JP2006261343A - 電子部品の本圧着装置及び本圧着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に電子部品を本圧着するときに、加圧ツールによって押圧される汚れ防止テープに張力が生じるのを防止した本圧着装置を提供することにある。
【解決手段】供給リール１５から供給されて巻き取りリール１６に巻き取られるとともに、電子部品４を基板に本圧着するときに加圧ツール１１と電子部品との間に介在して加圧ツールに汚れが付着するのを防止する汚れ防止テープ１４と、汚れ防止テープの一部が基板に対向するようガイドする一対のガイドローラ１７と、加圧ツールによって汚れ防止テープを介して電子部品を基板に本圧着するときに一対のガイドローラの少なくとも一方を弾性的に変位可能な状態にし、加圧ツールによって押圧される汚れ防止テープによってガイドローラを弾性的に変位させて汚れ防止テープの張力が増大するのを防止する伸び防止機構２０を具備する。
【選択図】 図１

Description

この発明は基板に仮圧着された電子部品を加圧加熱して本圧着するための電子部品の本圧着装置及び本圧着方法に関する。

基板に半導体チップなどの電子部品を実装する場合、異方性導電部材などの熱硬化性接着部材が用いられることがある。熱硬化性接着部材を用いると、この熱硬化性接着部材を溶融硬化させるのに長い時間が掛かる。

そこで、上記電子部品を上記基板に熱硬化性接着部材を介して仮圧着した後、上記熱硬化性接着部材を溶融硬化させる本圧着を、仮圧着装置よりも多い数の本圧着装置で行うことで、生産性を高めるようにしている。

上記電子部品を上記基板に本圧着する場合、所定方向に間欠搬送される基板の上方に上下方向に駆動可能に設けられた加圧ツールによって、上記基板に仮圧着された電子部品を熱圧着する。上記加圧ツールによって電子部品を熱圧着する際、熱硬化性接着部材が溶融して基板と電子部品との間から押し出されて加圧ツールに付着し、汚れの原因になることがある。

加圧ツールが汚れると、この加圧ツールによって電子部品を加圧する際に、その汚れが加圧ツールと電子部品との間に介在して電子部品を均一に加圧できなくなるため、電子部品が基板に平行に圧着されなかったり、電子部品の破損の原因になるなどのことがある。

そこで、電子部品を本圧着するときに、電子部品と加圧ツールとの間にフッ素樹脂などによって形成された汚れ防止テープを介在させ、本圧着時に生じる汚れが加圧ツールに付着するのを防止するようにしている。

上記汚れ防止テープは供給リールから供給されて巻き取りリールに巻き取られるようになっていて、上記供給リールと巻き取りリールとの間の部分が上記基板と対向するようガイドされる。そして、上記汚れ防止テープは加圧ツールによって電子部品を本圧着するごとに、所定方向に所定長さずつ間欠的に送られる。

上記汚れ防止テープの上記基板に対向する部分は基板に対して所定の間隔で離間している。そのため、上記汚れ防止テープを介して上記加圧ツールによって電子部品を基板に本圧着する際、上記加圧ツールは上記供給リールと上記巻き取りリールとの間に一定の張力で張設された上記汚れ防止テープにさらに張力を加えて引き伸ばしながら上記電子部品を上記基板に本圧着することになる。

しかしながら、本圧着時に汚れ防止テープが大きく引き伸ばされると、汚れ防止テープの張力が基板に仮圧着された電子部品に作用するから、その張力によって本圧着される前の電子部品にずれが生じ、基板に対する実装精度が低下するということがある。

この発明は電子部品を汚れ防止テープを介して基板に実装する際、加圧ツールによって汚れ防止テープが伸ばされることがないようにすることで、電子部品の実装精度を向上させることができる電子部品の本圧着装置及び本圧着方法を提供することにある。

