JP2004266056A

JP2004266056A - 加圧方法、加圧装置、電子部品の圧着方法及び圧着装置、並びに電気光学装置の製造方法及び製造装置

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Publication number: JP2004266056A
Application number: JP2003053915A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Takeuchi; 雄一竹内
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】簡単な機構で、推力の出力幅を広範囲とし、且つ、推力の変化率を線形とすることが可能となる加圧方法及び加圧装置、また、該加圧方法及び加圧装置を用いた電子部品の圧着方法及び圧着装置、並びに電気光学装置の製造方法及び製造装置を提供する。
【解決手段】第１エアーシリンダ１２と、第２エアーシリンダ１４と、第３エアーシリンダ１６とを連結させた加圧機構１０を備え、各エアーシリンダ１２，１４，１６をそれぞれ単独で、若しくは組み合わせて制御させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧方法、加圧装置、電子部品の圧着方法及び圧着装置、並びに電気光学装置の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配線基板を基板に実装する方法としては、テープ状の異方性導電膜（ＡＣＦ：ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）を基板の電極上に貼り付け、その上に配線基板を圧着する方法等が知られており（例えば、特許文献１参照。）、配線基板に所定の圧力を加える加圧機構としては、一般に流体シリンダが広く採用されている。
【０００３】
特に、近年では、一台で低推力域から高推力域までの広範囲の推力を得ることができる加圧機構が種々提案されている。例えば、エアーシール手段が装着されていないピストンヘッドをシリンダチューブに対して微小間隔が形成されるように嵌挿せしめると共に、そのロッドを静圧空気軸受若しくは摺動軸受で支持せしめて装着したエアーシリンダを用いたものや（例えば、特許文献２参照。）、ピストンの胴部に、ピストンヘッドと受圧面積の異なる１以上の受圧部を形成し、ピストンヘッド及び１以上の受圧部を複数のエアベアリングでそれぞれ仕切ってピストンヘッドの部分を含め複数の受圧室を構成し、複数の受圧室に作動エアーを選択的に供給可能としたエアーシリンダを用いたもの（例えば、特許文献３参照。）等が挙げられる。
上記のような加圧機構を採用することにより、バンプ数の少ない小型の配線基板、又はバンプ数の多い大型の配線基板等、大小幅のある各種の対象物に対して、それぞれ適切な推力を同一の圧着装置で付与することができ、異なる仕様を有する複数の圧着装置を用意する必要がないために、設備投資を抑え、装置の占有面積を減らし、更には、装置の稼働率を向上させることが可能となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−４５９１０号公報
【特許文献２】
特開平１０−３４０９３１号公報
【特許文献３】
特開平１１−１５４６９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、以下のような問題点を有していた。
上記のエアーシリンダは、通常のエアーシリンダの構造とは異なり、複雑な構造を有する。即ち、この場合、広範囲の推力を得るための専用の加圧機構として、流体シリンダを新規に製造しなければならないという問題があった。
また、推力の発生範囲が、例えば、ある所定の低圧域と高圧域とで段階的に分けられてしまうために、発生不可能な推力範囲が出現する、若しくは、発生可能であっても、微小調整が不適であるなどの問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、簡単な機構で、推力の出力幅を広範囲とし、且つ、推力の変化率を線形とすることが可能となる加圧方法、加圧装置、電子部品の圧着方法及び圧着装置等を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の加圧方法においては、少なくとも２つの流体シリンダを連結させ、該少なくとも２つの流体シリンダを単独で、若しくは組み合わせて制御させることを特徴としている。
