JP2007165571A - 電子部品実装装置 - Google Patents

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正力 成田
Kazuo Mori
一夫 森
Tetsuro Ueno
哲朗 上野
Shinjiro Tsuji
慎治郎 辻
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Abstract

【課題】安定したシート送りを実現することができ、また、シート交換の手間を簡素化することができる電子部品実装装置を提供する。
【解決手段】パネルを載置するパネル載置台8と、前記パネルを下方から支持するバックアップ部6と、前記電子部品をパネルに熱圧着する熱圧着ツール4と、前記複数のシート100a,100b,100cが積層した状態で前記電子部品と熱圧着ツール4の間に介装されるように前記シート100a,100b,100cをそれぞれ保持するシートユニット7を有し、少なくとも前記バックアップ部6に各シート100a、100b、100cの弛みと張り量を調整するシート送り調整機構37と、当該シートが前記熱圧着時には弛緩する一方シート送り時は緊張するように、前記シート送り調整機構を駆動させる制御装置150とを備える。
【選択図】図7A

Description

本発明は、例えば、プラズマディスプレイパネルや液晶パネルなどのフラットディスプレイの製造に用いられ、パネルに電子部品を熱圧着により実装する場合に用いられる電子部品実装装置に関する。
電子部品の実装方法として、プラズマディスプレイパネルや液晶パネルなどのパネルの電極上に、異方性導電シート(以下、「ACF」という)を貼着し、このACF上に電子部品を熱圧着ツール(以下、単に「ツール」という。)を押し付けて熱圧着することが知られている。このような電子部品としては、テープキャリアパッケージ等のフレキシブルパネルにリード(端子)が形成されたものや、バンプ(端子)を有するフリップチップなどがある。
このような電子部品の熱圧着装置においては、ツールを下降させて電子部品の端子をACF上に押し付けた状態で加熱し熱圧着する際に、やわらかい樹脂などから成るACFの一部がツールの下面に付着しやすい。このツールの下面に付着したACFは熱圧着作業の障害となるという問題がある。
そこで、特許文献1に開示されているように、ツールの下面にACFが付着しないように、ツールの下方に汚れ防止用シートを介装し、このシートを介してツールを電子部品に押しつけて熱圧着を行う手段が取られている。かかるシートは、ACFが付着して汚れやすいので、供給リールから巻取リールへ適宜送ることにより、汚れのない新たなシートをツールの下方に繰り出すようになっている。
ところで、最近では、当該シートとして、複数種類の異なるシートで構成し、それぞれのシートを積層させてツールの下方に配置させることが提案されている。具体的には、複数のシートを互いに重なるようにツールの下方に配置し、熱圧着時に積層されたシートの上からツールを下降させてパネルに押圧させて熱圧着作業を行うようにすればよい。
特開2003−209145号公報
しかし、シートを用いる電子部品実装装置においては、一般的に、熱圧着のためにツールが下降してシートをパネルに押圧する際、シートに余分なテンションがかかることによってシートがしわにならないように、シートに十分な弛みを持たせることができるように設けられている。したがって、複数のシートを用いる場合において、しわ防止のために各シートに十分な弛みを持たせた場合、各シート同士の表面が接触する場合もあり、この場合シート間の摩擦抵抗によって、例えば、他のシートを送り出すことなく特定のシートのみを所定の送り量だけ繰り出すような動作を行うことは困難である。また、シートは熱圧着に対する耐性などの違いから、その種類に応じて1箇所あたりの使用圧着回数やシートの送り量などが異なる。よって、特に複数のシートを用いる装置においては、シートごとに送り出しができるように構成されていることが好ましい。
また、各シートは、重ね合わせた状態で実装装置に搭載されることとなるため、例えば、下方に位置するシートのロールを、新たなロールに交換する場合、交換するシートより上側に配置されているシートを全て取り除いてからロールを取り外す必要がある。
さらに、パネルの一辺に圧着される部品ごとに細分化された個別の熱圧着ヘッドを有するツールが設けられた実装装置においては、シートの幅方向に熱圧着時にツールによって挟まれない未使用部分が生じる。特に、大型の表示パネルの製造においては、表示パネルの一辺に対して圧着される部分の割合が小さくなりつつあるため、個別の熱圧着ヘッドを有する実装装置が用いられることが多い。よって、この場合、各シートの幅方向に生じるシート未使用部分が多くなり、シートの無駄が大きい。
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、上記各問題を解消するものであり、安定したシート送りを実現することができ、また、シート交換の手間を簡素化することができる電子部品実装装置を提供することである。
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の電子部品実装装置を提供する。
本発明の第1態様によれば、電子部品をパネルに熱圧着する電子部品実装装置において、
パネルを載置するパネル載置台と、
前記電子部品との熱圧着面の領域に相当する前記パネルの裏面を支持するバックアップ部と、
前記電子部品をパネルに熱圧着する熱圧着ツールと、
複数の汚れ防止シートを前記電子部品と前記熱圧着ツールとの間に重複して介装されるように保持し、それぞれ独立して送り出し可能に構成されたシート送りユニットを備えることを特徴とする、電子部品実装装置を提供する。
本発明の第2態様によれば、前記シート送りユニットは、それぞれの前記汚れ防止シートに対応して、前記汚れ防止シートを巻き取った状態で保持するとともに前記電子部品と前記熱圧着ツールとの間に供給可能な供給リールと、熱圧着後の汚れ防止シートを巻き取り可能な巻取リールとを備えることを特徴とする、第1態様の電子部品実装装置を提供する。
