
して弾性的に押圧する加圧シリンダ２９を含む加圧部１
５−１８，２０，２６，２８，２９と、加熱加圧ヘッド
部及び加圧部をワークＷＫに対して移動すると共に位置
決めする送り部５−１３とを備えている。また、加熱加
圧ヘッド部の質量を相殺するためのフローティングシリ
ンダ２１が備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品のような
複数のワークを加熱加圧して互いに接着固定し、あるい
は接着固定と同時に各端子間の電気接続を形成するため
の加熱加圧接着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の加熱加圧接着装置は、例えば、
集積回路のような表面実装タイプのチップ部品や他の電
子部品（以下、単に「電子部品」又は「チップ部品」と
いう）をガラス基板や樹脂基板のようなプリント回路基
板等（以下、単に「基板」という）に実装する際に使用
される。電子部品と基板との間に半田ペーストや導電性
樹脂、異方性導電テープ等の接着層を挟んだ状態で、両
者を加熱加圧することにより、電子部品が基板に接着固
定され、あるいは接着固定と同時に両者の各端子間の電
気接続が形成される。

【０００３】図７に、従来の電子部品の加熱加圧接着装
置における加圧部の構造を示す。この加熱加圧接着装置
は、直動案内装置１００に沿って上下方向に案内される
可動ブロック１０１と、同じく直動案内装置１００に沿
って上下方向に案内されるスライダ１０７を備えてい
る。可動ブロック１０１には、プレート１０２を介して
シリンダ１０３が固定されていると共に、支点ピン１０
５周りに揺動するレバー１０４が設けられている。レバ
ー１０４の揺動上端部には、シリンダ１０３の可動端部
に当接するローラフォロア１０６が設けられ、揺動下端
部は、スライダ１０７の上端部に設けられた受圧ローラ
１０８に当接している。また、レバー１０４に固定され
たばね掛け１１１とスライダ１０７に固定されたばね掛
け１０９との間に引張りばね１１０が掛けられている。

【０００４】上記のような構造によれば、シリンダ１０
３のピストンが伸張して可動先端部が図７において右方
向に移動すると、レバー１０４の揺動上端部（ローラフ
ォロア１０６）が右方向に押される。その結果、レバー
１０４の揺動下端部が受圧ローラ１０８を介してスライ
ダ１０７を押し下げるように作用する。このとき、引張
りばね１１０には、上記の動作方向と逆方向の力をレバ
ー１０４に与える復元力が発生する。

【０００５】スライダ１０７には、加熱加圧ヘッド（図
示せず）が固定されており、スライダ１０７が上記の動
作によって押し下げられると、加熱加圧ヘッドの先端部
がワーク（チップ部品）に当接し、基板に対してチップ
部品を押圧する。また、加熱加圧ヘッドの先端部に装着
された加熱用ヒータによってチップ部品が加熱される。
この結果、チップ部品と基板との間に挟まれた接着層が
所定の膜厚まで加熱圧縮され、チップ部品が基板に接着
固定される。あるいは、接着固定と同時にチップ部品の
各端子とプリント基板のランドとの電気接続が形成され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような加熱加圧接
着装置において、チップ部品に過度のストレスを与える
ことなく確実にチップ部品を基板に接着する必要があ
る。また、チップ部品の各端子とプリント基板のランド
との電気接続を確実なものとする必要がある。このため
には、加熱加圧ヘッドがチップ部品に与える加圧力、ひ
いては接着後の接着層の膜厚が適正な範囲内になるよう
に管理することが重要である。特に、異方性導電テープ
を用いてチップ部品とプリント回路基板との接着及び端
子・ランド間の電気接続を行う場合は、接着後の接着層
の膜厚をプラス／マイナス数ミクロンのばらつき範囲に
抑えることが要求されている。他方、加熱加圧接着装置
の汎用性を確保して、チップ部品の大きさ、プリント回
路基板の種類、使用する接着層の種類等の条件が異なっ
ても、同じ加熱加圧接着装置を使用できるようにするこ
とが望ましい。このため、加熱加圧ヘッドがチップ部品
に与える加圧力が、例えば１５０ｇから３０ｋｇといっ
た広範囲にわたって可変であることが要求される。この
ような広範囲にわたる加圧力を確保する場合は、特に小
さな加圧力において上記のような接着後の接着層の膜厚
を所定のばらつき範囲に抑えることがむずかしくなる。

【０００７】図７に示した従来の加熱加圧接着装置の加
圧部の構造では、上記のような要求を満たすことが困難
であり、その要因として、下記のような点が挙げられ
る。

【０００８】第１に、レバー１０４を用いた倍力機構を
介してシリンダ１０３の力を加熱加圧ヘッドのスライダ
１０７に伝達するので、小さな加圧力における加圧力の
調整を正確に行うことがむずかしい。

【０００９】第２に、レバー１０４とスライダ１０７と
の間に設けられた引張りばね１１０の働きによって加熱
加圧ヘッド及びスライダ１０７の質量の影響（慣性力）
を緩和しているものの、完全に相殺することがむずかし
い。特に、引張りばね１１０のばね定数にばらつきや経
時変化があるため、加熱加圧ヘッド及びスライダ１０７
の質量の影響（慣性力）を完全に取り除くことは困難で
ある。その結果、シリンダ１０３の駆動時の過渡期に加
圧力が一時的に定常状態より高くなるオーバーシュート
が大きくなりやすい。オーバーシュートが大きすぎる
と、チップ部品に過度のストレスがかかる。特に、近年
はチップ部品の薄型化が進んでいるので、オーバーシュ
ートによってチップ部品が破損するおそれもある。