上記の加圧方法によれば、少なくとも２つの流体シリンダを単独で、若しくは組み合わせて制御させるので、低圧域から高圧域までの広範囲の推力を発生させることができ、且つ、推力の出力範囲において、推力を線形で変化させることが可能となる。
【０００８】
本発明の加圧装置においては、少なくとも２つの流体シリンダを連結させた加圧機構を備えることを特徴としている。
この加圧装置によれば、少なくとも２つの流体シリンダを連結させた加圧機構を備えるので、１台の装置で低圧域から高圧域までの広範囲の推力を発生させることができ、且つ、推力の出力範囲において、推力を線形で変化させることが可能となる。
更に、複雑な構造を有する特殊なエアーシリンダを用いるのではなく、通常使用されるエアーシリンダを組み合わせて構成されるので、低コストで製作できるとともに、所望の推力値によっては、改造作業も容易に実施可能となる。
【０００９】
本発明の加圧装置においては、前記少なくとも２つの流体シリンダは、同軸上に配置されていることを特徴としている。
これによれば、少なくとも２つの流体シリンダは、同軸上に配置されるので、１つの流体シリンダより発生される推力を、他の流体シリンダへ効率良く伝達させることが可能となる。
【００１０】
本発明の加圧装置においては、前記少なくとも２つの流体シリンダは、出力可能な推力範囲がそれぞれ異なることを特徴としている。
これによれば、推力の出力範囲をより広範囲とすることができ、更に、所望の推力値に微調整することが可能となる。
【００１１】
本発明の電子部品の圧着方法においては、基板と電子部品とを圧着する電子部品の圧着方法において、上記の加圧方法を用いることを特徴としている。
この圧着方法によれば、上記の加圧方法を採用するので、あらゆる種類、又は大きさの電子部品に対して最適なトルク制御を行うことが可能となる。更に、加圧対象物である電子部品を変更した場合、直ちに、該電子部品に適合したトルク値を設定させることができる。
【００１２】
本発明の電子部品の圧着装置においては、基板と電子部品とを圧着する電子部品の圧着装置において、上記の加圧装置を備えることを特徴とする。
この圧着装置によれば、上記の加圧装置を採用するので、あらゆる種類、又は大きさの電子部品に対して最適なトルク制御を行うことが可能となる。更に、加圧対象物である電子部品を変更した場合、直ちに、該電子部品に適合したトルク値を設定させることができる。また、低コストの加圧装置を採用することにより、圧着装置自体も低コストとすることが可能となる。
【００１３】
本発明の電気光学装置の製造方法においては、電気光学パネルに接続される基板若しくは電気光学パネルを構成する基板と、電子部品とを圧着する電気光学装置の製造方法において、上記の加圧方法を用いることを特徴としている。
この製造方法によれば、上記の加圧方法を採用するので、あらゆる種類、又は大きさの電子部品に対して最適なトルク制御を行うことが可能となる。従って、圧着不良による不良品の生成を抑え、高品質の電気光学装置を製造することが可能となる。更に、加圧対象物である電子部品を変更した場合、直ちに、該電子部品に適合したトルク値を設定させることができ、各種電気光学装置を効率良く製造することが可能となる。
【００１４】
本発明の電気光学装置の製造装置においては、電気光学パネルに接続される基板若しくは電気光学パネルを構成する基板と、電子部品とを圧着する電気光学装置の製造装置において、上記の加圧装置を備えることを特徴としている。
この製造装置によれば、上記の加圧装置を採用するので、あらゆる種類、又は大きさの電子部品に対して最適なトルク制御を行うことが可能となる。従って、圧着不良による不良品の生成を抑え、高品質の電気光学装置を製造することが可能となる。更に、加圧対象物である電子部品を変更した場合、直ちに、該電子部品に適合したトルク値を設定させることができ、各種電気光学装置を効率良く製造することが可能となる。また、低コストの加圧装置を採用することにより、製造装置自体も低コストとすることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る加圧方法、加圧装置、電子部品の圧着方法及び圧着装置、並びに電気光学装置の製造方法及び製造装置の実施形態を、図１乃至図３を参照して説明する。
