JP2004253563A - 熱圧着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の電子部品を同時に熱圧着する。
【解決手段】配線基板の実装部に仮実装された複数の電子部品を同時に押圧する押圧部と、押圧部を加熱する加熱部とを有し、加熱部より加熱された押圧部で複数の電子部品を加熱しながら配線基板に押圧する熱圧着ヘッドと、配線基板の実装部の下側で電子部品が仮実装された配線基板を支持する支持面を有し、この支持面が上記熱圧着ヘッドの押圧部と対向する支持部材と、支持部材を熱圧着ヘッドの方向に付勢する付勢部材と、この付勢部材の付勢力を調節する調節部材とを有し、電子部品が受ける圧力を調整する調整機構とを備え、支持部材の支持力を付勢部材で調節することによって、各電子部品が受ける圧力を制御し、複数の電子部品を同時に熱圧着する。
【選択図】 図１
【解決手段】配線基板の実装部に仮実装された複数の電子部品を同時に押圧する押圧部と、押圧部を加熱する加熱部とを有し、加熱部より加熱された押圧部で複数の電子部品を加熱しながら配線基板に押圧する熱圧着ヘッドと、配線基板の実装部の下側で電子部品が仮実装された配線基板を支持する支持面を有し、この支持面が上記熱圧着ヘッドの押圧部と対向する支持部材と、支持部材を熱圧着ヘッドの方向に付勢する付勢部材と、この付勢部材の付勢力を調節する調節部材とを有し、電子部品が受ける圧力を調整する調整機構とを備え、支持部材の支持力を付勢部材で調節することによって、各電子部品が受ける圧力を制御し、複数の電子部品を同時に熱圧着する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板上に電子部品を熱圧着するための熱圧着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱圧着方法としては、例えば異方性導電フィルム（以下、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）という。）を用いたＡＣＦ熱圧着方法がある。ＡＣＦとは、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等の絶縁性のバインダーに金属微粒子等の導電性微粒子が分散されたものである。このＡＣＦ熱圧着方法は、配線基板上への電子部品の実装や電気回路素子同士の接続に用いられ、はんだ付けでは行うことが困難な高密度、高精細な箇所の電気的接続に有効である。
【０００３】
ＡＣＦ熱圧着方法は、配線基板上に仮実装された電子部品側の電極と配線基板側の電極とが対向する電子部品と配線基板との間にＡＣＦを介在させ、電子部品を配線基板側へ加熱しながら押圧する。これにより、ＡＣＦは溶融固化し、ＡＣＦ中の導電性微粒子間、及び各電極と導電性微粒子とが圧接され、電子部品は、配線基板と電気的接続された状態で電子部品を配線基板に実装される。
【０００４】
このようなＡＣＦ熱圧着を行う熱圧着装置には、電子部品を配線基板側へ加熱しながら押圧する熱圧着ヘッドが設けられており、この熱圧着ヘッドの内部には、ＡＣＦを加熱するためのヒータが内蔵されている。熱圧着ヘッドは、シリンダ機構等のアクチュエータと接続されており、このアクチュエータによって上下動し、電子部品に対して近接する方向に移動して配線基板に電子部品を加熱しながら押圧する。（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
この熱圧着装置を用いたＡＣＦ熱圧着方法は、先ず、配線基板上の電子部品を実装する部分にＡＣＦを専用のフィルム貼付機で貼り付ける。そして、実装する電子部品をピックアンドプレスマシン等の専用機を用いて摘み取り、配線基板上の電子部品が実装される実装部に摘み取った電子部品を位置合わせし、ＡＣＦフィルム上に載せ配線基板上に電子部品を仮実装する。
【０００６】
次に、ＡＣＦ熱圧着方法では、熱圧着ヘッドでＡＣＦフィルムを所定の温度で加熱すると共に電子部品を押圧して、配線基板上に電子部品を本実装する。電子部品の本実装するには、用いるフィルムの種類によって異なるが通常２〜２０秒程度の時間が必要である。また、この本実装を行う際には、電子部品やＡＣＦの種類によって熱圧着ヘッドの押圧力をアクチュエータの出力をコントロールすることにより、電子部品を所定の圧力で配線基板に押圧する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２２３４９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＡＣＦ熱圧着方法では、複数の電子部品を実装する際、電子部品を一つ一つ仮実装及び本実装を行っていたため、すべての電子部品の本実装が終了するまでに多くの時間がかかってしまう。また、このＡＣＦ本実装方法では、例えば高さや形状など種類の異なる電子部品を複数実装する場合、個々の電子部品に対する熱圧着ヘッドの押圧力が異なるため、熱圧着ヘッドの押圧力の調整などを各電子部品に行う必要があり、複数の電子部品を本実装するのに時間がかかってしまう。このため、このようなＡＣＦ熱圧着方法では、複数の電子部品を本実装するのに時間がかかり、生産効率の向上を図ることができない。
【０００９】
更に、上述したＡＣＦ熱圧着方法を行う熱圧着装置では、例えば同一高さの電子部品を複数実装する際に、アクチュエータの出力を電子部品の種類や仮実装の状態に合わせて適切に調整した場合でも、熱圧着ヘッドを上下動させる際のアクチュエータ自身の摺動摩擦等により、各電子部品を一定の圧力で押圧することができなくなってしまう。また、熱圧着装置では、電子部品に対して微小な圧力を加える場合に、押圧力に比べて上述した摩擦力が大きくなり、正確な押圧力で電子部品を押圧することが困難となる。これらのことから、上述した熱圧着装置では、配線基板上に電子部品を適切に実装することができないため、電子部品と配線基板との電気的接続や接合信頼性が低下してしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、各電子部品に加える圧力を適切に調整して、複数の電子部品を同時に押圧し、実装することで生産効率の向上を図ることができる。複数の電子部品が受ける圧力を均一、又は各電子部品が受ける適切に調整し、上記配線基板上に複数の電子部品を同時に実装する熱圧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】
本発明に係る熱圧着装置は、上述した課題を解決すべく、配線基板の実装部に電子部品を熱圧着して実装する。熱圧着装置は、配線基板の実装部に仮実装された複数の電子部品を同時に押圧する押圧部と、押圧部を加熱する加熱部とを有し、加熱部より加熱された押圧部で複数の電子部品を加熱しながら配線基板に押圧する熱圧着ヘッドと、配線基板の実装部の下側で電子部品が仮実装された配線基板を支持する支持面を有し、この支持面が上記熱圧着ヘッドの押圧部と対向する支持部材と、支持部材を熱圧着ヘッドの方向に付勢する付勢部材と、この付勢部材の付勢力を調節する調節部材とを有し、電子部品が受ける圧力を調整する調整機構とを備える。
【００１２】
以上のように構成された熱圧着装置によれば、配線基板の実装部に仮実装された複数の電子部品を熱圧着ヘッドで同時に加熱、押圧することにより、配線基板上に一度に複数の電子部品を熱圧着し、実装することができる。この熱圧着装置では、熱圧着ヘッドと対向して設けられ、各電子部品が仮実装された配線基板を支持する支持部材を配線基板側に付勢する付勢部材の付勢力を調節し、支持部材の配線基板に対する支持力を調節することによって、熱圧着の際に複数の電子部品に対して均一な圧力、又は各電子部品に適切な圧力を加えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した熱圧着装置について、図面を参照して詳細に説明する。図１及び図２に示すように、本発明を適用した熱圧着装置１は、配線基板２上にＡＣＦを介して複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを実装するものである。ここでは、例えば配線基板２の実装面４に仮実装される電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの高さが同一である３つの電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを配線基板２上に実装する。
【００１４】
熱圧着装置１は、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを配線基板２に押圧する熱圧着ヘッド５と、この熱圧着ヘッド５と対向して設けられ、仮実装された電子部品３を支持する支持部材６と、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが受ける圧力を調整する調整機構７を備える。また、熱圧着装置１は、基台８と、この基台８に対して垂直に取り付けられる取付部材９とを有する。取付部材９には、熱圧着ヘッド５を駆動させる駆動機構１０を介して配線基板２の上方に熱圧着ヘッド５が取り付けられている。基台８上には、支持部材６と調整機構７とが配置されるホルダ１０が設けられるステージ１２が形成されている。熱圧着ヘッド５と駆動機構１０との間には、熱圧着ヘッド５のチルト調整を行う第１のチルト調整機構１３が設けられている。基台８とステージ１２との間には、ステージ１２のチルト調整を行う第２のチルト調整機構１４が設けられている。この熱圧着装置１では、配線基板２に仮実装された電子部品３ａ，３ｂ，３ｃに対して、駆動機構１０で熱圧着ヘッド５を近接、離間させる方向に移動させて電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを配線基板２側に加熱しながら押圧する。
