JP2007234839A - 電子部品の加熱加圧接着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワーク同士の位置合わせ状態を加熱加圧接着が完了するまで撮像することが可能な新規な構造を有する電子部品の加熱加圧接着装置を提供する。
【解決手段】加熱加圧接着装置は、複数のワークをセットするためのステージと、複数のワークの重なり部分に対して上方から下降して加熱及び加圧を行う加熱加圧ヘッド部とを備え、ステージは、ワークをセットするためのアライメント位置と、加熱加圧ヘッド部の下方の位置である加熱加圧位置との間で水平方向に移動可能である。ステージは、複数のワークの重なり部分が載置される部分が光透過可能に構成され、ワークの下方から複数のワークの重なり部分を照明するための光源１５ａと、複数のワークの重なり部分からの反射光を受光してその映像を取得するための光学系１５ｂ、１５ｃ及びカメラ１５ｄとを含む撮像装置１５がステージと共に移動可能に固定されている。
【選択図】図４

Description

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。

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を回路基板に実装する作業やフレキシブル回路基板を他の回路基板又は液晶パネル等に電気接続する作業に使用される。加熱加圧による接着及び電気接続の対象となる電子部品や回路基板をワークと呼称する。複数のワーク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、ワーク同士が接着固定され、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。

例えば特許文献１に記載された加熱加圧接着装置では、水平ステージの上に複数のワークがセットされ、その上方から加熱加圧ヘッド部を下降させてワークを弾性的に押圧し、加熱加圧を行う。その結果、上下に重なっている複数のワークが接着固定され、電気接続が形成される。

このような加熱加圧接着装置において、複数のワークの位置合わせを正確に行うために、ＣＣＤカメラを用いてワークを撮像し、得られた画像をモニターディスプレイに表示することが行われている。作業者は、モニターディスプレイに表示された画像を見ながら、複数のワークの位置合わせを行う。例えば、上下に重ねられたワークの位置合わせマークが正しく重なるように、位置合わせ用の調整ダイヤルを回す操作を行う。

図９は、従来の加熱加圧接着装置における位置合わせ確認用の撮像装置を示す模式図である。図９（ａ）は側面図であり、図９（ｂ）は上面図である。ワークＷＫ１、ＷＫ２が載置される透明ガラス製のステージ１０１が垂直支柱１０２を介してスライドテーブル１０３上に固定されている。例えば、ワークＷＫ１は液晶パネルであり、ワークＷＫ２はＦＰＣ（フレキシブル回路基板）である。

スライドテーブル１０３は、ベース１０４に設けられたガイドレール１０５に沿って、図９（ｂ）に示すＹ軸方向に移動する。図９（ｂ）はスライドテーブル１０３が作業者から見て手前側の位置にある状態を示しており、この状態でワークＷＫ１、ＷＫ２の位置合わせ（アライメントという）を行う。この位置をアライメント位置という。

ワークＷＫ１、ＷＫ２の位置合わせが完了すると、スライドテーブル１０３を作業者から見て奥側の加熱加圧位置へ移動する。この加熱加圧位置で加熱加圧ヘッド部（図示せず）を下降させ、ワークＷＫ１、ＷＫ２を加熱加圧することにより、両ワークの重なり部の接着固定及び電気接続が行われる。

スライドテーブル１０３のアライメント位置において、ワークＷＫ１、ＷＫ２の位置合わせ状態をモニターするために、照明用の光源１１１、プリズム１１２、レンズ部１１３及びＣＣＤカメラ部１１４を含む撮像装置が備えられている。光源１１１から出た光は、破線で示すように、ワークＷＫ１、ＷＫ２及びステージ１０１を透過し、垂直支柱１０２に設けられたプリズム１１２で光路を直角に曲げられ、レンズ部１１３を通ってＣＣＤカメラ部１１４に入射する。

したがって、ワークＷＫ１、ＷＫ２の重なり部を透過した光の像がＣＣＤカメラ部１１４で撮像され、その映像がモニターディスプレイ（図示せず）に表示される。作業者は、モニターディスプレイに表示されたワークＷＫ１、ＷＫ２の重なり部の拡大映像を見ながら両者の位置合わせを行う。

レンズ部１１３及びＣＣＤカメラ部１１４を支持する第１テーブル１１５は第２テーブル１１６に対してＹ軸方向に位置調整可能であり、第２テーブル１１６は第３テーブル１１７に対してＺ軸方向（垂直方向）に位置調整可能であり、第３テーブル１１７はベース１０４に設けられたガイドレール１１８に沿ってＸ軸方向に移動可能である。