本発明の第3態様によれば、シート送りユニットにて供給された前記汚れ防止シートの弛みと張りをそれぞれ調整するシート送り調整機構と、
熱圧着時には前記汚れ防止シートを弛むように前記シート送り調整機構を制御する一方、シート送り時には前記シートが張るように前記シート送り調整機構を制御する制御装置をさらに備えることを特徴とする、第1又は第2態様の電子部品実装装置を提供する。
本発明の第4態様によれば、前記シート送りユニットは、それぞれの前記シートが張った状態で互いに隙間が生じるように前記それぞれのシートを保持することを特徴とする第1から第3態様のいずれかの電子部品実装装置を提供する。上記構成において、互いに隙間が生じる隙間とは、シート送り時にシート送り不良が生じない程度の隙間を含み、シート送り時にシート送り不良が生じなければシート同士が多少触れる程度の場合も含む。
本発明の第5態様によれば、前記シート送り調整機構は、前記シート送り時には、前記電子部品と前記熱圧着ツールとの間に存在する当該シートの弛みをなくすように調整することを特徴とする、第1又は第2態様の電子部品実装装置を提供する。上記構成において、弛みをなくすとは、シート送り時に弛みによってシート送り時にシート送り不良が生じない程度に弛みを無くすことをいい、さらに、シート送り時にシート送り不良が生じなければシート同士が多少触れる程度に弛んでいても良い。
本発明の第6態様によれば、前記シート送り調整機構は、前記供給リールと巻取リールの間に設けられていることを特徴とする、特徴とする第5態様の電子部品実装装置を提供する。
本発明の第7態様によれば、前記シート送り調整機構は、ローラユニットで構成されていることを特徴とする第2から第6態様のいずれか1つの電子部品実装装置を提供する。
本発明の第8態様によれば、前記ローラユニットは、前記バックアップ部と前記巻取リールの間に設けられていることを特徴とする第7態様の電子部品実装装置を提供する。
本発明の第9態様によれば、前記ローラユニットは、その回転数を検知する回転数検知装置を備えることを特徴とする、第7又は第8態様の電子部品実装装置を提供する。
本発明の第10態様によれば、前記シート送りユニットは、前記バックアップ部近傍位置の前記シートの上方に、上下移動可能に配置されて前記圧着時には下降して前記シートを押し下げることによって弛ませると共に前記シート送り時には上方に退避するシート押さえ部材を備えることを特徴とすることを特徴とする、第1から第9態様のいずれか1つの電子部品実装装置を提供する。
本発明の第11態様によれば、前記シート送りユニットは、それぞれのシートごとに、前記バックアップ部に近位のシートに対応するものほど前記供給リールと前記巻取リールの間隔が長くなるように前記供給リールと前記巻取リールを保持するフレームを備え、
前記複数のフレームは、前記バックアップ部に遠い側のシートに対応するものが順次内側になるように前記供給リールと前記巻取リールの回転軸方向にスライド可能に挿入される入れ子式に配置されると共に、前記複数のフレームを前記供給リールと前記巻取リールの回転軸方向に独立してスライドさせることによって前記シートを前記供給リールと巻取リールから脱着可能に構成されていることを特徴とする、第2から第10態様のいずれか1つの電子部品実装装置を提供する。
本発明の第12態様によれば、前記熱圧着ツールは前記シートの幅方向に沿って配列して設けられた複数の圧着ヘッドユニットを備え、
前記パネル載置台及び前記シート送りユニットの少なくとも一方は、前記パネル載置台上の前記パネルと前記シートのシート幅方向位置を相対的に変更可能に構成されていることを特徴とする、第1から第11態様のいずれか1つの電子部品実装装置を提供する。
本発明によれば、複数枚の汚れ防止シートをそれぞれ独立して送り出し可能に構成されることによって、シートの種類によらず、各シート単位でシート送りを行うことができる。したがって、汚れ防止シートの無駄をなくすことができる。また、それぞれのシートに対応して設けられた供給リールと巻取リールを設けることにより、連続したシートの供給を行うことができる。
本発明の第3態様によれば、シート送り調整機構により積層した状態に搭載される複数のシートを弛み状態と張り状態とを切換可能であるため、圧着時には弛んでいるそれぞれのシートを、シート送り時は張り状態とさせてシート送りを容易にすることができる。ここで、弛み状態では、たるんだシートは下側に垂れ下がるようになっていることから、張り状態へ移行するシートは、最も下に位置するシート以外のシートのみでよく、シート送り調整機構によりを最も下に位置するシート以外のシートに対応して設ければよい。
本発明の第4態様によれば、シートが張った状態で互いに隙間が生じるように分離しているため、シート間に摩擦力が働くことがなく、シート送りを容易にすることができる。
本発明の第6態様によれば、供給リールと巻取リールの動作によらずに張りと弛みを調整するための機構を別に備えることにより、容易にシートの張り及び弛みの調整を行うことができる。また、シート送り調整機構をローラユニットで構成して巻取リール側に設けることにより、熱圧着時にツールで押さえつけられたシートの使用部分が、巻取リール側に送られることにより、使用済みの部分が再利用されることがない。
本発明の第9態様によれば、回転量検知装置をシート送り調整機構に設けることにより、シートの巻取径に関係なく、常に一定のシート送り量を検知することができる。
本発明の第10態様によれば、圧着時において、シート押さえ部材を下降させることにより、弛んだ状態のシートの弛み部分をパネルに近づくようにすることができ、熱圧着動作をスムーズに行うことができる。
本発明の第11態様によれば、それぞれのシートを保持するシート送りユニットが、供給リールと巻取リールの回転軸方向にスライド可能に入れ子式に挿入可能なフレームを有しているため、シート交換の対象となるシートを保持するフレームのみを引き出すことによって、それよりも上側に位置するシートを取り外すことなくシート交換をすることができる。したがって、シート交換を容易にすることができる。