【００１５】
配線基板２は、フレキシブル基板であり、一方の面が、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが実装される実装面４となっている。この実装面４には、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが実装される実装部４ａが所定の位置に形成されている。実装部４ａには、図示を省略する配線パターンの一部を構成するランドが形成されており、このランドに電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの接続端子１５ａ，１５ｂ，１５ｃが接続される。
【００１６】
電子部品３ａ，３ｂ，３ｃは、例えば封止樹脂にて封止された略矩形状の本体の底面に接続端子１５ａ，１５ｂ，１５ｃを形成したＩＣチップ等である。電子部品３ａ，３ｂ，３ｃは、配線基板２の実装部４ａに仮実装され、本発明を適用した熱圧着装置１で熱圧着されることにより、配線基板２のランドと電気的に接続される。
【００１７】
熱圧着ヘッド５は、取付部材９の上部側面に取り付けられたシリンダ機構等の駆動機構１０の下端に、この熱圧着ヘッド５のチルト調整を行う第１のチルト調整機構１３を介して取り付けられている。この熱圧着ヘッド５は、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを押圧する押圧部１６と、この押圧部１６を加熱する加熱部１７とを有する。
【００１８】
第１のチルト機構１３は、後述する熱圧着ヘッド５の押圧面１８の垂直方向の傾きを調整するものである。すなわち、第１のチルト機構１３は、熱圧着ヘッド５の押圧面１８と、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃとの平行を調整するものであり、熱圧着の際に熱圧着ヘッド５の押圧面１８で電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃを垂直な方向から押圧できるようにする。
【００１９】
押圧部１６は、配線基板２の実装部４ａに仮実装された複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃと接する押圧面１８を有する。押圧部１６は、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを同時に熱圧着することが可能な大きさに形成されており、配線基板２の実装部４ａに仮実装された複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを同時に押圧する。また、押圧部１６は、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを押圧すると共に、加熱部１７によって加熱されることにより複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを加熱する。
【００２０】
押圧部１６の押圧面１８は、平坦に形成されており、配線基板に仮実装された同じ高さの電子部品を同じ圧力で同じ時間押圧できる。
【００２１】
加熱部１７は、ヒータ等を用いる。加熱部１７は、実装される電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの種類やＡＣＦの種類に応じて加熱温度が調節され、適切な温度で押圧部１６を加熱する。
【００２２】
上述した構成からなる熱圧着ヘッド５は、取付部材９の上部側面に取り付けられた駆動機構１０により、図１中の矢印Ａ方向に、上下動する。熱圧着ヘッド５は、第１のチルト機構１３によって押圧面１８の垂直方向の傾きが調整された状態で駆動機構１０により上下動することによって、押圧面１８が電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃに対して垂直に近接、離間する。これにより、熱圧着ヘッド５は、押圧部１６で複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを同時に配線基板２上に加熱しながら押圧する。
【００２３】
支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃ毎に設けられる。支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、基台８上のステージ１２に設けられたホルダ１０内の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが実装される位置に対応して形成された貫通孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ内に、後述する調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃと共に配置されている。
【００２４】
支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、配線基板２の実装部４ａの裏側から電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが仮実装された配線基板２を支持する支持面２１ａ，２１ｂ，２１ｃを有する。支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、支持面２１ａ，２１ｂ，２１ｃが形成されている上端が貫通孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃから突出しており、支持面２１ａ，２１ｂ，２１ｃが配線基板２の実装部４の裏側に直接接して配線基板２を支持している。支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、支持面２１ａ，２１ｂ，２１ｃと反対側の面に後述する調整機構７ａ，７ｂ，７ｃが接続されているためによって常時、配線基板２側に付勢されており、配線基板２を支持している。したがって、これらの支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、配線基板２上に仮実装された各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが熱圧着ヘッド５からの押圧を確実に受けることができるようにする。
【００２５】
この支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの下端には、凸部２２ａ，２２ｂ，２２ｃが形成されている。支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、この凸部２２ａ，２２ｂ，２２ｃが貫通孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ内に形成されている段差部２３ａ，２３ｂ，２３ｃに係合されることによって、貫通孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃから突出する突出量が規制される。
【００２６】
支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、貫通孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ内の同一に位置に形成された段差部２３ａ，２３ｂ，２３ｃに凸部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを係合することによって、突出量を均一して、フレキシブルからなる配線基板２を支持面２１ａ，２１ｂ，２１ｃで水平に支持する。
【００２７】
また、この支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの支持面２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、基台８とステージ１２との間に設けられた第２のチルト調整機構１４によって、熱圧着ヘッド５の押圧面１８と平行になっている。第２のチルト機構１４は、各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃに応じて形成された支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの支持面２１ａ，２１ｂ，２１ｃの垂直方向の傾きを調整する。すなわち、第２のチルト機構１４は、熱圧着ヘッド５の押圧面１８と、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃとが平行をなし、熱圧着ヘッド５が上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃより垂直な方向から押圧できるようにする。また、各支持部材６ａ，６ｂ，６ｃには、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが受ける圧力を均一に調整するための調整機構７ａ，７ｂ，７ｃが設けられている。