図１は、本発明の加圧装置の実施形態を示す概略図である。
加圧装置１は、少なくとも２つの流体シリンダを連結させた加圧機構１０を備えることを特徴としている。以下、図１に示すように、加圧機構１０には、一例として３つのエアーシリンダを備えた場合について説明する。
【００１６】
加圧機構１０は、直接の加圧部１１を形成する第１ロッド１３を有する第１エアーシリンダ１２と、第１ロッド１３に連接する第２ロッド１５を有する第２エアーシリンダ１４と、第２ロッド１５に連接する第３ロッド１７を有する第３エアーシリンダ１６とから構成されている。第１〜３の各エアーシリンダ１２，１４，１６は、それぞれ出力可能な推力範囲が異なるものを採用しており、特に、第１エアーシリンダ１２を低圧域用、第２エアーシリンダ１４を中間圧域用、そして第３エアーシリンダ１６を高圧域用のエアーシリンダとしている。但し、これらの各エアーシリンダの具体的な推力範囲は、特に限定されるものではない。また、第１ロッド１３と第２ロッド１５とを連接させるために、更に、第２ロッド１５と第３ロッド１７とを連接させるために、第１エアーシリンダ１２と第２エアーシリンダ１４は、それぞれシリンダ本体に対して１本のロッドが両側に突出した、所謂両ロッド仕様としている。
【００１７】
第１エアーシリンダ１２は、第１ロッド１３を進退自在としつつ、第１保持部材１８に固定されており、また、第２エアーシリンダ１４は、第２ロッド１５を進退自在としつつ、第２保持部材１９に固定されており、更に、第３エアーシリンダ１６は、第３ロッド１７を進退自在としつつ、第３保持部材２０に固定されている。そして、第１保持部材１８と第２保持部材１９とは、複数本の第１支持部材２１を介して連結され、また、第２保持部材１９と第３保持部材２０とは、複数本の第２支持部材２２を介して連結されている。この場合、第１ロッド１３と第２ロッド１５、及び第３ロッド１７とは、第１〜３の各ロッド１３，１５，１７の各進退動作を効率良く連動させるために、互いに同軸上となるように配置されている。
また、第１〜３の各エアーシリンダ１２，１４，１６は、不図示であるが、それぞれ空気圧発生装置に接続されており、各エアーシリンダ１２，１４，１６に供給する圧縮空気の流量及び圧力が制御される。
【００１８】
次に、上記の加圧装置１の作用について説明する。
本発明の加圧装置１においては、加圧機構１０を構成する第１〜３の各エアーシリンダ１２，１４，１６をそれぞれ単独で、若しくは組み合わせて制御させることを特徴としている。
図２は、加圧装置１により発生される、使用圧力に対する理論推力を示した表である。
破線Ａは、第１エアーシリンダ１２を単独で作動させた場合の理論推力を示している。破線Ａに示すように、使用圧力に対して出力される推力は、低圧域の範囲に限定されるが、推力を微小調整することが可能である。
破線Ｂは、第２エアーシリンダ１４を単独で作動させた場合の理論推力を示しており、同様に、破線Ｃは、第３エアーシリンダ１６を単独で作動させた場合の理論推力を示している。破線Ｂ及びＣに示すように、使用圧力に対して出力される推力は、第１エアーシリンダ１２よりも高い推力を発生でき、特に、第３エアーシリンダ１６を高圧力で使用する場合は、第１及び第２のエアーシリンダ１４，１６では発生不可能な高推力を発生させることが可能となる。
【００１９】
また、破線Ｄは、第１及び第２のエアーシリンダ１２，１４を同時に作動させた場合の理論推力を示している。破線Ｄに示すように、第１及び第２のエアーシリンダ１２，１４を互いに組み合わせることにより、同じ使用圧力と比較しても、第３のエアーシリンダ１６を単独で作動させる場合よりも高い推力を発生させることが可能となる。同様に。破線Ｅは、第２及び第３のエアーシリンダ１４，１６を同時に作動させた場合の理論推力を示しており、これによれば、第１及び第２のエアーシリンダ１２，１４を組み合わせた場合よりも高推力を得ることが可能となる。
更に、破線Ｆは、第１〜３の各エアーシリンダ１２，１４，１６を同時に作動させた場合の理論推力を示しており、上記に示した各使用条件の中では、最大推力を発生させることが可能である。
【００２０】