【００１０】本発明は、上記のような従来の課題に鑑み
てなされたものであり、加圧力のオーバーシュート及び
ばらつきを抑えて、接着後の接着層の膜厚を精度良く制
御することが可能な新規な構造を有する加熱加圧接着装
置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による電子部品の
加熱加圧接着装置は、ワークをセットするためのステー
ジと、ワークに対して加熱及び加圧を行うための加熱加
圧ヘッド部と、該加熱加圧ヘッド部をワークに対して弾
性的に押圧する加圧部と、前記加熱加圧ヘッド部及び前
記加圧部をワークに対して移動すると共に位置決めする
送り部とを備えたことを特徴とする。

【００１２】このような構造によれば、加圧部によるワ
ークへの加圧力の制御と送り部による加熱加圧ヘッド部
のワークに対する移動量の制御とを独立して行うことが
できるので、接着後の接着層の膜厚を精度良く制御する
ことが可能になる。すなわち、送り部によって加熱加圧
ヘッド部がワークに向かって下降しワークに接触する
と、ワークを介して接着層が加熱される。送り部による
加熱加圧ヘッド部の下降移動量（下限位置）は、接着後
の接着層の膜厚が適正範囲内に入る値に設定されてい
る。熱伝導の遅れによって接着層が溶融するまでの間
は、送り部による加熱加圧ヘッド部の下降移動量の設定
値と実際の加熱加圧ヘッド部の下降量との差は加圧部の
弾性力が吸収する。やがて接着層が溶融すると、加圧部
の弾性力（復元力）によって加熱加圧ヘッド部が所定の
下限位置まで下降し、接着後の接着層の膜厚が適正範囲
内に入るように制御される。

【００１３】好ましい構造（請求項２）として、前記加
熱加圧ヘッド部の質量を相殺するためのフローティング
シリンダを備えている。このような構造によれば、図７
に示した従来例の構造のように引張りばねを用いて加熱
加圧ヘッド部の質量を相殺する構造に比べて、ばね定数
等の影響に左右されることなく加熱加圧ヘッド部の質量
（慣性）の影響を略完全に取り除くことが可能になる。
その結果、加圧過渡期に発生する加圧力のオーバーシュ
ートを大幅に低減することができる。

【００１４】別の好ましい実施形態（請求項３）とし
て、前記加圧部はエアシリンダを備え、前記エアシリン
ダの押圧力が前記加熱加圧ヘッド部に直接伝達されるよ
うに構成されている。このような構造によれば、図７に
示した従来例の構造のようにレバーのような倍力機構を
介してエアシリンダの押圧力が加熱加圧ヘッド部に伝達
される構造に比べて、小さな加圧力の範囲内で使用する
場合であっても加圧力の調整を正確に行うことができ
る。

【００１５】更に好ましくは（請求項４）、前記エアシ
リンダの可動端に備えられた加圧片と前記加熱加圧ヘッ
ド部に備えられた受圧片とが対向するように配置され、
前記加圧片が前記受圧片に当接することによって前記エ
アシリンダの押圧力が前記加熱加圧ヘッド部に伝達さ
れ、かつ、前記受圧片に対する前記加圧片の可動範囲を
規制する手段が備えられている。

【００１６】このような構造によれば、加圧部と加熱加
圧ヘッド部とが直結していないので、加圧部の質量がフ
ローティングシリンダによる加熱加圧ヘッド部の質量の
相殺作用に悪影響を及ぼすことがない。また、加圧部が
加熱加圧ヘッド部を引き上げる動作は、受圧片に対する
前記加圧片の可動範囲を規制する手段を介して行われ
る。

【００１７】別の好ましい構造（請求項５）として、前
記加熱加圧ヘッド部のワークとの接触面が前記ステージ
の基準面に対して平行であることを確保するための平行
調整機構を備えている。このような構造によれば、ワー
クの接着後における接着層の膜厚のばらつきを抑えて、
更に精度良く制御することが可能になる。

【００１８】更に好ましくは（請求項６）、前記平行調
整機構は、互いに直交するＸ軸及びＹ軸の両方向に独立
して調整可能であり、同一方向から回転操作されるＸ軸
調整螺子とＹ軸調整螺子を備え、Ｘ軸方向の平行調整機
構は、前記Ｘ軸調整螺子の回転に伴ってその軸方向に移
動するＸ軸調整片と、略直方体ブロックのＸ軸方向一側
面及びＹ軸方向両側面に開口し前記Ｘ軸調整片の傾斜面
と摺動する傾斜面を有するテーパ溝部と、前記Ｘ軸調整
片の移動に伴って前記テーパ溝部の開口が広がる方向に
変形するのを許容する構造と、前記テーパ溝部の開口を
狭める方向に弾性体を介して加圧する構造とを備え、Ｙ
軸方向の平行調整機構は、前記Ｙ軸調整螺子の回転に伴
ってその軸方向に移動するＹ軸調整片と、略直方体ブロ
ックのＹ軸方向一側面及びＸ軸方向両側面に開口し前記
Ｙ軸調整片の傾斜面と摺動する傾斜面を有するテーパ溝
部と、前記Ｙ軸調整片の移動に伴って前記テーパ溝部の
開口が広がる方向に変形するのを許容する構造と、前記
テーパ溝部の開口を狭める方向に弾性体を介して加圧す
る構造とを備えている。