本発明の第12態様によれば、シートとパネルとの幅方向位置を相対的に変化させることができるようにすることによって、シート送りを必要とすることなく、シートの長さ方向の同一箇所を複数回の圧着に用いることができる。したがって、シートの未使用部分を少なくすることができ、シートの無駄を少なくすることができる。
以下、本発明の一実施形態に係る電子部品実装装置について、図面を参照しながら説明する。
図1Aは、本発明の一実施形態にかかる電子部品実装装置の外観構成を示す斜視図である。図1Bは、本発明の他の実施形態にかかる電子部品実装装置の外観構成を示す斜視図である。本実施形態にかかる電子部品実装装置1,1aは、図2に示すディスプレイ200を組み立てるものであり、具体的には、矩形形状の液晶表示パネル201の複数(図2においては3つ)の周縁にそれぞれサブパネル203を取り付けるためのTCP202を本圧着するため装置である。TCP202は、本電子部品実装装置において用いられるときには、表示パネル201の外縁よりも張り出した状態で仮圧着されており、この状態で、本電子部品実装装置に供給される。液晶表示パネル201は予め定められた位置においてTCP202と接着するためのACFが貼り付けられており、当該ACFとTCP202とが、本実施形態にかかる電子部品実装装置により本圧着されて、液晶表示パネル201のリード線とTCP202が電気的に接合する。
まず、図1Aを参照して本実施形態にかかる電子部品実装装置の全体構成を説明する。電子部品実装装置1は、基台2の上面に表示パネルを載置する載置テーブル8を備える表示パネル載置装置3、熱圧着ツール4及び熱圧着ツールと協働して表示パネル201の本圧着を行う場合に表示パネルを載置するバックアップ部6が配置されている。また、表示パネル載置装置3のX軸方向両側方には、表示パネル201を表示パネル載置装置3に供給するためのローダ5及び熱圧着ツール4により表示パネル201の周縁にTCP202が本圧着された後、組み上げられたディスプレイ200を取り出すためのアンローダ(図示なし)がそれぞれ設けられている。なお、本実施形態にかかる電子部品実装装置には、後述する動作を行うために、駆動する各部の駆動タイミング、駆動量などの動作を制御するための制御部150が設けられている。
また、本圧着動作を行う際に熱圧着ツールとバックアップ部の間に位置し、両者の間に汚れ防止シートが介装されるように汚れ防止シートを保持するシート送りユニット7が設けられている。
なお、図1Bに示す他の実施形態にかかる部品実装装置は、上記のローダとアンローダが設けられておらず、装置作動時に装置使用者が手動で表示パネルを位置あわせしながら載置テーブル8上に載置して、本圧着動作を行うための装置であり、他の構成については、図1Aに示す装置と大部分を共通にする。
ローダ5は、X軸方向に延在する一対のガイドレール9と、当該ガイドレール9にそれぞれ設けられ、図示しないアーム駆動装置によりガイドレール9に沿って駆動可能なX軸方向に移動可能なアーム10を備える。ガイドレール9は、組み立て処理が行われる表示パネル201のサイズに応じてその間隔を変更可能であり、また、表示パネル載置3のパネル載置テーブル8に干渉しないようにその終端が、表示パネル載置装置3に到達しないようになっている。アーム10は、表示パネル201のY軸方向両端を載置し、表示パネル201を下方から支持する。
アンローダは、ローダと同様に、X軸方向に延在する一対のガイドレールと、当該ガイドレールにそれぞれ設けられ、X軸方向に移動可能なアームを備える。アームは、表示パネル201のY軸方向両端を載置し、表示パネル201を下方から支持する。
次に表示パネル載置装置3について説明する。表示パネル載置装置3は、ベース2の上面にY軸方向に延在するガイドレール11を備え、当該ガイドレール11に沿ってYテーブルが移動となっている。また、Yテーブル上には、XテーブルがX軸方向に移動することができるように構成されている。Xテーブルには、回転テーブルである載置テーブル8が設けられている。載置テーブル8は、図示しないθ回転モータにより90°ずつ水平回転可能に構成されており、載置テーブル8が作動することにより、載置されている表示パネル201はその向きを変えることができる。載置テーブル8は、Z軸方向に移動可能に構成されている。
熱圧着ツール4は、図3に示すように、基台2上面の表示パネル載置装置3に対してY軸方向側に設けられ、水平部12a及び脚部12bを備える略コの字形のフレーム12と、当該フレーム12の水平部12aの下方に設けられ、3つの圧着ヘッドユニット13a、13b、13cを有しZ軸方向に移動可能に構成されたヘッドユニットベース13と、圧着ヘッドのすぐ下方に位置し、圧着ヘッドユニットをヘッドユニットベース13ごとZ軸方向に移動させるヘッド駆動部12とを備えている。なお、図1Aにおいては、フレーム10の一部を破断した状態で図示している。
ヘッドユニットベース13は、図3に示すように、フレーム12の水平部12aからZ軸方向に伸びる2本のガイドに沿ってZ軸方向に移動可能に構成されたベース本体17を備えており、ヘッド駆動モータ14に接続されて駆動するボールネジ16によって駆動されてZ軸方向に上下移動する。ベース本体17の一方の面には、3つの圧着ヘッドユニット13a,13b,13cが設けられており、それぞれは、ベース本体17に対してX軸方向の位置を変更することができるように構成されている。圧着ヘッドユニット13a,13b,13cは、圧着動作時に熱圧着するための圧着子18a,18b,18cと、圧着子18a,18b,18cを加熱するヒータ19を備えている。圧着子18a,18b,18cは、バックアップ部6上方に位置し、ヘッドユニットベース13の下降に伴って、バックアップ部と協働してパネルの本圧着を行う。
バックアップ部6は、その上端がステージ面21として機能するX軸方向に延在するバックアップステージ20を備える。ステージ面21は、圧着工程において、表示パネル201が載置され、圧着動作時に圧着ヘッド11の圧着子18a,18b,18cとで、これを挟んで圧着するものである。またバックアップ部6に載置されたパネル(表示パネル201)が配置される側のバックアップステージ20のX軸方向両端部にはカメラ22が設けられている。表示パネル載置装置3のXテーブルとYテーブルが作動してパネル201がカメラ22の上方へ移動すると、カメラ22は表示パネル201に設けられた認識マークの撮影を行い、制御部150が当該マークを基準として位置認識を行い、圧着位置の位置合わせを行う。