【００２８】
調整機構７ａ，７ｂ，７ｃは、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃを配線基板２側に付勢する付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃと、この付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの付勢力を調節する調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃとからなる。
【００２９】
付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃとしては、例えばコイルバネ等を用いる。付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、一端が支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの下端と接続されており、この支持部材６ａ，６ｂ，６ｃを配線基板２側に付勢する。なお、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの凸部２２ａ，２２ｂ，２２ｃが段差部２３ａ，２３ｂ，２３ｃに係合されることによって、この付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの付勢力により配線基板２側に支持部材６ａ，６ｂ，６ｃが突出してしまうことが防止されている。
【００３０】
また、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、例えばコイルバネを用いた場合、このコイルバネを圧縮又は伸張により支持部材６ａ，６ｂ，６ｃを付勢する付勢力が異なる。したがって、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、仮実装された電子部品３ａ，３ｂ，３ｃ毎にコイルバネを圧縮又は伸張させることによって支持部材６ａ，６ｂ，６ｃに対する付勢力が調節され、熱圧着ヘッド５の押圧力に対する反発力が調整される。
【００３１】
調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃと同様に、ホルダ１０に形成された貫通孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ内に設けられており、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの支持部材６ａ，６ｂ，６ｃと接続された反対側の一端に接続されている。調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃには、例えばネジを用いる。調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃであるコイルバネを圧縮又は伸張させる。調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃ側に前進することによって、コイルバネを圧縮させ、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃとは反対側に後退させることによって、コイルバネを伸張させる。
【００３２】
上述した構成からなる調整機構７ａ，７ｂ，７ｃは、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃを調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃで伸張することによって、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの支持部材６ａ，６ｂ，６ｃを熱圧着ヘッド５側に付勢する付勢力を小さくする。一方、調整機構７ａ，７ｂ，７ｃは、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの長さを圧縮した場合では、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの支持部材６ａ，６ｂ，６ｃを熱圧着ヘッド５側に付勢する付勢力を大きくする。したがって、調整機構７ａ，７ｂ，７ｃは、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃを調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃで圧縮又は伸張することによって支持部材６ａ，６ｂ，６ｃに対する付勢力を調節する。すわなち、調節機構７ａ，７ｂ，７ｃは、熱圧着ヘッドの押圧力に対する反発力が調節されため、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃにかかる圧力を均一、若しくは電子部品３ａ，３ｂ，３ｃ毎に所定の圧力を加えることができる。
【００３３】
次に、この熱圧着装置１を用いた具体的な熱着方法を説明する。まず、配線基板２の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを実装する実装部４ａにＡＣＦをフィルム専用の貼り付け機を用いて貼り付ける。
【００３４】
次に、配線基板２上のＡＣＦに、このＡＣＦの硬化温度よりも若干低い温度の熱を加えて、配線基板２に対する密着性を向上させる。そして、ＡＣＦの電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが実装される面に形成されている保護フィルムを剥がす。
【００３５】
次に、配線基板２上の実装部４ａに仮実装される電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの高さに応じて、各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの受ける圧力を調整する調整機構７ａ，７ｂ，７ｃの付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃを調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃで圧縮又は伸張させて支持部材６ａ，６ｂ，６ｃに対する付勢力を調節し、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの配線基板２に対する支持力を調節する。具体的には、図３に示すように、高さが同一である電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの場合では、各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃ間の製品誤差や仮実装の状態によって配線基板２に仮実装された電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの高さが異なってしまう場合がある。この状態で熱圧着ヘッド５を電子部品３ａ，３ｂ，３ｃに押圧すると高さが一番高い電子部品３ｂに圧力が集中してしまう。そこで、この電子部品３ｂに設けられた付勢部材２０ｂを調節部材２１ｂで伸張させて、支持部材６ｂに対する付勢力を弱くすることによって、支持部材６ｂが配線基板を支持する支持力を弱めておく。
【００３６】
次に、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃをピックアンドプレスマシン等の専用機を用いて電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを摘み取り、配線基板２上に形成されたＡＣＦ上に搬送して、配線基板２の実装部４ａに形成されているランドに位置合せを行い、実装部４ａに載置して仮実装する。電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの位置決めには、例えば２つの検出部を用いて行う。１つの検出部は、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの配線基板２と接続される接続端子１５ａ，１５ｂ，１５ｃの位置を認識し、もう１つの検出部は、配線基板２上の配線パターンの位置を認識する。この２つの認識結果をもとに、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの電極端子５ａ，５ｂ，５ｃの位置と配線基板２の配線パターンの位置とが相対的に一致するように、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの位置を調整する。
【００３７】