【００１９】このような構造によれば、Ｘ軸及びＹ軸の
両方向に独立して接着後の接着層の膜厚を調整可能であ
り、かつ、同一方向（例えば装置の前方）からＸ軸及び
Ｙ軸の両方向の調整を行うことができるので、調整作業
の作業性が良い。また、上記のようなユニークな構造に
より、平行調整機構をコンパクトに仕上げることができ
る。

【００２０】更に好ましくは（請求項７）、前記Ｘ軸方
向及びＹ軸方向のそれぞれの平行調整機構において、固
定側のブラケットに前記調整螺子が螺合し、前記調整螺
子の先端部に前記調整片が相対回動自在に接続され、前
記調整螺子が回転によってその軸方向に移動し、前記調
整片を前記軸方向に移動させるように構成されている。
このような構造によれば、調整螺子と調整片とが一体に
構成されている場合に比べて、両者間の熱伝導が少なく
なるので、温度が平行調整に及ぼす悪影響を小さくする
ことができる。

【００２１】別の好ましい構造（請求項８）として、前
記送り部は、ボール螺子ユニットとサーボモータを有
し、前記ボール螺子ユニットの回転側が前記サーボモー
タの回転軸に接続され、前記ボール螺子ユニットの可動
側が前記加圧部に接続されている。このような構造によ
れば、送り部による加熱加圧ヘッド部の下降移動量の制
御を高い精度で行うことができる。これにより、ワーク
の接着後における接着層の膜厚を精度良く制御すること
が可能になる。

【００２２】別の好ましい構造（請求項９）として、前
記加圧部を構成する要素のうち、加圧用のエアシリンダ
を含む加圧ユニットが位置決め調整無しに交換可能であ
ることを特徴とする。このような構造によれば、チップ
部品の大きさ、プリント回路基板の種類、使用する接着
層の種類等の条件に応じて要求される広い範囲の加圧力
に対応することが可能になり、加熱加圧接着装置の汎用
性を確保することができる。

【００２３】例えば（請求項１０）、前記エアシリンダ
の動作力が段階的に異なる複数種類の加圧ユニットを交
換することにより、１５０ｇ〜３０ｋｇの加圧力に対応
可能であることが好ましい。なお、前述のように（請求
項４）、加圧部と加熱加圧ヘッド部とが直結していない
構造をとることにより、加圧ユニットの交換が容易にな
る。

【００２４】別の好ましい構造（請求項１１）として、
前記加熱加圧ヘッド部及び前記加圧部を複数組備え、複
数の前記加熱加圧ヘッド部が３０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲
内の所定ピッチで配設されている。このような構造によ
れば、複数のワークをステージに並べてセットし、同時
に加熱加圧接着を行うことができる。なお、前述のよう
に（請求項６）平行調整機構をコンパクトに構成するこ
とにより、複数の前記加熱加圧ヘッド部を比較的狭いピ
ッチで配設することが可能になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。

【００２６】図１は、本発明の実施形態に係る電子部品
の加熱加圧接着装置の全体構成を示す斜視図である。ベ
ースプレート１の上に、ワークＷＫをセットするための
ステージ３と、このステージ３をＸ軸方向に移動させる
ステージ送りユニット２が設けられている。ステージ送
りユニット２は、サーボモータとボール螺子機構を用い
て精度良くステージ３を変位させることができる。な
お、図１では省略しているが、ステージ３をＹ軸方向に
移動させる同様のステージ送りユニットも設けられてい
る。

【００２７】ワークＷＫは集積回路のような表面実装タ
イプのチップ部品や他の電子部品（以下、単に「電子部
品」又は「チップ部品」という）であり、半田ペースト
や導電性樹脂、異方性導電テープ等の接着層を挟んで接
着対象の基板（例えばガラス基板や樹脂基板のようなプ
リント回路基板）の所定位置に置かれている。なお、
「ワーク」という場合に、チップ部品だけでなくその接
着対象（プリント回路基板等）を指すこともある。本実
施形態の加熱加圧接着装置は、上記のような複数のワー
クを加熱加圧して互いに接着固定すると共に各端子間の
電気接続を形成するための装置である。

【００２８】図２は、図１に示した加熱加圧接着装置の
主要部の側面図である。以下、図１及び図２を参照して
本実施形態の加熱加圧接着装置の構造を詳細に説明す
る。ステージ３上において、ワークＷＫの上方に加熱加
圧ヘッド部のワーク加圧片５０が位置している。ワーク
加圧片５０は、ワークＷＫに接触してワークＷＫを加熱
すると共に、ワークＷＫを下方に（接着対象の基板に向
けて）押圧するためのものであり、加熱用のヒータ４８
が組み込まれた加熱ブロック４７に固定されている。ま
た、ワーク加圧片５０を所定の温度に制御するための温
度センサー４９がワーク加圧片５０に装着されている。

【００２９】加熱ブロック４７は、断熱板４６を挟んで
接続ブロック４５の下端面に固定され、接続ブロック４
５の上端面は平行調整ブロック３０の下端面に固定され
ている。平行調整ブロック３０は、ワーク加圧片５０の
ワークＷＫとの接触面がステージの基準面（例えば水平
面）に対して平行であることを確保するための平行調整
機構に相当する。その詳細構造及び動作については後述
する。