この発明は、基板に仮圧着された電子部品を加圧ツールで加圧して本圧着する電子部品の本圧着装置であって、
供給リールから供給されて巻き取りリールに巻き取られるとともに、上記電子部品を上記基板に本圧着するときに上記加圧ツールと電子部品との間に介在して上記加圧ツールに汚れが付着するのを防止する汚れ防止テープと、
この汚れ防止テープの一部が上記基板に対向するようガイドする一対のガイドローラと、
上記加圧ツールによって上記汚れ防止テープを介して上記電子部品を上記基板に本圧着するときに上記一対のガイドローラの少なくとも一方を弾性的に変位可能な状態にし、上記加圧ツールによって押圧される上記汚れ防止テープによって上記ガイドローラを弾性的に変位させて上記汚れ防止テープの張力が増大するのを防止する伸び防止機構と
を具備したことを特徴とする電子部品の本圧着装置にある。

上記伸び防止機構は、
中途部が支軸によって回動可能に支持され一端に上記ガイドローラが回転可能に設けられたレバーと、
このレバーを所定の回動方向に付勢したばねと、
上記汚れ防止テープの巻き取り時には上記レバーを回動不能に保持し、上記加圧ツールによる本圧着時には上記ガイドローラに加わる上記加圧ツールの押圧力によって上記レバーを上記ばねの付勢力に抗する方向に回動可能とするストッパ手段と
を有することが好ましい。

この発明は、基板に仮圧着された電子部品を加圧ツールで加圧して本圧着する電子部品の本圧着方法であって、
上記電子部品を上記基板に本圧着するときに上記加圧ツールと電子部品との間に上記加圧ツールに汚れが付着するのを防止する汚れ防止テープを介在させる工程と、
上記加圧ツールによって上記汚れ防止テープを介して上記電子部品を上記基板に本圧着するときに上記汚れ防止テープの張力が増大するのを阻止する工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の本圧着方法にある。

上記汚れ防止テープを所定長さずつ間欠的に送る工程と、上記電子部品を上記基板に本圧着するときに上記汚れ防止テープの送りを停止する工程とを有し、
上記汚れ防止テープの送りを停止して上記電子部品を上記基板に本圧着するときに、上記汚れ防止テープの張力が増大するのが阻止されることが好ましい。

この発明によれば、汚れ防止テープを介して電子部品を基板に本圧着する際、上記汚れ防止テープの張力が増大することがないから、電子部品が基板上で汚れ防止テープの張力によって位置ずれが生じるのが防止される。

以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１と図２はこの発明の本圧着装置の概略的構成を示し、この本圧着装置は基板Ｗの搬送機構１を備えている。この搬送機構１は図３に示すように上記基板Ｗの幅寸法よりも大きな間隔で平行に離間して配置された一対のガイド部材２を有する。

上記基板Ｗは矩形枠状或いはコ字状の保持部材３の上面に設けられる。この保持部材３は幅方向の両端部を上記一対のガイド部材２に係合させて保持される。ガイド部材２に保持された保持部材３は、図示しない送り機構によってガイド部材２に沿って図１，２に矢印で示す方向に所定ピッチずつ間欠駆動される。

図４に示すように、上記基板Ｗには半導体チップなどの電子部品４がテープ状の熱硬化性接着部材５によって仮圧着されている。基板Ｗが上記ガイド部材２に沿って搬送されて実装位置７に到達すると、基板Ｗに仮圧着された電子部品４は本圧着されるようになっている。

上記実装位置７には上記ガイド部材２に保持された基板Ｗの下方にステージ８が配置されている。このステージ８はステージ駆動源９によって上下方向に駆動されるようになっていて、本圧着時に上昇して基板Ｗの下面を支持するようになっている。ステージ８には図示しないヒータが内蔵され、本圧着時に上記基板Ｗの上記ステージ８の上面によって支持した部分を加熱するようになっている。

上記実装位置７の上記ガイド部材２の上方には図示しないヒータを内蔵した加圧ツール１１が配置されている。この加圧ツール１１は加圧駆動源１２によって上下方向に駆動されるようになっている。加圧ツール１１が下降方向に駆動されると、上記電子部品４を上記ステージ８によって下面が支持された基板Ｗの上面に熱圧着する。