次に、熱圧着方法では、各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃが調節された状態で電子部品３ａ，３ｂ，３ｃに熱圧着ヘッド５を駆動機構１０で下降させ、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃと熱圧着ヘッド５の押圧面１８とを接触させて、更に熱圧着ヘッド５を降下させて電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを加熱しながら押圧し、配線基板２の実装面４にＡＣＦを介して電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを熱圧着する。
【００３８】
この熱圧着の工程では、電子部品３ｂの上面１９ｂが他の電子部品３ａ，３ｃの上面１９ａ，１９ｃと比べて高くなっているため、最初に熱圧着ヘッド５で押圧される。これにより、伸張されていた付勢部材２０ｂは、熱圧着ヘッド５の押圧力により圧縮される。すなわち、付勢部材２０ｂを伸張により、支持部材６ｃの配線基板２に対する支持力が弱まっているため、熱圧着ヘッド５からの圧力を付勢部材２０ｂが他の付勢部材２０ａ，２０ｃより多く吸収する。そして、各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃが熱圧着ヘッド５に接触されたとき、他の電子部品３ａ，３ｃの付勢部材２４ａ，２４ｃと、電子部品３ｂの付勢部材２４ｂとの圧縮率が同一となる。したがって、熱圧着ヘッド５と、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの付勢力によって支持力が調節された支持部材６ａ，６ｂ，６ｃとによって各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを挟まれることにより、電子部品３ｂにかかる圧力が、他の電子部品３ａ，３ｃにかかる圧力と均一になる。熱圧着後は、熱圧着ヘッド５を駆動部材１０で上昇させてもとの位置に戻す。
【００３９】
また、この熱圧着の工程では、実装される電子部品３ａ，３ｂ，３ｃや使用するＡＣＦの種類によって、熱圧着ヘッド５に備え付けられたヒータを所定の温度に設定し、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃに所定の圧力がかかるように駆動機構１０の押圧力を設定する。
【００４０】
以上のことから熱圧着装置１では、仮実装される電子部品３ａ，３ｂ，３ｃ毎に調節部材７ａ，７ｂ，７ｃの付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃを調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃで圧縮又は伸張させて、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの支持力が調整されるため、一つの熱圧着ヘッド５で所定の圧力を複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを加えることができる。したがって、この熱圧着装置１によれば、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを一つの熱圧着ヘッド５で同時に押圧することができ、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを配線基板２に一度に熱圧着することができる。また、この熱圧着装置１によれば、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃで電子部品３ａ，３ｂ，３ｃにかかる圧力を調節することができるため、配線基板２と各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃとの電気的接続及び接合信頼性が向上する。
【００４１】
更に、上述した熱圧着装置１では、熱圧着ヘッド６がシリンダ１３に対して取り外しが可能であるため、配線基板２上に実装する電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの高さが異なっていても熱圧着ヘッド５を取り換えることによって、図４に示すように、高さの異なる複数の電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃを実装することができる。熱圧着装置１では、図４に示すように、異なる複数の電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃを配線基板に実装する場合、実装する電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃの高さ及び形状に合わせて押圧面３１に凹凸を形成した熱圧着ヘッド３２を用いる。この凹凸は、各電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃの高さに応じて凹部を形成し、各電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃの上面３３ａ，３３ｂ，３３ｃに熱圧着ヘッド３２の押圧面３１が接するように形成されている。また、この凹凸は、仮実装される電子部品３０ａの高さが一番低いものの高さを基準にして、この電子部品３０ａの高さと他の電子部品３０ｂ，３０ｃとの高さの差分だけ凹部を形成するようにしてもよい。
【００４２】
熱圧着装置１では、配線基板２に仮実装される高さの異なる各電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃが必要とする圧力を調節部材７ａ，７ｂ，７ｃの付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃを調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃで圧縮又は伸張させて支持部材６ａ，６ｂ，６ｃに対する付勢力を調節し、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの配線基板２に対する支持力を調節することによって得られる。
【００４３】
このため、この熱圧着装置１では、高さの異なる複数の電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃを一つの熱圧着ヘッド３２で押圧した場合であっても、各電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃに適した圧力がかかるようになるため、高さの異なる複数の電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃを同時に配線基板２上に実装することができる。
【００４４】
また、上述した高さの異なる複数の電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃを実装する際にも、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの付勢力を調節より、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの配線基板２に対する支持力を調節することによって、電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃの仮実装の際に生じた誤差による各電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃが受ける圧力のバラツキが解消され、各電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃが受ける圧力が均一となる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係る熱圧着装置は、配線基板上に複数の電子部品を熱圧着ヘッドで一度に熱圧着することができ、複数の電子部品を熱圧着する時間が短縮される。また、熱圧着装置によれば、配線基板に複数の電子部品を同時に実装することができ、実装の工程を一つにまとめることができるため、装置を製作するためのコストを削減することができる。
【００４６】
また、熱圧着装置によれば、配線基板を支持する支持部材を熱圧着ヘッド側に付勢する調整機構を備えることによって、電子部品が受ける圧力を電子部品毎に制御することができるため、各電子部品の配線基板に対する実装が適切となり、電気的接続や接合信頼性、及び歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した熱圧着装置の側面図である。
【図２】同熱圧着装置の押圧力調整部の側面図である。
【図３】押圧力調整部の圧力調整部材を調整した状態を示す側面図である。