シート送りユニット7は、図4に示すように、3枚のシート100a,100b,100cのシートロール101a,101b,101cを搭載可能であり、これらのシート100a,100b,100cをバックアップ部6のステージ面21の上方で互いに積層するようにそれぞれ独立して送り出すと共に(図5参照)、バックアップ部6を挟んでロール101a,101b,101cの搭載位置の反対側に巻き取るように構成されている。
シート送りユニット7は、ベースフレーム30に3つの供給リール31a,31b,31cと巻取リール32a,32b,32cとを圧着子18a,18b,18c(以下、圧着子18aを例にとって説明する。)を挟んで両側に位置するように備える。供給リール31a,31b,31cは、ロール101a,101b,101cをそれぞれ保持するとともに送り出す。巻取リール32a,32b,32cは、供給リール31a,31b,31cからそれぞれ送り出されたシートを巻き取り、モータ33a,33b,33cにより独立して駆動可能に構成されている。また、個々の供給リール31a,31b,31c及び個々の巻取リール32a,32b,32cは、それぞれ独立してブレーキ(図示なし)が設けられており、ブレーキがオンしている状態では、回転が制止される。
シート送りユニット7のベースフレーム30は、左右一対の平行な面を備える矩形形状のものである。ベースフレーム30は、基台2に設けられた保持部34に保持されており、保持部34に設けられたガイドレール35にベースフレーム30のX軸方向両側面に設けられたスライダ(図示なし)が係合することによりY軸方向にスライド可能に保持されている。また、ベースフレーム30のY軸方向へのスライドに伴って、モータ33a,33b,33cもスライドできるようにモータ33a,33b,33cにもガイドレール35aが設けられている。また、保持部34は、ベースフレーム30を上下移動可能に保持するために、上下移動機構36を備えており、上述の制御部150により駆動される。
図5は、シート送りユニット7によって保持されるシートの配置を示す部分拡大図である。上述のようにシート100a,100b,100cは、バックアップ部6のステージ面21の上方で互いに積層するように配置され、圧着時においては、パネル201と圧着子18a,18b,18cとの間に介在する。本実施形態においては、3枚のシートが設けられており、バックアップ部6に近い順から、それぞれテフロン(登録商標)シート100a、シリコンゴムシート100b、ポリイミドシート100cとなっている。テフロン(登録商標)シート100aは、ガラスクロス入りの厚み0.08mmのテフロン(登録商標)のシートであり、圧着時にACF202が付着することを防止する。シリコンゴムシート100bは、厚み0.1〜0.3mm程度のゴムシートであり、圧着時の押しつけ圧を緩衝する。ポリイミドシート100cは、12.5〜35μm程度のシートであり、熱圧着の時に加熱される圧着子18a,18b,18cの熱から他のシートを保護するためのものである。なお、テフロン(登録商標)シート100a及びシリコンゴムシート100bは、テープの内部にアルミナ粒子を混入したものを用いることもできる。
それぞれのシートは、上記のように、それぞれ役割が異なるため、耐圧着回数が異なる。よって、シート送りユニット7は、それぞれのシートを独立して送り出しできるように個々の供給リール31a,31b,31c及び巻取リール32a,32b,32cを駆動可能に構成され、隣り合うシートを停止させたまま、1つの任意のシートのみを送り出すことができる。
図6は、シート送りユニットに保持されるシートの配置構成を示す側面図である。シート送りユニットは、上述のように供給リール31a,31b,31cと巻取リール32a,32b,32cとで、シート100a,100b,100cを保持する。供給リール31a,31b,31cには、その回転数を検知するためのマーク31Mが付されており、フォトインタラプタから構成されるセンサ44a,44b,44cによって、回転量がカウントされる。これにより、例えば、巻取リールが駆動しているにもかかわらず、供給リールが回転していないような場合は、シート切れと判断できその検知を行うことができる。
供給リール31a,31b,31c側には、シート100a,100b,100cを巻き掛ける繰り出しローラ41a,41b,41cが設けられている。この繰り出しローラ41a,41b,41cは、圧着子18aに近く配置されるシートほど上側に配置されるように、内側のローラがわずかに上位となるよう配置されている。このように繰り出しローラ41a,41b,41cを配置することにより、各シートが張った状態において、各シートの間に隙間が形成され、独立したシート送りをスムーズにすることができる。
また、シート送りユニットは、そのそれぞれのシートについて、巻取リール32a,32b,32cの近傍に余長ローラユニット37を備える。余長ローラユニット37は、供給リールと巻取リールの間に存在するシートの弛み量を調整するシート送り調整機構として機能するものであり、第1ローラ38a,38b,38c、第2ローラ39a,39b,39c、第3ローラ40a,40b,40cから構成される。巻取リール側に余長ローラユニット37が設けられていることにより、シートの弛緩、緊張切換時に圧着に用いられた弛み分のシートは、全て巻取リール32a,32b,32c側に引っ張られて移動することになり、シートの圧着に用いられた使用部分が供給リール側に戻ることがない。したがって、使用済みの部分のシートが圧着に用いられることがなく、圧着時にしわなどの発生を防止することができる。
第1ローラ38a,38b,38cと第3ローラ40a,40b,40cは、供給リール31a,31b,31cから送り出されたシートを巻き掛けて巻取リール32a,32b,32cに送るものであり、自由回転可能に構成されている。第3ローラ40a,40b,40cは、対応する供給リール側に設けられている繰り出しローラ41a,41b,41cとZ軸方向に略等しい位置に設けられており、繰り出しローラ41a,41b,41cと第3のローラ40a,40b,40cとの間に位置するそれぞれのシート100a,100b,100cがバックアップ部6のステージ面21の上方で互いに積層するように配置されることとなる。