上記加圧ツール１１と上記基板Ｗとの間にはフッ素樹脂などのように耐熱性を備えた合成樹脂からなる汚れ防止テープ１４が設けられている。この汚れ防止テープ１４は供給リール１５から送り出されて巻き取りリール１６に巻き取られるようになっている。

上記汚れ防止テープ１４は、上記実装位置７に位置決めされた上記基板Ｗと対向する部分が一対のガイドローラ１７によって上記基板Ｗと平行に走行するようガイドされている。一対のガイドローラ１７はそれぞれＬ字状のレバー１８の一端に回転可能に支持されている。

上記レバー１８は中途部が支軸１９によって回動可能に支持されている。このレバー１８の他端の一側には空圧式のシリンダ２１がそのロッド２２の先端を対向させて配置されている。さらに、レバー１８の他端の他側にはばね２３の一端が連結されている。このばね２３の他端は装置本体などの固定部２４に連結されている。それによって、ばね２３はレバー１８をその一端に設けられたガイドローラ１７が下降する方向に付勢している。

上記ばね２３によって所定の回動方向に付勢された上記レバー１８は、その他端の他側がストッパ２３ａに当たって位置決めされている。図５（ａ）に示すように、ストッパ２３ａによって位置決めされたレバー１８の他端の一側に上記シリンダ２１の突出方向に付勢されたロッド２２の先端が当接すれば、このレバー１８は左右どちらの方向にも回動不能な状態となる。

図５（ｂ）に示すように、上記シリンダ２１のロッド２２が没入方向に付勢されれば、上記レバー１８は図５（ｂ）に矢印で示す方向に回動可能となる。ただし、この状態においては、上記レバー１８が回動しないよう、このレバー１８の他端に作用するばね２３の付勢力と、ガイドローラ１７を介してレバー１８の一端に加わる汚れ防止テープ１４の張力及びレバー１８の自重とが釣り合うように上記ばね２３の強さと、上記汚れ防止テープ１４の張力が設定されている。

図５（ｂ）に示すように上記ロッド２２が没入した状態で、上記汚れ防止テープ１４が加圧ツール１１によって押圧され、この汚れ防止テープ１４に加わる張力が増大すると、その張力がガイドローラ１７を介してレバー１８に作用するから、このレバー１８は図５（ｃ）に矢印で示すようにその他端がロッド２２の先端に当たるまでばね２３の付勢力に抗して回動する。

それによって、上記ガイドローラ１７が上昇方向に変位するから、汚れ防止テープ１４の供給リール１５と巻き取りリール１６との間の走行経路の長さが減少する。つまり、汚れ防止テープ１４の供給リール１５と巻き取りリール１６との間の長さが走行経路の長さよりも長くなるから、その長さ分だけ汚れ防止テープ１４に余裕が生じることになる。

なお、この発明では上記ガイドローラ１７、上記レバー１８、上記シリンダ２１及び上記ばね２３によって汚れ防止テープ１４が加圧ツール１１によって押圧されたときに、後述するように汚れ防止テープ１４に作用する張力が増大してこの汚れ防止テープ１４が伸びるのを防止する伸び防止機構２０を構成している。

上記供給リール１５には汚れ防止テープ１４を巻き取りリール１６に巻き取るときに、上記汚れ防止テープ１４に生じるトルク（張力）を調整するトルク調整機構２５が設けられている。このトルク調整機構２５は上記汚れ防止テープ１４に伸びが生じることのない張力で巻き取りリール１６に巻き取ることができるようにトルクを設定することができる。

上記巻き取りリール１６には従動プーリ２６が一体的に設けられている。この従動プーリ２６と巻き取りモータ２７の回転軸２８に設けられた駆動プーリ２９とにはベルト３１が張設されている。そして、上記巻き取りモータ２７が作動すれば、上記汚れ防止テープ１４は所定の張力が与えられながら、上記巻取りリール１６に巻き取られるようになっている。