【図４】高さ異なる電子部品を実装する際の押圧力調整部の圧力調整部を調整した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 熱圧着装置、２ 配線基板、３ａ〜３ｃ 電子部品、４ 実装面、５ 熱圧着ヘッド、６ 支持部材、７ 調整機構、８ 基台、９ 取付部材、１０ 駆動機構、１１ ホルダ、１２ ステージ、１３ 第１のチルト機構、１４ 第２のチルト機構、１６ 押圧部、１７ 加熱部、１８ 押圧面、２４ 付勢部材、２５ 調節部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板上に電子部品を熱圧着するための熱圧着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱圧着方法としては、例えば異方性導電フィルム（以下、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）という。）を用いたＡＣＦ熱圧着方法がある。ＡＣＦとは、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等の絶縁性のバインダーに金属微粒子等の導電性微粒子が分散されたものである。このＡＣＦ熱圧着方法は、配線基板上への電子部品の実装や電気回路素子同士の接続に用いられ、はんだ付けでは行うことが困難な高密度、高精細な箇所の電気的接続に有効である。
【０００３】
ＡＣＦ熱圧着方法は、配線基板上に仮実装された電子部品側の電極と配線基板側の電極とが対向する電子部品と配線基板との間にＡＣＦを介在させ、電子部品を配線基板側へ加熱しながら押圧する。これにより、ＡＣＦは溶融固化し、ＡＣＦ中の導電性微粒子間、及び各電極と導電性微粒子とが圧接され、電子部品は、配線基板と電気的接続された状態で電子部品を配線基板に実装される。
【０００４】
このようなＡＣＦ熱圧着を行う熱圧着装置には、電子部品を配線基板側へ加熱しながら押圧する熱圧着ヘッドが設けられており、この熱圧着ヘッドの内部には、ＡＣＦを加熱するためのヒータが内蔵されている。熱圧着ヘッドは、シリンダ機構等のアクチュエータと接続されており、このアクチュエータによって上下動し、電子部品に対して近接する方向に移動して配線基板に電子部品を加熱しながら押圧する。（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
この熱圧着装置を用いたＡＣＦ熱圧着方法は、先ず、配線基板上の電子部品を実装する部分にＡＣＦを専用のフィルム貼付機で貼り付ける。そして、実装する電子部品をピックアンドプレスマシン等の専用機を用いて摘み取り、配線基板上の電子部品が実装される実装部に摘み取った電子部品を位置合わせし、ＡＣＦフィルム上に載せ配線基板上に電子部品を仮実装する。
【０００６】
次に、ＡＣＦ熱圧着方法では、熱圧着ヘッドでＡＣＦフィルムを所定の温度で加熱すると共に電子部品を押圧して、配線基板上に電子部品を本実装する。電子部品の本実装するには、用いるフィルムの種類によって異なるが通常２〜２０秒程度の時間が必要である。また、この本実装を行う際には、電子部品やＡＣＦの種類によって熱圧着ヘッドの押圧力をアクチュエータの出力をコントロールすることにより、電子部品を所定の圧力で配線基板に押圧する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２２３４９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＡＣＦ熱圧着方法では、複数の電子部品を実装する際、電子部品を一つ一つ仮実装及び本実装を行っていたため、すべての電子部品の本実装が終了するまでに多くの時間がかかってしまう。また、このＡＣＦ本実装方法では、例えば高さや形状など種類の異なる電子部品を複数実装する場合、個々の電子部品に対する熱圧着ヘッドの押圧力が異なるため、熱圧着ヘッドの押圧力の調整などを各電子部品に行う必要があり、複数の電子部品を本実装するのに時間がかかってしまう。このため、このようなＡＣＦ熱圧着方法では、複数の電子部品を本実装するのに時間がかかり、生産効率の向上を図ることができない。
【０００９】
更に、上述したＡＣＦ熱圧着方法を行う熱圧着装置では、例えば同一高さの電子部品を複数実装する際に、アクチュエータの出力を電子部品の種類や仮実装の状態に合わせて適切に調整した場合でも、熱圧着ヘッドを上下動させる際のアクチュエータ自身の摺動摩擦等により、各電子部品を一定の圧力で押圧することができなくなってしまう。また、熱圧着装置では、電子部品に対して微小な圧力を加える場合に、押圧力に比べて上述した摩擦力が大きくなり、正確な押圧力で電子部品を押圧することが困難となる。これらのことから、上述した熱圧着装置では、配線基板上に電子部品を適切に実装することができないため、電子部品と配線基板との電気的接続や接合信頼性が低下してしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、各電子部品に加える圧力を適切に調整して、複数の電子部品を同時に押圧し、実装することで生産効率の向上を図ることができる。複数の電子部品が受ける圧力を均一、又は各電子部品が受ける適切に調整し、上記配線基板上に複数の電子部品を同時に実装する熱圧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】
本発明に係る熱圧着装置は、上述した課題を解決すべく、配線基板の実装部に電子部品を熱圧着して実装する。熱圧着装置は、配線基板の実装部に仮実装された複数の電子部品を同時に押圧する押圧部と、押圧部を加熱する加熱部とを有し、加熱部より加熱された押圧部で複数の電子部品を加熱しながら配線基板に押圧する熱圧着ヘッドと、配線基板の実装部の下側で電子部品が仮実装された配線基板を支持する支持面を有し、この支持面が上記熱圧着ヘッドの押圧部と対向する支持部材と、支持部材を熱圧着ヘッドの方向に付勢する付勢部材と、この付勢部材の付勢力を調節する調節部材とを有し、電子部品が受ける圧力を調整する調整機構とを備える。
【００１２】
以上のように構成された熱圧着装置によれば、配線基板の実装部に仮実装された複数の電子部品を熱圧着ヘッドで同時に加熱、押圧することにより、配線基板上に一度に複数の電子部品を熱圧着し、実装することができる。この熱圧着装置では、熱圧着ヘッドと対向して設けられ、各電子部品が仮実装された配線基板を支持する支持部材を配線基板側に付勢する付勢部材の付勢力を調節し、支持部材の配線基板に対する支持力を調節することによって、熱圧着の際に複数の電子部品に対して均一な圧力、又は各電子部品に適切な圧力を加えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した熱圧着装置について、図面を参照して詳細に説明する。図１及び図２に示すように、本発明を適用した熱圧着装置１は、配線基板２上にＡＣＦを介して複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを実装するものである。ここでは、例えば配線基板２の実装面４に仮実装される電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの高さが同一である３つの電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを配線基板２上に実装する。
【００１４】
熱圧着装置１は、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを配線基板２に押圧する熱圧着ヘッド５と、この熱圧着ヘッド５と対向して設けられ、仮実装された電子部品３を支持する支持部材６と、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが受ける圧力を調整する調整機構７を備える。また、熱圧着装置１は、基台８と、この基台８に対して垂直に取り付けられる取付部材９とを有する。取付部材９には、熱圧着ヘッド５を駆動させる駆動機構１０を介して配線基板２の上方に熱圧着ヘッド５が取り付けられている。基台８上には、支持部材６と調整機構７とが配置されるホルダ１０が設けられるステージ１２が形成されている。熱圧着ヘッド５と駆動機構１０との間には、熱圧着ヘッド５のチルト調整を行う第１のチルト調整機構１３が設けられている。基台８とステージ１２との間には、ステージ１２のチルト調整を行う第２のチルト調整機構１４が設けられている。この熱圧着装置１では、配線基板２に仮実装された電子部品３ａ，３ｂ，３ｃに対して、駆動機構１０で熱圧着ヘッド５を近接、離間させる方向に移動させて電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを配線基板２側に加熱しながら押圧する。
【００１５】
配線基板２は、フレキシブル基板であり、一方の面が、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが実装される実装面４となっている。この実装面４には、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが実装される実装部４ａが所定の位置に形成されている。実装部４ａには、図示を省略する配線パターンの一部を構成するランドが形成されており、このランドに電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの接続端子１５ａ，１５ｂ，１５ｃが接続される。
【００１６】
電子部品３ａ，３ｂ，３ｃは、例えば封止樹脂にて封止された略矩形状の本体の底面に接続端子１５ａ，１５ｂ，１５ｃを形成したＩＣチップ等である。電子部品３ａ，３ｂ，３ｃは、配線基板２の実装部４ａに仮実装され、本発明を適用した熱圧着装置１で熱圧着されることにより、配線基板２のランドと電気的に接続される。
【００１７】