【００３０】平行調整ブロック３０はスライダ２４に固
定され、スライダ２４はバーチカルベースプレート４に
取り付けられた直動案内装置１９に沿って上下方向（Ｚ
軸方向）に直線移動できるように構成されている。スラ
イダ２４には、次に説明する加圧部とのリンクのための
受圧片２５及びコネクティングプレート２７が固定され
ている。

【００３１】以上に説明したワーク加圧片５０からスラ
イダ２４までを含みＺ軸方向に直線移動可能な一体のユ
ニットが加熱加圧ヘッド部を構成している。次に、加熱
加圧ヘッド部をワークＷＫに対して弾性的に押圧する加
圧部の構造について説明する。

【００３２】加圧部は、加圧用のエアシリンダ（以下、
「加圧シリンダ」という）２９とその可動端（下端）に
取り付けられた加圧片２６、そして加圧シリンダ２９の
上部に固定された取付板２８を含む加圧ユニットを備え
ている。加圧部は更に、加圧ユニットが螺子止めされる
可動ブラケット２０を備え、可動ブラケット２０はバー
チカルベースプレート４に取り付けられた直動案内装置
１９に沿って上下方向（Ｚ軸方向）に直線移動できるよ
うに構成されている。

【００３３】加圧ユニットを構成する加圧片２６は、加
熱加圧ヘッド部の受圧片２５と対向するように配置さ
れ、加圧片２６が受圧片２５に当接することによって加
圧部の加圧シリンダ２９から加熱加圧ヘッド部に押圧力
が伝達されるように構成されている。また、円柱状の加
圧片２６の外周面に溝２６ａが形成され、加熱加圧ヘッ
ド部のスライダ２４に固定されたコネクティングプレー
ト２７の水平部の先端に形成された二股状の係合部２７
ａが上記の溝２６ａに遊嵌することにより、受圧片２５
に対する加圧片２６の可動範囲を規制する手段が構成さ
れている。すなわち、加圧片２６の溝２６ａの幅はコネ
クティングプレート２７の係合部２７ａの厚みより大き
く形成され、係合部２７ａが溝２６ａの幅内で移動でき
る範囲が受圧片２５に対する加圧片２６の可動範囲に相
当する。

【００３４】上記のような構造により、加圧部の加圧シ
リンダ２９の可動端に固定された加圧片２６が上昇する
ときは、その溝２６ａとコネクティングプレート２７の
係合部２７ａとの係合によってスライダ２４を含む加熱
加圧ヘッド部が引き上げられることになる。

【００３５】また、加熱加圧ヘッド部の質量を相殺する
ためのフローティングシリンダ２１が加圧部の可動ブラ
ケット２０に取り付けられている。フローティングシリ
ンダ２１の可動端（下端）は、フローティングジョイン
ト２２及び連結シャフト２３を介して加熱加圧ヘッド部
のスライダ２４に接続されている。これにより、加熱加
圧ヘッド部に掛かる重力が見かけ上無くなり、加圧部の
加圧シリンダ２９から加熱加圧ヘッド部に加圧力が加え
られる際に、加熱加圧ヘッド部の慣性力の影響が小さく
なる。その結果、加圧過渡期に発生する加圧力のオーバ
ーシュートが大幅に低減される。

【００３６】また、上記のように加圧部と加熱加圧ヘッ
ド部とが直結していない構造を採用したことにより、加
圧ユニットの交換が容易になる。すなわち、加圧ユニッ
トの取付板２８を可動ブラケット２０に固定している２
本の固定ボルト２８ａを装置の前方から緩めて取り外す
だけで加圧シリンダ２９及び加圧片２６を含む加圧ユニ
ットを取り外すことができる。そして別の加圧ユニット
をセットして２本の固定ボルト２８ａで可動ブラケット
２０に固定すればよい。

【００３７】エアシリンダの動作力（シリンダ径）が段
階的に異なる複数種類の加圧ユニットを用意しておき、
チップ部品の大きさ、基板の種類、使用する接着層の種
類等の条件に応じてもっとも適当な加圧ユニットを使用
すれば良い。こうすることにより、例えば１５０ｇ〜３
０ｋｇの広範囲な加圧力の要求に対応することができ
る。

【００３８】加圧部の可動ブラケット２０の上面は、連
結ブロック１８を介して従動プレート１７に接続されて
いる。従動プレート１７には、一対のローラフォロア１
５，１６が上下に離間した水平軸に取り付けられてい
る。次に説明する送り部の可動ブロック１２の先端部に
固定された駆動プレート１３を一対のローラフォロア１
５，１６が挟持することにより、加圧部と送り部とのリ
ンクが形成されている。

【００３９】以上に説明した加圧ユニット、フローティ
ングシリンダ２１等が可動ブラケット２０に固定され
て、Ｚ軸方向に直線移動可能な一体のユニット（一対の
ローラフォロア１５，１６を含む）である加熱加圧ヘッ
ド部を構成している。次に、加熱加圧ヘッド部及び加圧
部をワークに対して（Ｚ軸方向に）移動すると共に位置
決めする送り部の構造について説明する。

【００４０】送り部は、ボール螺子ユニット１０とサー
ボモータ５を有する。サーボモータ５は、その回転軸を
上方に向けた状態でブラケット６に固定され、ブラケッ
ト６はバーチカルベースプレート４に固定されている。
ボール螺子ユニット１０の回転側はジョイント部７を介
してサーボモータ５の回転軸に接続され、ボール螺子ユ
ニット１０の可動側は可動ブロック１２を介して加圧部
に接続されている。