なお、上記ステージ駆動源９、加圧駆動源１２、シリンダ２１への圧縮空気の供給を制御する制御弁及び巻き取りモータ２７は制御装置３３によって駆動が制御されるようになっている。

このような構成の本圧着装置によれば、電子部品４が仮圧着された基板Ｗが実装位置７に搬送されてきて、基板Ｗに仮圧着された所定の電子部品４が加圧ツール１１の下方に位置決めされると、制御装置３３はステージ駆動源９を作動させてステージ８を上昇させ、その上面によって基板Ｗの下面が支持される。このとき、汚れ防止テープ１４の間欠送りは停止される。

基板Ｗの下面がステージ８によって支持されると、制御装置３３はシリンダ２１のロッド２２を図５（ａ）に示す突出位置から図５（ｂ）に示す没入位置に後退させ、ついで加圧駆動源１２を作動させて加圧ツール１１を下降させる。

加圧ツール１１が下降して汚れ防止テープ１４の一対のガイドローラ１７によって基板Ｗと平行に保持された部分の上面が押圧されると、この汚れ防止テープ１４に加わる張力が増大する。

汚れ防止テープ１４に加わる張力が増大すると、この汚れ防止テープ１４が伸ばされて電子部品４に当たるから、その電子部品４が位置ずれを生じることがある。しかしながら、汚れ防止テープ１４が加圧ツール１１によって押圧されて張力が増加し、その張力の増加がガイドローラ１７を介してレバー１８に伝わると、弾性的に回動可能に保持されたレバー１８は、図５（ｂ）に示す状態から図５（ｃ）に示すようにばね２３の付勢力に抗して上記ガイドローラ１７を上昇させる方向に回動する。図２は一対のガイドローラ１７が上昇方向に変位した状態を示している。

一対のガイドローラ１７が上昇方向に変位すると、その変位量に応じて汚れ防止テープ１４の供給リール１５と巻き取りリール１６との間の走行経路の長さが短くなる。汚れ防止テープ１４の走行経路の長さが短くなれば、汚れ防止テープ１４には走行経路の長さが短くなった分だけ長さに余裕が生じる。

そのため、加圧ツール１１が汚れ防止テープ１４を介して電子部品４を熱圧着する際、汚れ防止テープ１４が加圧ツール１１によって押圧されても、一対のガイドローラ１７が上昇方向に変位することで、上記加圧ツール１１の押圧力によって汚れ防止テープ１４の張力が増大することがない。

したがって、本圧着時に基板Ｗ上に本圧着される前の電子部品４に汚れ防止テープ１４の張力が加わることがほとんどないから、その電子部品４を位置ずれを招くことなく本圧着することができる。

上記加圧ツール１１による電子部品４の熱圧着が所定時間行われて熱硬化性接着部材５が溶融硬化すると、加圧ツール１１が上昇するとともにステージ８が下降する。加圧ツール１１が上昇すると、この加圧ツール１１によって汚れ防止テープ１４に加えられた押圧力が解除されるから、レバー１８はばね２３の付勢力によって他端がストッパ２３ａに当たる位置まで戻る。それによって、一対のガイドローラ１７が下降方向に変位するから、汚れ防止テープ１４の走行経路長が元の長さになる。

レバー１８がばね２３の復元力によってストッパ２３ａに当たる位置まで戻ったならば、シリンダ２１のロッド２２が突出方向に付勢され、その先端がレバー１８の他端の一側に当接する。それによって、レバー１８は左右どちらの方向に対しても回動不能に保持される。

レバー１８が回動不能に保持されると、基板Ｗが所定ピッチ送られて加圧ツール１１の下方に仮圧着状態の電子部品４が位置決めされるとともに、巻き取りモータ２７が作動して巻き取りリール１６を所定角度回転させ、汚れ防止テープ１４を所定長さ間欠的に送り、その汚れ防止テープ１４の未使用の部分が上記電子部品４に対向するよう位置決めされる。そして、汚れ防止テープ１４の間欠送りが停止すると、上述した本圧着が繰り返して行われる。