第1ローラ38a,38b,38cには、回転数検知装置として、その回転数を検知するためのマーク38Mが付されており、フォトインタラプタから構成されるセンサ42a,42b,42cによって、回転量がカウントされる。すなわち、第1ローラ38a,38b,38cの回転に応じて当該マークがフォトインタラプタから構成されるセンサ42a,42b,42cを遮断した回数をカウントすることにより第1ローラ38a,38b,38cの回転数を検知し、シートの送り量を検知することができる。このように、マーク38M及びセンサ42a,42b,42cが第1ローラ38a,38b,38cに設けられていることにより、シートの巻き取りによる巻き取りロール径の影響を受けることなく、常に一定のシート送り量を検知することができる。
第2ローラ39a,39b,39cはシートの弛みと緊張を切り替えるための移動ローラであり、供給リール31a,31b,31c及び巻取リール32a,32b,32cの間に設けられている。第2ローラは、後述するように軸がY軸方向へ移動可能に構成され、当該ローラ軸の移動に伴い、第1ローラ38a,38b,38cと第3ローラ40a,40b,40cの間に存在するシート100a,100b,100cの巻回し量を変更可能である。これにより、供給リールと巻取リールの間に存在するシートの弛み量が調整されるようになっている。この動作についての詳細な説明は後述する。
また、シート送りユニットは、シート100a,100b,100cの繰り出し量を調整するための上下移動可能なシート押さえ部材43を備えており、繰り出しローラ41a,41b,41cと第3のローラ40a,40b,40cとの間に位置するそれぞれのシート100a,100b,100cを下向きに押すことにより、シート100a,100b,100cをたるませる動作を行う。
また、シート送りユニットには、ブロー(イオンブロー)を行い、パネル201を冷却するためのブロア装置45が設けられている。ブロア装置45から吹き出されたイオンブローにより、シート及びパネル201が除電され、ホコリなどの異物が除去されると共に、圧着後は、圧着子18aにより加熱されたパネル201を冷却することができる。
次に、シート送りユニットの動作について図7A〜図7Cを用いて説明する。図7Aは、シート100a,100b,100cを送り出す状態にあるシート送りユニットの状態を示す模式図である。この状態は、熱圧着の開始前、すなわち、圧着子18aが上方へ退避し、パネル201のステージ面21への載置がなされる状態である。この状態においては、シート押さえ部材43が上方へ退避し、余長ローラユニット37の第2ローラ39a,39b,39cが圧着子18a側である張り位置に移動している状態である。第2ローラ39a,39b,39cが圧着子18a側へ移動することにより、余長ローラユニット37に巻き掛けられるシート100a,100b,100cが長くなり、繰り出しローラ41a,41b,41cと第3のローラ40a,40b,40cとの間に位置するそれぞれのシート100a,100b,100cが張り状態となる。このとき、シート押さえ部材43が上方へ退避することによって張り状態にあるシートとの接触を防止することができる。
上述したように、繰り出しローラ41a,41b,41cと第3のローラ40a,40b,40cは、内側に位置するものほど上位配置されているため、シート100a,100b,100cが緊張することによって、それぞれのシート100a,100b,100c間に隙間が形成され、1つのシートの送り出しを容易にすることができる。なお、シートの送り出しは、供給リール及び巻取リールが共に回転駆動することにより行われ、そのシートの送り出し量は、センサ42a,42b,42c、及びセンサ44a,44b,44cによって検知されるようになっている。
なお、図7Aにおいては、3つの第2ローラをいずれも移動させて全てのシート100a,100b,100cを緊張させるようにしているが、例えば、一番下側に位置するシート100aを送り出すような場合は、その上側のシート100b,100cのみを緊張させ、100aを弛緩させた状態で送り出すようにしてもよい。すなわち、送り出しされるシートが、隣り合う他のシートと接触しないように緊張させればシート送りを容易にすることができる。したがって、余長ローラユニット37は、全てのシートに対応するように設けられている必要は必ずしもなく、最もバックアップステージ20に近い位置のシート100a以外のシート100b,100cに対応して設けられていてもよい。
図7Bは、熱圧着動作を開始する前に、シート100a,100b,100cを弛未状態とさせて、パネル201に接触しやすくさせる動作を示している。この動作では、第2ローラ39a,39b,39cが圧着子18aから遠ざかる方向(図示左側)である余長位置へ移動し、余長ローラユニット37に巻き掛けられるシートの長さが短くなり、シートに弛みが生じる。この状態で、シート押さえ部材43が下方へ移動することによって、余長ローラユニット37にて発生したシートの弛み分が繰り出しローラ41a,41b,41cと第3のローラ40a,40b,40cの間の部分に配置され、シート100a,100b,100cをパネル201に近づける。なお、このとき、巻取リール32a,32b,32cは停止したままであり、供給リール31a,31b,31cがシート送り出し可能に図示矢印方向へ自由に回転することができるようブレーキが解除されている。
図7Cは、熱圧着を行う動作を示す模式図である。この状態では、シート押さえ部材43が下方へ移動してシート100a,100b,100cをパネル201に近づけた状態で、圧着子18aが下降して、シート100a,100b,100cを介して圧着子18aがパネル201に押しつけられる。このとき、シートの弛みを多くし、シート100a,100b,100cを送り出す必要がある場合は、巻取リール32a,32b,32cは停止したままであり、供給リール31a,31b,31c,39cがシート送り出し可能に図示矢印方向へ回転することができるようブレーキを解除してもよい。