熱圧着ヘッド５は、取付部材９の上部側面に取り付けられたシリンダ機構等の駆動機構１０の下端に、この熱圧着ヘッド５のチルト調整を行う第１のチルト調整機構１３を介して取り付けられている。この熱圧着ヘッド５は、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを押圧する押圧部１６と、この押圧部１６を加熱する加熱部１７とを有する。
【００１８】
第１のチルト機構１３は、後述する熱圧着ヘッド５の押圧面１８の垂直方向の傾きを調整するものである。すなわち、第１のチルト機構１３は、熱圧着ヘッド５の押圧面１８と、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃとの平行を調整するものであり、熱圧着の際に熱圧着ヘッド５の押圧面１８で電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃを垂直な方向から押圧できるようにする。
【００１９】
押圧部１６は、配線基板２の実装部４ａに仮実装された複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃと接する押圧面１８を有する。押圧部１６は、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを同時に熱圧着することが可能な大きさに形成されており、配線基板２の実装部４ａに仮実装された複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを同時に押圧する。また、押圧部１６は、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを押圧すると共に、加熱部１７によって加熱されることにより複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを加熱する。
【００２０】
押圧部１６の押圧面１８は、平坦に形成されており、配線基板に仮実装された同じ高さの電子部品を同じ圧力で同じ時間押圧できる。
【００２１】
加熱部１７は、ヒータ等を用いる。加熱部１７は、実装される電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの種類やＡＣＦの種類に応じて加熱温度が調節され、適切な温度で押圧部１６を加熱する。
【００２２】
上述した構成からなる熱圧着ヘッド５は、取付部材９の上部側面に取り付けられた駆動機構１０により、図１中の矢印Ａ方向に、上下動する。熱圧着ヘッド５は、第１のチルト機構１３によって押圧面１８の垂直方向の傾きが調整された状態で駆動機構１０により上下動することによって、押圧面１８が電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃに対して垂直に近接、離間する。これにより、熱圧着ヘッド５は、押圧部１６で複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを同時に配線基板２上に加熱しながら押圧する。
【００２３】
支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃ毎に設けられる。支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、基台８上のステージ１２に設けられたホルダ１０内の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが実装される位置に対応して形成された貫通孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ内に、後述する調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃと共に配置されている。
【００２４】
支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、配線基板２の実装部４ａの裏側から電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが仮実装された配線基板２を支持する支持面２１ａ，２１ｂ，２１ｃを有する。支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、支持面２１ａ，２１ｂ，２１ｃが形成されている上端が貫通孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃから突出しており、支持面２１ａ，２１ｂ，２１ｃが配線基板２の実装部４の裏側に直接接して配線基板２を支持している。支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、支持面２１ａ，２１ｂ，２１ｃと反対側の面に後述する調整機構７ａ，７ｂ，７ｃが接続されているためによって常時、配線基板２側に付勢されており、配線基板２を支持している。したがって、これらの支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、配線基板２上に仮実装された各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが熱圧着ヘッド５からの押圧を確実に受けることができるようにする。
【００２５】
この支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの下端には、凸部２２ａ，２２ｂ，２２ｃが形成されている。支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、この凸部２２ａ，２２ｂ，２２ｃが貫通孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ内に形成されている段差部２３ａ，２３ｂ，２３ｃに係合されることによって、貫通孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃから突出する突出量が規制される。
【００２６】
支持部材６ａ，６ｂ，６ｃは、貫通孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ内の同一に位置に形成された段差部２３ａ，２３ｂ，２３ｃに凸部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを係合することによって、突出量を均一して、フレキシブルからなる配線基板２を支持面２１ａ，２１ｂ，２１ｃで水平に支持する。
【００２７】
また、この支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの支持面２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、基台８とステージ１２との間に設けられた第２のチルト調整機構１４によって、熱圧着ヘッド５の押圧面１８と平行になっている。第２のチルト機構１４は、各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃに応じて形成された支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの支持面２１ａ，２１ｂ，２１ｃの垂直方向の傾きを調整する。すなわち、第２のチルト機構１４は、熱圧着ヘッド５の押圧面１８と、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃとが平行をなし、熱圧着ヘッド５が上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃより垂直な方向から押圧できるようにする。また、各支持部材６ａ，６ｂ，６ｃには、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが受ける圧力を均一に調整するための調整機構７ａ，７ｂ，７ｃが設けられている。
【００２８】
調整機構７ａ，７ｂ，７ｃは、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃを配線基板２側に付勢する付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃと、この付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの付勢力を調節する調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃとからなる。
【００２９】
付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃとしては、例えばコイルバネ等を用いる。付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、一端が支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの下端と接続されており、この支持部材６ａ，６ｂ，６ｃを配線基板２側に付勢する。なお、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの凸部２２ａ，２２ｂ，２２ｃが段差部２３ａ，２３ｂ，２３ｃに係合されることによって、この付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの付勢力により配線基板２側に支持部材６ａ，６ｂ，６ｃが突出してしまうことが防止されている。