汚れ防止テープ１４を間欠送りする際、この汚れ防止テープ１４に加わる張力が変動しても、その張力の変動によってガイドローラ１７がレバー１８とともに上下動することがないから、汚れ防止テープ１４の間欠送りを確実に行うことができる。

上記一実施の形態ではガイドローラを変位させるための駆動機構としてレバー及びシリンダを用いたが、レバーを用いず、ガイドローラをシリンダのロッドに設け、このシリンダで直接上昇方向に変位させるようにしてもよい。

また、本圧着時に汚れ防止テープに長さの余裕を持たせるために一対のガイドローラを上昇方向に変位させたが、一対のガイドローラのうちの一方だけを変位させて汚れ防止テープに長さの余裕を持たせるようにしてもよい。

この発明の一実施の形態の本圧着装置の概略的構成図。 図１に示す本圧着装置が電子部品を基板に本圧着する時の概略的構成図。 搬送機構の断面図。 基板に熱硬化性接着部材によって仮圧着された電子部品を示す拡大断面図。 （ａ）〜（ｃ）はシリンダとレバーの動きを説明した説明図。

符号の説明

１…搬送機構、４…電子部品、８…ステージ、１１…加圧ツール、１４…汚れ防止テープ、１５…供給リール、１６…巻き取りリール、１７…ガイドローラ、１８…レバー（駆動機構）、２０…伸び防止機構、２１…シリンダ（駆動機構）、３３…制御装置。

Claims (4)

1. 基板に仮圧着された電子部品を加圧ツールで加圧して本圧着する電子部品の本圧着装置であって、
   供給リールから供給されて巻き取りリールに巻き取られるとともに、上記電子部品を上記基板に本圧着するときに上記加圧ツールと電子部品との間に介在して上記加圧ツールに汚れが付着するのを防止する汚れ防止テープと、
   この汚れ防止テープの一部が上記基板に対向するようガイドする一対のガイドローラと、
   上記加圧ツールによって上記汚れ防止テープを介して上記電子部品を上記基板に本圧着するときに上記一対のガイドローラの少なくとも一方を弾性的に変位可能な状態にし、上記加圧ツールによって押圧される上記汚れ防止テープによって上記ガイドローラを弾性的に変位させて上記汚れ防止テープの張力が増大するのを防止する伸び防止機構と
   を具備したことを特徴とする電子部品の本圧着装置。
2. 上記伸び防止機構は、
   中途部が支軸によって回動可能に支持され一端に上記ガイドローラが回転可能に設けられたレバーと、
   このレバーを所定の回動方向に付勢したばねと、
   上記汚れ防止テープの巻き取り時には上記レバーを回動不能に保持し、上記加圧ツールによる本圧着時には上記ガイドローラに加わる上記加圧ツールの押圧力によって上記レバーを上記ばねの付勢力に抗する方向に回動可能とするストッパ手段と
   を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品の本圧着装置。
3. 基板に仮圧着された電子部品を加圧ツールで加圧して本圧着する電子部品の本圧着方法であって、
   上記電子部品を上記基板に本圧着するときに上記加圧ツールと電子部品との間に上記加圧ツールに汚れが付着するのを防止する汚れ防止テープを介在させる工程と、
   上記加圧ツールによって上記汚れ防止テープを介して上記電子部品を上記基板に本圧着するときに上記汚れ防止テープの張力が増大するのを阻止する工程と
   を具備したことを特徴とする電子部品の本圧着方法。
4. 上記汚れ防止テープを所定長さずつ間欠的に送る工程と、上記電子部品を上記基板に本圧着するときに上記汚れ防止テープの送りを停止する工程とを有し、
   上記汚れ防止テープの送りを停止して上記電子部品を上記基板に本圧着するときに、上記汚れ防止テープの張力が増大するのが阻止されることを特徴とする請求項３記載の電子部品の本圧着方法。

Images