【００４１】上述のように、可動ブロック１２の先端部
に駆動プレート１３が固定され、加圧部の一対のローラ
フォロア１５，１６が駆動プレート１３を上下から挟む
ようにして、可動ブロック１２と加圧部とのリンクが形
成されている。ボール螺子ユニット１０の雄螺子が形成
された回転軸の上端部と下端部は、ボールベアリング９
が内蔵された一対のハウジング８によって支持されてい
る。一対のハウジング８は、バーチカルベースプレート
４に固定されている。

【００４２】図１に示すように、コントローラ（制御
器）５１が設けられ、その制御信号がサーボモータ５に
与えられる。図１では信号線の接続を省略しているが、
ステージ送りユニット２（のサーボモータ）や各エアシ
リンダへ供給されるエアの経路を開閉する弁にもコント
ローラ５１から制御信号が与えられる。また、温度セン
サー４９からのフィードバック信号に基づいて行うヒー
タ４８の通電制御についても、コントローラ５１が実行
する。

【００４３】また、図１に示す例では、加熱加圧接着装
置は４セットの加熱加圧ヘッド部及び加圧部を備え、４
個の加熱加圧ヘッド部が所定ピッチ（一実施例において
３０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内のピッチ）で配設されてい
る。上述の送り部によって４セットの加熱加圧ヘッド部
及び加圧部が同時に上下動し、４個のワークＷＫを同時
に加熱加圧することができる。

【００４４】上記のような構造を有する加熱加圧接着装
置の加熱加圧動作の概略を以下に説明する。まず、コン
トローラ５１に設定されている制御パターンにしたがっ
てサーボモータ５が駆動されると、その回転運動はボー
ル螺子ユニット１０によって上下方向（Ｚ軸方向）の直
線運動に変換される。そして、ボール螺子ユニット１０
の可動側である可動ブロック１２が下降すると、その動
作は可動ブロック１２の先端部に固定された駆動プレー
ト１３を挟持する一対のローラフォロア１５，１６を介
して加圧部の従動プレート１７に伝達される。

【００４５】従動プレート１７を含む加圧部が下降する
と、その動作は加圧部の加圧片２６と加熱加圧ヘッド部
の受圧片２５との当接によって加熱加圧ヘッド部に伝達
され、やがて加熱加圧ヘッド部の下端に取り付けられた
ワーク加圧片５０がワークＷＫの上面に接触して加熱加
圧を開始する。その結果、ワークＷＫと基板との間に挟
まれた接着層が加熱される。

【００４６】送り部による加熱加圧ヘッド部の下降移動
量（下限位置）は、接着後の接着層の膜厚が適正範囲内
に入る値に設定されている。熱伝導の遅れによって接着
層が溶融するまでの間は、送り部による加熱加圧ヘッド
部の下降移動量の設定値と実際の加熱加圧ヘッド部の下
降量との差は加圧部（加圧シリンダ２９）の弾性力が吸
収する。すなわち、ワーク加圧片５０がワークＷＫの上
面に接触した状態から更に加熱加圧ヘッド部が所定量だ
け下降するが、接着層が溶融するまでの間は、加圧シリ
ンダ２９の可動端に固定された加圧片２６が一旦相対的
に上昇する。

【００４７】やがて接着層が溶融すると、加圧部（加圧
シリンダ２９）の弾性力（復元力）によって加熱加圧ヘ
ッド部が所定の下限位置まで下降する。このようにし
て、送り部で設定された加熱加圧ヘッド部の下降移動量
にしたがって、接着後の接着層の膜厚が適正範囲内に入
るように制御される。

【００４８】以上に説明したように、加熱加圧ヘッド部
の下降移動量を精密に制御できる送り部と、加熱加圧ヘ
ッド部にオーバーシュートの少ない適切な加圧力を与え
ることができる加圧部の働きにより、接着後の接着層の
膜厚が高精度で制御される。また、本実施形態の加熱加
圧接着装置は、ワーク加圧片５０のワークＷＫとの接触
面がステージの基準面（例えば水平面）に対して平行と
なるように調節するための平行調整ブロック３０を備え
ているので、接着後の接着層の膜厚を更に高精度に制御
することができる。

【００４９】つまり、仮にワーク加圧片５０のワークＷ
Ｋとの接触面がステージの基準面（基板の表面）に対し
て平行でない場合は、ワークＷＫの下面と基板の表面と
の平行度が確保されず、接着後の接着層の膜厚がワーク
ＷＫの両側で異なる状態が生じ得る。平行調整ブロック
３０によって平行度を確保することにより、このような
状態の発生を防ぐことができるので、接着後における接
着層の膜厚のばらつきが抑えられ、更に高精度の膜厚制
御が達成される。

【００５０】以下に、図３及び図４を参照して平行調整
ブロック３０の構造及び動作について説明する。図３
は、平行調整ブロック３０とその周辺を示す断面図であ
る。図４は、図３に示した平行調整ブロック３０のＡ−
Ａ断面図である。

【００５１】スライダ２４に固定された略直方体形状の
平行調整ブロック３０は、断熱板４６との接合面である
下面３０ｃの角度（基準面に対する平行度）、ひいては
ワーク加圧片５０のワークＷＫとの接触面の角度（基準
面に対する平行度）をＸ軸及びＹ軸の両方向に独立して
調整可能である。Ｘ軸方向に調整するためのＸ軸調整ボ
ルト（調整螺子）３４とＹ軸方向に調整するためのＹ軸
調整ボルト（調整螺子）４１が同一方向（Ｙ方向前方）
から回転操作可能なように設けられている。