第３テーブル１１７のＸ軸方向の位置は、シリンダ１１９によって前進位置と後退位置との間で駆動制御され、その移動端にはストッパー１２０が設けられている。図９は、レンズ部１１３及びＣＣＤカメラ部１１４が垂直支柱１０２に最も近づく前進位置（左端の位置）を示しており、逆に右端に移動したときが後退位置である。

スライドテーブル１０３がアライメント位置にあるときに、シリンダ１１９によって第３テーブル１１７が駆動され、レンズ部１１３及びＣＣＤカメラ部１１４が図９に示す前進位置まで繰り出される。この状態で上述のようにワークＷＫ１、ＷＫ２の重なり部の拡大映像がモニターディスプレイに表示され、作業者はワークＷＫ１、ＷＫ２の位置合わせ状態を確認し、必要ならば位置合わせの再調整を行う。この後、シリンダ１１９によって第３テーブル１１７を駆動してレンズ部１１３及びＣＣＤカメラ部１１４を後退位置まで移動させ、スライドテーブル１０３をアライメント位置から加熱加圧位置へ前進させる。
特許第３７３１６５４号公報

上述のような従来の位置合わせ確認用の撮像装置が備えられた加熱加圧接着装置では、スライドテーブル１０３が手前側のアライメント位置にあるときにワーク同士の位置合わせ状態を撮像してモニターディスプレイに表示するが、スライドテーブル１０３が加熱加圧位置まで前進したときのワーク同士の位置合わせ状態は撮像できない。

通常は、スライドテーブル１０３がアライメント位置にあるときにワーク同士の位置合わせ状態を確認すれば、スライドテーブル１０３が加熱加圧位置まで前進してもワーク同士の位置合わせ状態が変化することはない。アライメント位置で位置合わせが行われたワークは、例えばエア吸引によってステージ１０１に固定されるからである。

しかしながら、実際には、アライメント位置でのワーク同士の位置合わせ状態をモニターディスプレイの表示で確認しているにもかかわらず、加熱加圧接着されたワークが正しい位置関係からずれている場合がある。ワークに微細ピッチで配列された複数の電極を互いに接続する場合は、ごく僅かな位置ずれによって不良品となる場合ある。そのような位置ずれ要因として、スライドテーブル１０３が移動するときの振動、停止するときの振動、駆動系を構成する各部材の歪みやギアのバックラッシュ等が考えられる。この要因を正確に特定して位置ずれが生じないような対策を講ずることは容易ではない。

そこで、撮像装置のレンズ部１１３及びＣＣＤカメラ部１１４を小形化してスライドテーブル１０３に固定し、スライドテーブル１０３が加熱加圧位置まで前進したときもワーク同士の位置合わせ状態を撮像してモニターディスプレイに表示させるようにすることが考えられる。しかしながら、それが可能になったとしても、ステージ１０１の上方に配置された照明用の光源１１１もスライドテーブル１０３及びステージ１０１と一緒に移動するように光源１１１を支持する必要がある。また、スライドテーブル１０３が加熱加圧位置に移動したときに、ステージ１０１の上方から下降する加熱加圧ヘッド部と光源１１１及びその支持構造とが干渉しないようにすることが困難である。

本発明は、上記のような従来の課題に鑑み、ワーク同士の位置合わせ状態を加熱加圧接着が完了するまで撮像することが可能な新規な構造を有する電子部品の加熱加圧接着装置を提供することを目的とする。

本発明による電子部品の加熱加圧接着装置は、複数のワークをセットするためのステージと、前記複数のワークの重なり部分に対して上方から下降して加熱及び加圧を行う加熱加圧ヘッド部とを備えた電子部品の加熱加圧接着装置であって、前記ステージは、前記ワーク同士の位置合わせを行い、又は位置合わせ状態を確認するためのアライメント位置と、前記加熱加圧ヘッド部の下方の位置である加熱加圧位置との間で水平方向に移動可能であり、前記ステージは、前記複数のワークの重なり部分が載置される部分が光透過可能に構成され、前記ワークの下方から前記複数のワークの重なり部分を照明するための光源と、前記複数のワークの重なり部分からの反射光を受光してその映像を取得するための光学系及びカメラとを含む撮像装置が、前記ステージと共に移動可能に固定され、前記ステージの前記アライメント位置から前記加熱加圧位置に至る任意の位置で前記複数のワークの重なり部分の映像を取得することが可能であることを特徴とする（請求項１）。