即ち、本実施形態の加圧装置では、図２中の実線Ｇに示すように、使用圧力に対して、破線Ａと交差する低推力部から破線Ｆと交差する高推力部までの広範囲の推力を１台の加圧装置で発生させることが可能となる。更に、出力させる推力は、線形で変化させることができ、実線Ｇに示す推力範囲内であれば、如何なる推力でも所望の値に設定することが可能となる。
また、実線Ｇと各破線Ａ〜Ｆが交差しない部分においても、図２に示すように、例えば、所望の推力値Ｘを得る場合には、破線Ｃの使用条件で使用圧力をＰ_Ｃ付近で微調整させたり、若しくは、破線Ｄの使用条件で使用圧力をＰ_Ｄ付近で微調整させたりすることで、好適な推力を発生させることが可能となる。
【００２１】
更に、上記の加圧装置に採用される加圧機構は、複雑な構造を有する特殊なエアーシリンダを用いるのではなく、通常使用されるエアーシリンダを組み合わせて構成されるので、低コストで製作できるとともに、所望の推力値によっては、改造作業も容易に実施可能となる。
【００２２】
図３は、本発明の電子部品の圧着装置の一実施形態を示す概略図である。
以下、本実施形態の圧着装置は、液晶表示パネル（電気光学パネル）を構成するガラス基板Ｐ上に、加圧対象物ＷとなるドライバＩＣ（配線基板、電子部品）をＡＣＦ接続する電気光学装置の製造装置であるものとして説明する。
【００２３】
圧着装置５００は、コラム５０１設けたフレーム５０２の上部にサーボモータ５０３を取り付け、モータ軸は、カップリング５０４を介してボールネジ５０５のネジ部５０５ａの端部に接続されている。ボールネジ５０５のネジ部５０５ｂは、上下方向に移動するヘッドプレート５０６に埋設されている。ヘッドプレート５０６は、リニアガイド５０７によりフレーム５０２に取り付けられている。ヘッドプレート５０６には、上記実施形態に示した加圧装置１が設置されている。加圧装置１の加圧部１１には、下方に向けてリニアガイド５０８が連接され、該リニアガイド５０８の端部には、圧着ヘッド５０９が設けられている。圧着ヘッド５０９は、内部にヒータ（不図示）を備えている。なお、圧着ヘッド５０９の先端形状は、加圧対象物Ｗにより異なり、該加圧対象物Ｗの種類に応じて交換可能である。
【００２４】
サーボモータ５０３及び加圧装置１は、制御装置５６０によって制御されている。サーボモータ５０３には、ロータリーエンコーダ５１１が装備されており、該ロータリーエンコーダ５１１からの出力信号は、制御装置５６０に送出される。また、圧着ヘッド５０９の内部には、ロードセル５１４が設けられており、該ロードセル５１４からの出力信号も、制御装置５６０に送出される。
【００２５】
例えば、液晶表示パネルのガラス基板Ｐに対してドライバＩＣを圧着する際、まず、ＡＣＦによりドライバＩＣを仮圧着した状態のガラス基板をステージ５１２上に真空吸着する。そして、サーボモータ５０３を位置制御することでヘッドプレート５０６を下降させ、圧着ヘッド５０９を所定位置で停止させる。圧着ヘッド５０９の位置制御は、ロータリーエンコーダ５１１の出力信号に基づくセミクローズド方式のフィードバック制御により行われる。続いて、加圧装置１をトルク制御しつつ、所定の圧力を持ってＩＣをガラス基板のＩＣ実装領域に押しつける。トルク制御は、ロードセル５１４の出力信号に基づくクローズド方式のフィードバック制御により行う。また、加圧装置１による加圧は、所定時間で連続的に行い、且つ、加圧状態にて前記ヒータでＡＣＦを加熱する。これにより、ＡＣＦが押しつぶされて上下導通し、熱硬化を起こす。
【００２６】
従って、上記実施形態の圧着装置では、低圧域から高圧域までの広範囲の推力を発生させ、且つ、推力を線形で変化させることができる、上記実施形態の加圧装置を採用するので、あらゆる種類、又は大きさの加圧対象物に対して最適なトルク制御を行うことが可能となる。更に、加圧対象物を変更した場合、直ちに、該加圧対象物に適合したトルク値を設定させることができる。
また、低コストの加圧装置を採用することにより、圧着装置自体も低コストとすることが可能となる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態による加圧方法、加圧装置、電子部品の圧着方法及び圧着装置、並びに電気光学装置の製造方法及び製造装置について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。
【００２８】