【００５２】先ずＸ軸方向の平行調整機構について説明
する。平行調整ブロック３０のＸ軸方向一側面（図４に
おけるＸ１−Ｘ２線のＸ１側）及びＹ軸方向両側面に開
口し傾斜面を有するテーパ溝部３０ａが形成されてい
る。このテーパ溝部３０ａには、Ｘ軸調整ボルト３４の
回転に伴ってその軸方向に移動するＸ軸調整片３２が挿
入される。Ｘ軸調整片３２にはテーパ溝部３０ａの傾斜
面と摺動する傾斜面３２ａが備えられている。

【００５３】図３においてＸ軸調整片３２が右方向に移
動すると、テーパ溝部３０ａの開口が広がるように変形
し、その結果、平行調整ブロック３０の下面３０ｃの角
度が二点鎖線３０ｃ'で誇張して示している方向（左下
がり）へ変化する。この変形を許容する構造として、テ
ーパ溝部３０ａの奥（非開口面側）に円形断面を有する
のど溝部３０ｂが形成されている。これにより、局部的
な応力を緩和しながらテーパ溝部３０ａの開口が広がる
（又は狭まる）方向に変形することができる。

【００５４】また、テーパ溝部３０ａの開口を狭める方
向に弾性体を介して加圧する構造として、締付ボルト３
５、皿ばね（弾性体）３６及びワッシャ３７が設けられ
ている。これらの働きにより、図３においてＸ軸調整片
３２が左方向に移動すると、テーパ溝部３０ａの開口が
狭まるように変形し、その結果、平行調整ブロック３０
の下面３０ｃの角度が二点鎖線３０ｃ'で誇張して示し
ている方向と逆の方向（左上がり）へ変化する。

【００５５】Ｘ軸調整片３２は、傾斜面３２ａが形成さ
れた部分の先端側に案内軸部３２ｃを有し、スライダ２
４に穿設された軸受け部２４ａに案内軸部３２ｃが係合
するように構成されている。また、傾斜面３２ａが形成
された部分の基端側には軸部３２ｄを有し、その基端部
（拡径部）の端面にはＸ軸調整ボルト３４の軸部３４ａ
が内嵌する嵌合穴３２ｅが形成されている。更に、Ｘ軸
調整ボルト３４の軸部３４ａの先端部に形成された貫通
孔３４ｂに固定された連結ピン３３と係合する係合溝３
２ｆがＸ軸調整片３２の軸部３２ｄの拡径部に形成され
ている。このような構造により、Ｘ軸調整ボルト３４の
先端部とＸ軸調整片３２の基端部が相対回動自在に接続
されている。また、Ｘ軸調整ボルト３４は、スライダ２
４に固定されたブラケット３１に形成された雌螺子部３
１ａに螺合することにより支持されている。

【００５６】上記のような構造により、Ｘ軸調整ボルト
３４を回転させると、ブラケット３１に対してＸ軸調整
ボルト３４がその軸方向（Ｙ軸方向）に移動し、その先
端部に相対回動自在に接続されたＸ軸調整片３２が同一
方向に移動する。その結果、上述のようにして平行調整
ブロック３０の下面３０ｃのＸ軸方向での角度が変化す
る。なお、Ｘ軸調整ボルト３４とＸ軸調整片３２とが一
体に構成されていないので、両者間の熱伝導が少なくな
り温度が平行調整に及ぼす悪影響を小さくすることがで
きる。

【００５７】次に、Ｙ軸方向の平行調整機構について説
明する。Ｙ軸方向の平行調整機構の構造はＸ軸方向の平
行調整機構と略同一構造を有するが、テーパ溝部３０ａ
及びのど溝部３０ｂの方向が異なる。つまり、Ｙ軸方向
の平行調整機構では、平行調整ブロック３０のＹ軸方向
一側面（図３におけるＹ１−Ｙ２線のＹ１側）及びＸ軸
方向両側面に開口するようにテーパ溝部３０ａが形成さ
れ、その奥（非開口側、すなわちＹ１−Ｙ２線のＹ２
側）に円形断面を有するのど溝部３０ｂが形成されてい
る。

【００５８】したがって、テーパ溝部３０ａの傾斜面と
摺動する傾斜面３９ａを有するＹ軸調整片３９が図３に
おいて右方向に移動すると、テーパ溝部３０ａの開口が
広がるように変形し、その結果、平行調整ブロック３０
の下面３０ｃの角度が二点鎖線３０ｃ"で誇張して示し
ている方向（左下がり）へ変化する。

【００５９】また、テーパ溝部３０ａの開口を狭める方
向に弾性体を介して加圧する構造として、締付ボルト４
２、皿ばね（弾性体）４３及びワッシャ４４（図４参
照）が設けられている。これらの働きにより、図３にお
いてＹ軸調整片３９が左方向に移動すると、テーパ溝部
３０ａの開口が狭まるように変形し、その結果、平行調
整ブロック３０の下面３０ｃの角度が二点鎖線３０ｃ"
で誇張して示している方向と逆の方向（左上がり）へ変
化する。

【００６０】Ｙ軸方向の平行調整機構では、Ｙ軸調整片
３９のＹ軸方向の移動によってテーパ溝部３０ａの開口
が広がるように変形したときにＹ軸調整片３９にかかる
力（反作用）にＸ軸方向の成分が含まれないので、構造
を簡素化することができる。つまり、Ｙ軸調整片３９の
傾斜面３９ａが形成された部分の先端側に案内軸部は無
く、したがってそれに係合する嵌合穴も無い。