このような構成によれば、光源、光学系及びカメラを含む撮像装置をステージに固定してステージと共に移動させ、反射光によるワークの重なり部分の映像を取得することができる。したがって、加熱加圧位置でワークの上方に位置する加熱加圧ヘッド部と光源との干渉の問題は発生しないので、ステージのアライメント位置から加熱加圧位置に至る任意の位置で、つまり、ワークのセットから加熱加圧接着完了までの任意の時点でワークの重なり部分の映像を取得することができる。連続的な映像（動画）あるいは一定周期のコマ送り映像を取得することも可能である。このような映像をモニターすることにより、ワーク同士の位置ずれが生じたときは作業者が速やかにそれを知って加熱加圧処理を中断し、不良品の製造を回避することができる。また、位置ずれの発生要因を見つけることが容易になる。

好ましい実施形態において、前記撮像装置は、前記光源と、前記複数のワークの重なり部分から下方に向かう反射光の光路を水平方向に曲げるプリズム又はミラーと、該プリズム又はミラーからの光を集光するレンズ部と、該レンズ部で集光された光を結像してその映像信号を出力するカメラとが一体に構成されたものであることを特徴とする（請求項２）。

光源を含む撮像装置を一体に構成することにより、撮像装置の光源からカメラに至る光軸合わせ等の調整を、加熱加圧接着装置に取り付ける前の段階で行うことができ、作業性が良くなる。調整済の撮像装置を加熱加圧接着装置の所定位置に取り付けるだけでよい。また、ワークからステージを通って下方へ向かう反射光がプリズム又はミラーによって水平方向に曲げられてカメラへ向かうので、ステージからベースまでの高さが低くても撮像装置を配置することができる。ステージを構成するガラスブロック等と空気との界面をワークからの反射光が垂直に通過するので、光の屈折による映像歪が生じることもない。

別の好ましい実施形態において、加熱加圧接着装置は、前記撮像装置の前記ステージに対する固定位置をＸ、Ｙ及びＺ軸方向に調整するための位置調整手段を更に備えている（請求項３）。この位置調整手段によって、ワークの撮像位置を容易に調整することができる。特に、映像の拡大率を大きくする場合は撮像範囲が狭くなるが、本構成によれば、例えば位置合わせマークを中心とするワークの重なり部分が的確に撮像されるように調整することが容易になる。

更に別の好ましい実施形態において、加熱加圧接着装置は、前記撮像装置から出力される映像信号を記録する記録装置を更に備えている（請求項４）。この構成によれば、撮像されたワークの重なり部分の映像をモニターディスプレイでモニターできるだけでなく、記録装置に記録しておくことができるので、位置合わせ不良が発生したときに、記録された映像を再生し、解析することによって、不良原因の解析や改善が容易になることが期待される。

本発明の加熱加圧接着装置の具体的な構成において、前記ステージは、第１及び第２のワークをセットするために水平方向に離間して配置された第１及び第２のプレートと、前記第１及び第２のプレートの間に配置された光透過性ブロックとを含み、前記第１及び第２のプレートの少なくとも一方の位置調整が可能である（請求項５）。

このような構成によれば、第１のプレートの上に第１のワークがセットされ、第２のプレートの上に第２のワークがセットされ、第１及び第２のワークの重なり部分が光透過性ブロックの上に載置される。そして、第１及び第２のプレートの少なくとも一方の位置調整を行うことによって、第１及び第２のワークの位置合わせが行われる。

本発明の加熱加圧接着装置の更に具体的な構成において、前記第１プレート、前記第２プレート、前記光透過性ブロック及び前記撮像装置が、水平方向に移動可能なスライドテーブルに取り付けられている（請求項６）。このような構成によれば、前述のように、撮像装置は第１プレート、第２プレート、光透過性ブロックを含むステージと共に移動し、常に第１及び第２のワークの重なり部分の映像を取得することが可能である。