例えば、上記実施形態では、加圧対象物Ｗを、液晶表示パネルのガラス基板ＰとＡＣＦ接続を行うドライバＩＣ（配線基板）チップとして説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、採用可能な加圧対象物としては、リジッドな回路基板（ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ）、又は、フレキシブル回路基板（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）や、プリント基板とその配線上に圧着されるバンプを有するＩＣチップ等も挙げることができる。また、加工対象物Ｗにおける接続は、異方性導電接着材を用いたＡＣＦ接続方式に限らず、ＮＣＦ（ＮｏＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）やＮＣＰ（ＮｏＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＰａｓｔｅ）などの絶縁性接着材を用いて端子間を直接接触させる接続方式や、端子間を共晶結合などの金属結合によって直接接続する接続方式を用いても良い。更に、上記のガラス基板Ｐ上にドライバＩＣを直接接合するＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）工法の他に、例えば、ＣＯＦ（ＣｈｉｐＯｎＦｉｌｍ）工法や、ＣＯＢ（ＣｈｉｐＯｎＢｏａｒｄ）工法等による圧着にも適用可能である。
【００２９】
また、上記実施形態では、電気光学装置として、液晶装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、エレクトロルミネッセンス装置、特に、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置等や、プラズマディスプレイ装置、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）装置、ＬＥＤ（発光ダイオード）表示装置、電気泳動表示装置、薄型のブラウン管、液晶シャッター等を用いた小型テレビ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた装置などの各種の電気光学装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加圧装置の一実施形態を示す概略図である。
【図２】図１の加圧装置により発生される理論推力を示す表である。
【図３】本発明の圧着装置の一実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
１・・・加圧装置、１０・・・加圧機構、１２・・・第１エアーシリンダ（流体シリンダ）、１４・・・第２エアーシリンダ（流体シリンダ）、１６・・・第３エアーシリンダ（流体シリンダ）、５００・・・圧着装置

Claims

少なくとも２つの流体シリンダを連結させ、
該少なくとも２つの流体シリンダを単独で、若しくは組み合わせて制御させることを特徴とする加圧方法。
少なくとも２つの流体シリンダを連結させた加圧機構を備えることを特徴とする加圧装置。
前記少なくとも２つの流体シリンダは、同軸上に配置されていることを特徴とする請求項２記載の加圧装置。
前記少なくとも２つの流体シリンダは、出力可能な推力範囲がそれぞれ異なることを特徴とする請求項２又は３に記載の加圧装置。
基板と電子部品とを圧着する電子部品の圧着方法において、
請求項１に記載の加圧方法を用いることを特徴とする電子部品の圧着方法。
基板と電子部品とを圧着する電子部品の圧着装置において、
請求項２から４のいずれか一項に記載の加圧装置を備えることを特徴とする電子部品の圧着装置。
電気光学パネルに接続される基板若しくは電気光学パネルを構成する基板と、電子部品とを圧着する電気光学装置の製造方法において、
請求項１記載の加圧方法を用いることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
電気光学パネルに接続される基板若しくは電気光学パネルを構成する基板と、電子部品とを圧着する電気光学装置の製造装置において、
請求項２から４のいずれか一項に記載の加圧装置を備えることを特徴とする電気光学装置の製造装置。