【００６１】また、傾斜面３９ａが形成された部分の基
端側はそのまま（大径のまま）軸部となり、その基端面
にＹ軸調整ボルト４１の軸部４１ａが内嵌する嵌合穴３
９ｂが形成されている。更に、Ｙ軸調整ボルト４１の軸
部４１ａの先端部に固定された連結ピン４０と係合する
係合溝３９ｃがＹ軸調整片３９の基端部に形成されてい
る。このような構造は、Ｘ軸方向の平行調整機構で説明
したものと同様である。

【００６２】また、Ｙ軸調整ボルト４１は、スライダ２
４に固定されたブラケット３１に形成された雌螺子部３
１ａに螺合することにより支持されている。この構造つ
いても、Ｘ軸方向の平行調整機構で説明したものと同様
である。Ｙ軸調整ボルト４１を回転させると、ブラケッ
ト３１に対してＹ軸調整ボルト４１がその軸方向（Ｙ軸
方向）に移動し、その先端部に相対回動自在に接続され
たＹ軸調整片３９が同一方向に移動する。その結果、上
述のようにして平行調整ブロック３０の下面３０ｃのＹ
軸方向での角度が変化する。

【００６３】以上に説明した平行調整ブロック３０（平
行調整機構）を備えたことにより、本実施形態の加熱加
圧接着装置は、Ｘ軸及びＹ軸の両方向に独立して接着後
の接着層の膜厚を調整可能であり、かつ、装置の前方か
らＸ軸及びＹ軸の両方向の調整を行うことができるの
で、調整作業の作業性が良い。また、コンパクトな平行
調整機構が実現できる。その結果、図１に示したよう
に、４セットの加熱加圧ヘッド部を狭いピッチで配設す
ることが可能となり、４個のワークＷＫを同時に加熱加
圧することができる。

【００６４】図５は、本発明の加熱加圧接着装置による
加圧過渡期における加圧力の変化を従来の装置の場合と
比較して示すグラフである。実線が本発明の加熱加圧接
着装置の場合を示し、破線が従来の装置の場合を示して
いる。いずれも加圧力の設定値を３０．０ｋｇとしたと
きの測定値である。本発明の加熱加圧接着装置では、加
圧過渡期における加圧力のオーバーシュートが従来の装
置に比べて大幅に低下していることがわかる。

【００６５】また、図６は、本発明の加熱加圧接着装置
による加圧力のばらつきを従来の装置の場合と比較して
示すグラフである。このグラフは、加圧力の設定値を３
０．０ｋｇとし、加圧過渡期を経過して略定常状態にな
ったときの加圧力を５回の加熱加圧動作のそれぞれにつ
いて測定した結果である。本発明の加熱加圧接着装置で
は、加圧力のばらつきが従来の装置に比べて大幅に小さ
くなっていることがわかる。

【００６６】このように、本発明の加熱加圧接着装置で
加圧力のオーバーシュート及びばらつきが従来の装置に
比べて大幅に改善された理由は主として、前述のよう
に、加熱加圧ヘッド部の質量の影響がフローティングシ
リンダ２１によって相殺されるように構成されているこ
と、そして、加圧シリンダ２９の押圧力が加熱加圧ヘッ
ド部に直接伝達されるように構成されていることにある
と考えられる。

【００６７】以上、本発明の実施形態を適宜変形例と共
に説明したが、本発明は上記の実施形態に限らず、種々
の形態で実施することができる。図面に示した形状及び
構造は一例に過ぎず、種々の変更が可能である。

【００６８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の電子部
品の加熱加圧接着装置によれば、加圧部によるワークへ
の加圧力の制御と送り部による加熱加圧ヘッド部のワー
クに対する移動量の制御とを独立して行うことができる
ので、接着後の接着層の膜厚を精度良く制御することが
可能になる。

【００６９】また、加熱加圧ヘッド部の質量の影響がフ
ローティングシリンダによって相殺されるように構成さ
れ、更に加圧シリンダの押圧力が加熱加圧ヘッド部に直
接伝達されるように構成されているので、加圧力のオー
バーシュート及びばらつきが大幅に改善され、その結
果、接着後の接着層の膜厚が一層精度良く制御される。

【００７０】また、比較的簡単な構造の平行調整機構に
よって加熱加圧ヘッド部のワークとの接触面とステージ
の基準面との平行度を確保することができるので、接着
後における接着層の膜厚のばらつきが一層精度良く抑制
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る電子部品の加熱加圧接
着装置の全体構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示した加熱加圧接着装置の主要部の側面
図である。