図8Aにシート送りユニットの変形例を示す。この変形例にかかるシート送りユニットは、シート100a,100b,100cをスライド形式に配置されたフレームにそれぞれ搭載して、シートの交換を容易にするためのものである。以下、図8Aのシート送りユニットについては、図4に示すシート送りユニットと共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
図8Aは、変形例にかかるシート送りユニットの外観構成図である。シート送りユニット7Aは、3枚のシート100a,100b,100cのロール101a,101b,101cをそれぞれ搭載可能とするために、それぞれのシートに対応した一対の供給リールと巻取リールを有するフレーム50a,50b,50cと、これらのフレーム50a,50b,50cを保持するベースフレーム50を備える。それぞれのフレーム50a,50b,50cは、入れ子式にベースフレーム50に取り付けられており、シート100a,100b,100cをバックアップ部6のステージ面21の上方で互いに積層するように送り出すと共に(図5参照)、バックアップ部6を挟んでロール101a,101b,101cの搭載位置の反対側に巻き取るように構成されている。
具体的には、シート送りユニット7に取り付けられるフレーム50a,50b,50cは、それぞれ供給リール51a,51b,51cと巻取リール52a,52b,52cとを圧着子18aを挟んで両側に位置するように備える。供給リール51a,51b,51cは、ロール101a,101b,101cをそれぞれ保持するものである。巻取リール52a,52b,52cは、供給リール51a,51b,51cからそれぞれ送り出されたシートを巻き取るものであり、モータにより独立して駆動可能に構成されている。
シート送りユニット7Aのベースフレームは、一対の平行な第1面54と、この面54に直交する第2面55を備えるコの字形のフレームである。第2面55の対向部分は開放されており、この部分からフレーム50a,50b,50cをスライド式に脱着可能に構成されている。ベースフレームは、図4に示すシート送りユニット7のベースフレーム30と同様に、基台2に設けられた保持部に保持されており、保持部に設けられたガイドレールにベースフレームのX軸方向両側面に設けられたスライダ56aが係合することによりY軸方向にスライド可能に保持されている。
図8Bに示すように、ベースフレーム50には、フレーム50a,50b,50cをスライド式に脱着可能に保持するための仕切り板53が設けられている。当該仕切り板53にはフレーム50a,50b,50cに設けられたガイドレール57と係合するスライダ(図示なし)が設けられる。
フレーム50a,540b,50cは、それぞれ、シートを保持するための供給リールと巻取リールと余長ローラユニットを備える。3つのフレーム50aは、それぞれ入れ子式にベースフレーム50に搭載されるように構成される。具体的には、最も下側に位置するシートを保持するフレーム50aの中に2番目のフレーム50bが位置し、さらに、その中に3番目のフレーム50cが配置される。このように各フレーム50a,50b,50cがベースフレーム50に保持されることにより、それぞれのフレーム50a,50b,50cに保持されているシートが、積層するようにシート送りユニット7Aに搭載される。
3番目のフレーム50cは、シート押さえ部材63を備えている。このシート押さえ部材63は、図4に示すシート押さえ部材43と同様の機能を有するものであり、Z軸方向に上下移動することにより、シートの余長分を繰り出しローラと第3のローラとの間に移動させる。
このようにシート送りユニット7Aを構成することにより、シート100a,100b,100cの交換において、図8Cに示すように、交換したいシートを保持するフレームをベースフレーム50から引き出すことにより、当該シートよりも上側に配置されるシートを取り外すことなく、交換するシートをフレームから取り外して交換することができる。よって、シート交換の手間を省力化することができる。
次に、本実施形態にかかる電子部品実装装置の動作について説明する。図9は、本実施形態にかかる電子部品実装装置の動作フローである。本実施形態にかかる電子部品実装装置は、上述のように、各部材の動作を制御する制御部150により作動され、制御部150は以下のように各部材を駆動制御する。
まず、制御部150は、ローダ9及び表示パネル載置装置3を動作させてパネルを搬入し、パネル201をバックアップ部6のステージ面21上に配置させる(#1)。次いで、シート送りユニット7の上下移動機構36を駆動させて、シート送りユニット7を圧着位置まで下降させる(#2)。
次に、シート送りユニット7の全ての第2ローラ39a,39b,39cを余長位置に移動させ、シートを弛み状態とする(#3)。次に、シート押さえ部材43を下降させ、シート100a,100b,100cの余長分を繰り出しローラ41a,41b,41cと第3のローラ40a,40b,40cとの間に移動させる(図7B参照)。
次に、ヘッド駆動部14を駆動させて、圧着ヘッドユニット13a,13b,13cを下降させ(#5)、本圧着動作を行う(#6)。なお、本圧着動作時においては、ヘッド駆動部14によりパネル201に圧力を加えると共に、ヒータ19を動作させてパネル201を加熱する。なお、本圧着をパネルの複数の辺におこなう必要がある場合は、ステージ面21上に載置されるパネルの位置を変更させ、本圧着動作を繰り返し行う。予定の圧着が終了すると、圧着ヘッドユニット13a,13b,13cを上昇させる(#7)。
次に第2ローラ39a,39b,39cを緊張位置に移動させ(#8)、シート100a,100b,100cの余長を短くさせ、それぞれのシートを分離する(#9)。また、シート100a,100b,100cの余長を短くするに伴い、シート押さえ部材43を上昇させ(#10)、シート100a,100b,100cが緊張するときに緩衝しないようにする。次に、第2ローラ39a,39b,39cを余長位置に移動させ(#11)、シート100a,100b,100cを弛緩させる。なお、このときのシートの弛み分は、余長ローラユニット37内に残存しているため、繰り出しローラ41a,41b,41cと第3のローラ40a,40b,40cとの間のシートは、依然として分離した状態を維持している。