【００３０】
また、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、例えばコイルバネを用いた場合、このコイルバネを圧縮又は伸張により支持部材６ａ，６ｂ，６ｃを付勢する付勢力が異なる。したがって、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、仮実装された電子部品３ａ，３ｂ，３ｃ毎にコイルバネを圧縮又は伸張させることによって支持部材６ａ，６ｂ，６ｃに対する付勢力が調節され、熱圧着ヘッド５の押圧力に対する反発力が調整される。
【００３１】
調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃと同様に、ホルダ１０に形成された貫通孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ内に設けられており、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの支持部材６ａ，６ｂ，６ｃと接続された反対側の一端に接続されている。調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃには、例えばネジを用いる。調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃであるコイルバネを圧縮又は伸張させる。調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃ側に前進することによって、コイルバネを圧縮させ、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃとは反対側に後退させることによって、コイルバネを伸張させる。
【００３２】
上述した構成からなる調整機構７ａ，７ｂ，７ｃは、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃを調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃで伸張することによって、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの支持部材６ａ，６ｂ，６ｃを熱圧着ヘッド５側に付勢する付勢力を小さくする。一方、調整機構７ａ，７ｂ，７ｃは、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの長さを圧縮した場合では、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの支持部材６ａ，６ｂ，６ｃを熱圧着ヘッド５側に付勢する付勢力を大きくする。したがって、調整機構７ａ，７ｂ，７ｃは、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃを調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃで圧縮又は伸張することによって支持部材６ａ，６ｂ，６ｃに対する付勢力を調節する。すわなち、調節機構７ａ，７ｂ，７ｃは、熱圧着ヘッドの押圧力に対する反発力が調節されため、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃにかかる圧力を均一、若しくは電子部品３ａ，３ｂ，３ｃ毎に所定の圧力を加えることができる。
【００３３】
次に、この熱圧着装置１を用いた具体的な熱着方法を説明する。まず、配線基板２の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを実装する実装部４ａにＡＣＦをフィルム専用の貼り付け機を用いて貼り付ける。
【００３４】
次に、配線基板２上のＡＣＦに、このＡＣＦの硬化温度よりも若干低い温度の熱を加えて、配線基板２に対する密着性を向上させる。そして、ＡＣＦの電子部品３ａ，３ｂ，３ｃが実装される面に形成されている保護フィルムを剥がす。
【００３５】
次に、配線基板２上の実装部４ａに仮実装される電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの高さに応じて、各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの受ける圧力を調整する調整機構７ａ，７ｂ，７ｃの付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃを調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃで圧縮又は伸張させて支持部材６ａ，６ｂ，６ｃに対する付勢力を調節し、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの配線基板２に対する支持力を調節する。具体的には、図３に示すように、高さが同一である電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの場合では、各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃ間の製品誤差や仮実装の状態によって配線基板２に仮実装された電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの高さが異なってしまう場合がある。この状態で熱圧着ヘッド５を電子部品３ａ，３ｂ，３ｃに押圧すると高さが一番高い電子部品３ｂに圧力が集中してしまう。そこで、この電子部品３ｂに設けられた付勢部材２０ｂを調節部材２１ｂで伸張させて、支持部材６ｂに対する付勢力を弱くすることによって、支持部材６ｂが配線基板を支持する支持力を弱めておく。
【００３６】
次に、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃをピックアンドプレスマシン等の専用機を用いて電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを摘み取り、配線基板２上に形成されたＡＣＦ上に搬送して、配線基板２の実装部４ａに形成されているランドに位置合せを行い、実装部４ａに載置して仮実装する。電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの位置決めには、例えば２つの検出部を用いて行う。１つの検出部は、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの配線基板２と接続される接続端子１５ａ，１５ｂ，１５ｃの位置を認識し、もう１つの検出部は、配線基板２上の配線パターンの位置を認識する。この２つの認識結果をもとに、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの電極端子５ａ，５ｂ，５ｃの位置と配線基板２の配線パターンの位置とが相対的に一致するように、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの位置を調整する。
【００３７】
次に、熱圧着方法では、各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃが調節された状態で電子部品３ａ，３ｂ，３ｃに熱圧着ヘッド５を駆動機構１０で下降させ、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃと熱圧着ヘッド５の押圧面１８とを接触させて、更に熱圧着ヘッド５を降下させて電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを加熱しながら押圧し、配線基板２の実装面４にＡＣＦを介して電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを熱圧着する。
【００３８】
この熱圧着の工程では、電子部品３ｂの上面１９ｂが他の電子部品３ａ，３ｃの上面１９ａ，１９ｃと比べて高くなっているため、最初に熱圧着ヘッド５で押圧される。これにより、伸張されていた付勢部材２０ｂは、熱圧着ヘッド５の押圧力により圧縮される。すなわち、付勢部材２０ｂを伸張により、支持部材６ｃの配線基板２に対する支持力が弱まっているため、熱圧着ヘッド５からの圧力を付勢部材２０ｂが他の付勢部材２０ａ，２０ｃより多く吸収する。そして、各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの上面１９ａ，１９ｂ，１９ｃが熱圧着ヘッド５に接触されたとき、他の電子部品３ａ，３ｃの付勢部材２４ａ，２４ｃと、電子部品３ｂの付勢部材２４ｂとの圧縮率が同一となる。したがって、熱圧着ヘッド５と、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの付勢力によって支持力が調節された支持部材６ａ，６ｂ，６ｃとによって各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを挟まれることにより、電子部品３ｂにかかる圧力が、他の電子部品３ａ，３ｃにかかる圧力と均一になる。熱圧着後は、熱圧着ヘッド５を駆動部材１０で上昇させてもとの位置に戻す。