【図３】平行調整ブロックとその周辺を示す断面図であ
る。

【図４】図３に示した平行調整ブロックのＡ−Ａ断面図
である。

【図５】本発明の加熱加圧接着装置による加圧過渡期に
おける加圧力の変化を従来の装置の場合と比較して示す
グラフである。

【図６】本発明の加熱加圧接着装置による加圧力のばら
つきを従来の装置の場合と比較して示すグラフである。

【図７】従来の電子部品の加熱加圧接着装置における加
圧部の構造を示す側面図である。

【符号の説明】 ３ ステージ ５ サーボモータ ５−１３ 送り部 １０ ボール螺子ユニット １５−１８，２０，２６，２８，２９ 加圧部 ２１ フローティングシリンダ ２４，２５，２７，３０，４５−５０ 加熱加圧ヘッド
部 ２５ 受圧片 ２６ 加圧片 ２６，２８，２９ 加圧ユニット ２６ａ，２７ 受圧片に対する加圧片の可動範囲を規制
する手段 ２９ 加圧シリンダ（加圧部のエアシリンダ） ３０ 平行調整ブロック（平行調整機構） ３０ａ テーパ溝部 ３０ｂ テーパ溝部の開口が広がる方向に変形するのを
許容する構造 ３１ ブラケット ３２ Ｘ軸調整片 ３２ａ 傾斜面 ３４ Ｘ軸調整ボルト（調整螺子） ３５−３７ テーパ溝部の開口を狭める方向に弾性体を
介して加圧する構造 ３９ Ｙ軸調整片 ３９ａ 傾斜面 ４１ Ｙ軸調整ボルト（調整螺子） ４２−４４ テーパ溝部の開口を狭める方向に弾性体を
介して加圧する構造 ＷＫ ワーク

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークをセットするためのステージと、ワ
   ークに対して加熱及び加圧を行うための加熱加圧ヘッド
   部と、該加熱加圧ヘッド部をワークに対して弾性的に押
   圧する加圧部と、前記加熱加圧ヘッド部及び前記加圧部
   を前記ワークに対して移動すると共に位置決めする送り
   部とを備えたことを特徴とする電子部品の加熱加圧接着
   装置。
2. 【請求項２】前記加熱加圧ヘッド部の質量を相殺するた
   めのフローティングシリンダを備えていることを特徴と
   する請求項１記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
3. 【請求項３】前記加圧部はエアシリンダを備え、前記エ
   アシリンダの押圧力が前記加熱加圧ヘッド部に直接伝達
   されるように構成されていることを特徴とする請求項１
   記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
4. 【請求項４】前記エアシリンダの可動端に備えられた加
   圧片と前記加熱加圧ヘッド部に備えられた受圧片とが対
   向するように配置され、前記加圧片が前記受圧片に当接
   することによって前記エアシリンダの押圧力が前記加熱
   加圧ヘッド部に伝達され、かつ、前記受圧片に対する前
   記加圧片の可動範囲を規制する手段が備えられているこ
   とを特徴とする請求項３記載の電子部品の加熱加圧接着
   装置。
5. 【請求項５】前記加熱加圧ヘッド部のワークとの接触面
   が前記ステージの基準面に対して平行であることを確保
   するための平行調整機構を備えていることを特徴とする
   請求項１記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
6. 【請求項６】前記平行調整機構は、互いに直交するＸ軸
   及びＹ軸の両方向に独立して調整可能であり、同一方向
   から回転操作されるＸ軸調整螺子とＹ軸調整螺子を備
   え、Ｘ軸方向の平行調整機構は、前記Ｘ軸調整螺子の回
   転に伴ってその軸方向に移動するＸ軸調整片と、略直方
   体ブロックのＸ軸方向一側面及びＹ軸方向両側面に開口
   し前記Ｘ軸調整片の傾斜面と摺動する傾斜面を有するテ
   ーパ溝部と、前記Ｘ軸調整片の移動に伴って前記テーパ
   溝部の開口が広がる方向に変形するのを許容する構造
   と、前記テーパ溝部の開口を狭める方向に弾性体を介し
   て加圧する構造とを備え、 Ｙ軸方向の平行調整機構は、前記Ｙ軸調整螺子の回転に
   伴ってその軸方向に移動するＹ軸調整片と、略直方体ブ
   ロックのＹ軸方向一側面及びＸ軸方向両側面に開口し前
   記Ｙ軸調整片の傾斜面と摺動する傾斜面を有するテーパ
   溝部と、前記Ｙ軸調整片の移動に伴って前記テーパ溝部
   の開口が広がる方向に変形するのを許容する構造と、前
   記テーパ溝部の開口を狭める方向に弾性体を介して加圧
   する構造とを備えていることを特徴とする請求項５記載
   の電子部品の加熱加圧接着装置。
7. 【請求項７】前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの平
   行調整機構において、固定側のブラケットに前記調整螺
   子が螺合し、前記調整螺子の先端部に前記調整片が相対
   回動自在に接続され、前記調整螺子が回転によってその
   軸方向に移動し、前記調整片を前記軸方向に移動させる
   ように構成されていることを特徴とする請求項６記載の
   電子部品の加熱加圧接着装置。
8. 【請求項８】前記送り部は、ボール螺子ユニットとサー
   ボモータを有し、前記ボール螺子ユニットの回転側が前
   記サーボモータの回転軸に接続され、前記ボール螺子ユ
   ニットの可動側が前記加圧部に接続されていることを特
   徴とする請求項１記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
9. 【請求項９】前記加圧部を構成する要素のうち、加圧用
   のエアシリンダを含む加圧ユニットが位置決め調整無し
   に交換可能であることを特徴とする請求項１記載の電子
   部品の加熱加圧接着装置。
10. 【請求項１０】前記エアシリンダの動作力が段階的に異
    なる複数種類の加圧ユニットを交換することにより、１
    ５０ｇ〜３０ｋｇの加圧力に対応可能であることを特徴
    とする請求項９記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
11. 【請求項１１】前記加熱加圧ヘッド部及び前記加圧部を
    複数組備え、複数の前記加熱加圧ヘッド部が３０ｍｍ〜
    ６０ｍｍの範囲内の所定ピッチで配設されていることを
    特徴とする請求項１記載の電子部品の加熱加圧接着装
    置。