シート100a,100b,100cが弛み状態となると、シート送りユニットを上昇させ(#12)、本圧着が完了したパネルをアンローダに移動させ、装置から搬出する(#13)。
次に、シート100a,100b,100cを送る必要がある場合は、送り出しの対象となっているシートに対応したモータ33a,33b,33cを駆動させて巻取リール42a,42b,42cを回転させ、シート送りを行う。このとき、シート送りのために巻取リール42a,42b,42cの回転が始まる前に、第2ローラを緊張位置に移動させることが好ましい。なお、図9のフローでは、本圧着動作1回ごとに、シート送りを行うように説明しているが、シート送りを行うことなく、複数回の本圧着動作を行った後で、シートを送るようにしてもよい。シート送り時においては、上記のようにそれぞれ隣り合うシートが分離しているため、1つのシートを送る場合に他のシートが摩擦により共に移動することがない。
シート送りを行っている場合、供給リール31a,31b,31cの回転を検知するセンサ44a,44b,44c及び第1ローラ38a,38b,38cの回転を検知するセンサ42a,42b,42cによって、それぞれのローラが駆動しているかどうかを検知する。当該センサの出力に基づいて、シート切れ及びシートの送り量の判断を行う。
具体的には、シート送りの対象となっている第1ローラ38a,38b,38cが回転しかつ供給リールの回転が停止しているときは、シート切れであると判断する(#15)。
シート切れが検知されると、装置の動作を停止させる(#19)。このとき、シート交換を促すための警告表示などを行うようにしてもよい。シート切れとなったシートが交換(#20)されると、作業を再開する。
シート切れではないと判断した場合は、所定の送り量になるまでシート送りを行う。シートの送り量は、第1ローラ38a,38b,38cの回転数を検知するセンサ42a,42b,42cからの出力により行われる。所定の送り量だけシートを送ったことが検知されると、モータ33a,33b,33cを停止させ、かつ供給リール及び巻取リールのブレーキをオンにして、シート送りを停止させる(#17)。
以上の動作をパネルの生産が完了するまで繰り返し行い、所定量の生産が完了する(#18)と、装置の動作を停止させる。
上記動作フローにおいては、1回の本圧着動作ごとに、シート送りを行うようにしているが、例えば次のように処理を行うことにより、シートの送り方向位置が同じ部分を繰り返して使用し、複数回の圧着を行うことができる。
図10A〜図10Cは、本発明の第3の実施形態にかかる電子部品実装装置の特徴部分の構成を示す図である。本実施形態の電子部品実装装置は、基本的な構造を図1Aに示す部品実装装置と共通にするが、シートの幅方向に非連続に位置する圧着箇所をX軸方向(シートの幅方向)に変更可能に構成されている点において異なる。以下、この点を中心として説明する。
図10Aは、他の実施形態にかかる電子部品実装装置において、パネルとシートの圧着位置との関係を示す図である。本実施形態にかかる電子部品実装装置において圧着されるパネル201は、パネル201の圧着が行われる辺に複数のTCP202が間隔72をおいて配置されており、当該間隔72は、TCP202の幅よりも大きくなるようになっている。そして、上述のように各TCP202の圧着位置70に対応するように、圧着ヘッドユニット13a,13b,13cが配置され、それぞれの圧着位置に下降してTCP202とパネル201とを圧着する。すなわち、図10Aの位置関係にあるパネルとシートの位置関係においては、当該間隔72の部分のシートは、圧着時において、圧着ヘッドユニット13a,13b,13cによって押圧されることなく未使用の状態となっている。
図10Bは、図10Aの電子部品実装装置において、パネルの載置位置を変化させてシートの圧着位置を異ならせた状態を示す図である。図10Bは、TCP202の間隔72が位置していた未使用の箇所に圧着位置がくるように、パネルを載置している載置ステージ8をX軸方向に移動させた状態を示している。すなわち、パネル201をシート100aの幅方向に移動させ、先の圧着動作において未使用であったシートの部位を今回の動作において圧着に用いようとするものであり、シート100aの同じ送り方向位置で新たに圧着動作を行うことができる。
なお、図10Cの変形例に示すように、シートを保持するシート送り装置7を幅方向に移動させることによって、シートとパネルの位置関係を変化させるようにしてもよい。すなわち、図10Cにおいては、シート送り装置7がシートの幅方向に移動するように構成されている。具体的には、基台2に設けられたベースフレーム30を保持する保持部34がX軸方向に移動可能に構成されており、これによってパネルに対してベースフレーム30が相対移動可能に構成されている。
このように、シートとパネルとの幅方向位置を相対的に変化させることができるようにすることによって、シートの長手方向位置を変えることなく(すなわち、シート送りを必要とすることなく)シートの同一箇所を複数回の圧着に用いることができる。
以上説明したように、上記各実施形態にかかる電子部品実装装置によれば、シート送り時にシートを緊張させてそれぞれ分離させることができるので、1つのシートの移動が隣り合う他のシートに影響を与えることなく独立してシート送りを容易にすることができる。また、シートを回転軸の延在方向にスライド可能に配置されたフレームに保持することにより、交換の対象となるシートの上側に位置するシートを取り外すことなくシート交換を行うことができ、シート交換に要する手間を省力化することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