【００３９】
また、この熱圧着の工程では、実装される電子部品３ａ，３ｂ，３ｃや使用するＡＣＦの種類によって、熱圧着ヘッド５に備え付けられたヒータを所定の温度に設定し、電子部品３ａ，３ｂ，３ｃに所定の圧力がかかるように駆動機構１０の押圧力を設定する。
【００４０】
以上のことから熱圧着装置１では、仮実装される電子部品３ａ，３ｂ，３ｃ毎に調節部材７ａ，７ｂ，７ｃの付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃを調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃで圧縮又は伸張させて、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの支持力が調整されるため、一つの熱圧着ヘッド５で所定の圧力を複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを加えることができる。したがって、この熱圧着装置１によれば、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを一つの熱圧着ヘッド５で同時に押圧することができ、複数の電子部品３ａ，３ｂ，３ｃを配線基板２に一度に熱圧着することができる。また、この熱圧着装置１によれば、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃで電子部品３ａ，３ｂ，３ｃにかかる圧力を調節することができるため、配線基板２と各電子部品３ａ，３ｂ，３ｃとの電気的接続及び接合信頼性が向上する。
【００４１】
更に、上述した熱圧着装置１では、熱圧着ヘッド６がシリンダ１３に対して取り外しが可能であるため、配線基板２上に実装する電子部品３ａ，３ｂ，３ｃの高さが異なっていても熱圧着ヘッド５を取り換えることによって、図４に示すように、高さの異なる複数の電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃを実装することができる。熱圧着装置１では、図４に示すように、異なる複数の電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃを配線基板に実装する場合、実装する電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃの高さ及び形状に合わせて押圧面３１に凹凸を形成した熱圧着ヘッド３２を用いる。この凹凸は、各電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃの高さに応じて凹部を形成し、各電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃの上面３３ａ，３３ｂ，３３ｃに熱圧着ヘッド３２の押圧面３１が接するように形成されている。また、この凹凸は、仮実装される電子部品３０ａの高さが一番低いものの高さを基準にして、この電子部品３０ａの高さと他の電子部品３０ｂ，３０ｃとの高さの差分だけ凹部を形成するようにしてもよい。
【００４２】
熱圧着装置１では、配線基板２に仮実装される高さの異なる各電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃが必要とする圧力を調節部材７ａ，７ｂ，７ｃの付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃを調節部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃで圧縮又は伸張させて支持部材６ａ，６ｂ，６ｃに対する付勢力を調節し、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの配線基板２に対する支持力を調節することによって得られる。
【００４３】
このため、この熱圧着装置１では、高さの異なる複数の電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃを一つの熱圧着ヘッド３２で押圧した場合であっても、各電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃに適した圧力がかかるようになるため、高さの異なる複数の電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃを同時に配線基板２上に実装することができる。
【００４４】
また、上述した高さの異なる複数の電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃを実装する際にも、付勢部材２４ａ，２４ｂ，２４ｃの付勢力を調節より、支持部材６ａ，６ｂ，６ｃの配線基板２に対する支持力を調節することによって、電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃの仮実装の際に生じた誤差による各電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃが受ける圧力のバラツキが解消され、各電子部品３０ａ，３０ｂ，３０ｃが受ける圧力が均一となる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係る熱圧着装置は、配線基板上に複数の電子部品を熱圧着ヘッドで一度に熱圧着することができ、複数の電子部品を熱圧着する時間が短縮される。また、熱圧着装置によれば、配線基板に複数の電子部品を同時に実装することができ、実装の工程を一つにまとめることができるため、装置を製作するためのコストを削減することができる。
【００４６】
また、熱圧着装置によれば、配線基板を支持する支持部材を熱圧着ヘッド側に付勢する調整機構を備えることによって、電子部品が受ける圧力を電子部品毎に制御することができるため、各電子部品の配線基板に対する実装が適切となり、電気的接続や接合信頼性、及び歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した熱圧着装置の側面図である。
【図２】同熱圧着装置の押圧力調整部の側面図である。
【図３】押圧力調整部の圧力調整部材を調整した状態を示す側面図である。
【図４】高さ異なる電子部品を実装する際の押圧力調整部の圧力調整部を調整した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 熱圧着装置、２ 配線基板、３ａ〜３ｃ 電子部品、４ 実装面、５ 熱圧着ヘッド、６ 支持部材、７ 調整機構、８ 基台、９ 取付部材、１０ 駆動機構、１１ ホルダ、１２ ステージ、１３ 第１のチルト機構、１４ 第２のチルト機構、１６ 押圧部、１７ 加熱部、１８ 押圧面、２４ 付勢部材、２５ 調節部材
Claims (4)
- 配線基板の実装部に電子部品を熱圧着して実装する熱圧着装置において、
上記配線基板の実装部に仮実装された複数の電子部品を同時に押圧する押圧部と、上記押圧部を加熱する加熱部とを有し、上記加熱部より加熱された上記押圧部で上記複数の電子部品を加熱しながら上記配線基板に押圧する熱圧着ヘッドと、
上記配線基板の実装部の下側で上記電子部品が仮実装された配線基板を支持する支持面を有し、この支持面が上記熱圧着ヘッドの押圧部と対向する支持部材と、
上記支持部材を上記熱圧着ヘッドの方向に付勢する付勢部材と、この付勢部材の付勢力を調節する調節部材とを有し、上記電子部品が受ける圧力を調整する調整機構とを備える熱圧着装置。 - 上記配線基板に仮実装される電子部品の高さが略同じとき、上記押圧部の上記電子部品と接する押圧面は、略平坦に形成されていることを特徴とする請求項１記載の熱圧着装置。
- 上記配線基板に仮実装される電子部品の高さが異なるとき、上記押圧部の上記電子部品と接する押圧面は、上記配線基板に仮実装された電子部品の高さに応じた凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１記載の熱圧着装置。
- 上記熱圧着ヘッド及び／又は上記支持部材には、チルト調整を行うチルト調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１記載の熱圧着装置。
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| JP2003041524A JP2004253563A (ja) | 2003-02-19 | 2003-02-19 | 熱圧着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101957504A (zh) * | 2009-07-13 | 2011-01-26 | 株式会社日立高新技术 | 热压接装置 |
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-
2003
- 2003-02-19 JP JP2003041524A patent/JP2004253563A/ja not_active Withdrawn
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