本発明の一実施形態にかかる電子部品実装装置の外観構成を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態にかかる電子部品実装装置の外観構成を示す斜視図である。 図1Aの部品実装装置により製造されるディスプレイの構成を示す斜視図である。 図1Aの部品実装装置の圧着ヘッドユニットの部分拡大図である。 図1Aの部品実装装置のシート送りユニットの構成を示す斜視図である。 図1Aの部品実装装置のシート送りユニットによって保持されるシートの配置を示す部分拡大図である。 シート送りユニットに保持されるシートの配置構成を示す側面図である。 シートを送り出す状態にあるシート送りユニットの状態を示す模式図である。 熱圧着動作を開始する前に、シートを弛緩させて、パネルに接触しやすくさせる状態を示す模式図である。 熱圧着を行う状態を示す模式図である。 シート送りユニットの変形例を示す外観構成図である。 図8Aのシート送りユニットの分解図である。 図8Aのシート送りユニットのフレームを引き出した状態を示す図である。 図1Aの電子部品実装装置の動作フローである。 本発明の第3の実施形態にかかる電子部品実装装置の特徴部分の構成を示す図である。 図10Aの電子部品実装装置のパネルとシートとが相対的に移動した状態を示す図である。 図10Aの電子部品実装装置のパネルとシートとが相対的に移動した状態を示す図である。
符号の説明
1,1a 電子部品実装装置
2 基台
3 表示パネル載置装置
4 熱圧着ツール
5 ローダ
6 バックアップ部
7,7A シート送りユニット
8 載置テーブル
13a,13b,13c 圧着ヘッド
14 ヘッド駆動部
17 ベース本体
18a,18b,18c 圧着子
20 バックアップステージ
21 ステージ面
30 フレーム
31a,31b,31c 供給リール
32a,32b,32c 巻取リール
33a,33b,33c モータ
37 余長ローラユニット
38a,38b,38c 第1ローラ
39a,39b,39c 第2ローラ
40a,40b,40c 第3ローラ
41a,41b,41c 繰り出しローラ
43 シート押さえ部材
100a,100b,100c シート
150 制御部

Claims (12)

  1. 電子部品をパネルに熱圧着する電子部品実装装置において、
    パネルを載置するパネル載置台と、
    前記電子部品との熱圧着面の領域に相当する前記パネルの裏面を支持するバックアップ部と、
    前記電子部品をパネルに熱圧着する熱圧着ツールと、
    複数の汚れ防止シートを前記電子部品と前記熱圧着ツールとの間に重複して介装されるように保持し、それぞれ独立して送り出し可能に構成されたシート送りユニットを備えることを特徴とする、電子部品実装装置。
  2. 前記シート送りユニットは、それぞれの前記汚れ防止シートに対応して、前記汚れ防止シートを巻き取った状態で保持するとともに前記電子部品と前記熱圧着ツールとの間に供給可能な供給リールと、熱圧着後の汚れ防止シートを巻き取り可能な巻取リールとを備えることを特徴とする、請求項1に記載の電子部品実装装置。
  3. シート送りユニットにて供給された前記汚れ防止シートの弛みと張りをそれぞれ調整するシート送り調整機構と、
    熱圧着時には前記汚れ防止シートを弛むように前記シート送り調整機構を制御する一方、シート送り時には前記シートが張るように前記シート送り調整機構を制御する制御装置をさらに備えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の電子部品実装装置。
  4. 前記シート送りユニットは、それぞれの前記シートが張った状態で互いに隙間が生じるように前記それぞれのシートを保持することを特徴とする、請求項1から3のいずれか1つに記載の電子部品実装装置。
  5. 前記シート送り調整機構は、前記シート送り時には、前記電子部品と前記熱圧着ツールとの間に存在する当該シートの弛みをなくすように調整することを特徴とする、請求項1又は2に記載の電子部品実装装置。
  6. 前記シート送り調整機構は、前記供給リールと巻取リールの間に設けられていることを特徴とする、請求項5に記載の電子部品実装装置。
  7. 前記シート送り調整機構は、ローラユニットで構成されていることを特徴とする請求項2から6のいずれか1つに記載の電子部品実装装置。
  8. 前記ローラユニットは、前記バックアップ部と前記巻取リールの間に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の電子部品実装装置。
  9. 前記ローラユニットは、その回転数を検知する回転数検知装置を備えることを特徴とする請求項7又は8に記載の電子部品実装装置。
  10. 前記シート送りユニットは、前記バックアップ部近傍位置の前記シートの上方に、上下移動可能に配置されて前記圧着時には下降して前記シートを押し下げることによって弛ませると共に前記シート送り時には上方に退避するシート押さえ部材を備えることを特徴とする請求項1から9のいずれか1つに記載の電子部品実装装置。
  11. 前記シート送りユニットは、それぞれのシートごとに、前記バックアップ部に近位のシートに対応するものほど前記供給リールと前記巻取リールの間隔が長くなるように前記供給リールと前記巻取リールを保持するフレームを備え、
    前記複数のフレームは、前記バックアップ部に遠い側のシートに対応するものが順次内側になるように前記供給リールと前記巻取リールの回転軸方向にスライド可能に挿入される入れ子式に配置されると共に、前記複数のフレームを前記供給リールと前記巻取リールの回転軸方向に独立してスライドさせることによって前記シートを前記供給リールと巻取リールから脱着可能に構成されていることを特徴とする、請求項2から10のいずれか1つに記載の電子部品実装装置。
  12. 前記熱圧着ツールは前記シートの幅方向に沿って配列して設けられた複数の圧着ヘッドユニットを備え、
    前記パネル載置台及び前記シート送りユニットの少なくとも一方は、前記パネル載置台上の前記パネルと前記シートのシート幅方向位置を相対的に変更可能に構成されていることを特徴とする、請求項1から11のいずれか1つに記載の電子部品実装装置。
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