本発明の加熱加圧接着装置によれば、ステージの加熱加圧位置でワークの上方に位置する加熱加圧ヘッド部と光源との干渉の問題を回避して、ステージのアライメント位置から加熱加圧位置に至る任意の位置で、つまり、ワークのセットから加熱加圧接着完了までの任意の時点でワークの重なり部分の映像を取得することができる。連続的な映像やコマ送り映像を取得することも可能である。このような映像をモニターすることにより、ワーク同士の位置ずれが生じたときは作業者が速やかにそれを知って加熱加圧処理を中断し、不良品の製造を回避することができる。また、位置ずれの発生要因を見つけることが容易になる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。

図１は、本発明の実施例に係る電子部品の加熱加圧接着装置の概略構造を示す側面図である。また、図２は、本実施例の加熱加圧接着装置の概略構造を示す上面図である。なお、これらの図面において、加熱加圧接着装置のすべての構成要素が描かれているわけではなく、複雑になるのを避けるために図示を省略している構成要素がある。また、他の構成要素の後に隠れている構成要素は原則として破線で描いているが、実線で描いているものもある。

図１において、左側が作業者から見て手前側であり、右側が奧側である。また、図２では、下側が手前側に対応し、上側が奧側に対応している。この電子部品の加熱加圧接着装置（以下、単に加熱加圧接着装置という）は、作業者が立った状態で操作する操作パネル１を手前側に備えている。操作パネル１には、加熱加圧接着の対象である複数のワークの真空吸着を個別に指示する押釦スイッチ、加熱加圧ヘッド部を下降させて加熱加圧接着の開始を指示する押釦スイッチ、緊急停止用の押釦スイッチ等の各種操作スイッチが備えられている。

操作パネル１から奧側へ水平板状のベース２が設けられ、ベース２から下の本体部３の内部には、加熱加圧接着装置の各部のシリンダ、ソレノイド、モータ等のアクチュエータにエアや電力を供給するためのエア供給源や電源、そして各部の制御を司るコントローラ部等が収容されている。

ベース２の上には、ワークをセットするためのステージ４と、ワークに対して上方から下降して加熱及び加圧を行う加熱加圧ヘッド部５とが設けられている。ステージ４は、第１のワークである液晶パネルＷＫ１をセットするための手前側のパネルステージ部６と、第２のワークであるフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）ＷＫ２をセットするための奧側のＦＰＣステージ部７とに分かれている。パネルステージ部６とＦＰＣステージ部７は、共通のスライドテーブル８の上に取り付けられている。

スライドテーブル８は、ベース２の上に手前側から奧側へ延びるように敷設された２本の平行なガイドレール９に沿って、手前側の位置（アライメント位置）と奧側の位置（加熱加圧位置）との間で移動する。図１及び図２では、スライドテーブル８が手前側のアライメント位置にある状態が描かれている。作業者は、手前側のアライメント位置でステージ４にワークをセットする。つまり、パネルステージ部６に液晶パネルＷＫ１をセットし、ＦＰＣステージ部７にフレキシブル回路基板ＷＫ２をセットする。それらを真空吸着によって固定した後、スライドテーブル８を奧側の加熱加圧位置に移動させ、加熱加圧ヘッド部５を下降させて、液晶パネルＷＫ１とフレキシブル回路基板ＷＫ２との重なり部分を加熱加圧接着する。

図１に示すように、加熱加圧ヘッド部５は、ベース２に立設された支柱である垂直フレーム１１に取り付けられている。また、加熱加圧ヘッド部５を所定の圧力でワークに押圧する加圧部１２と、加熱加圧ヘッド部５及び加圧部１２を垂直方向に移動させるヘッド送り部１３が垂直フレーム１１に取り付けられている。更に、加熱加圧ヘッド部５の自重を相殺して、適切な圧力がワークに加わるようにするためにエアシリンダを用いた重力相殺部１４も垂直フレーム１１に取り付けられている。

また、加熱加圧ヘッド部５の先端が直接ワークに接触した場合はワークに傷を与える可能性があるので、テフロン（登録商標）テープのような耐熱性の保護テープを介して加熱加圧ヘッド部５の先端をワークに接触させるようにしている。図示は省略しているが、保護テープが巻かれたリールを保持して保護テープを送り出すテープ送り出し部と、使用済みの保護テープを巻き取って回収するテープ巻き取り部が加熱加圧ヘッド部５の左右両側に振り分け配置されている。

なお、液晶パネルＷＫ１とフレキシブル回路基板ＷＫ２との重なり部分に異方性導電テープを挟んだ状態で加熱加圧が行われ、接着と同時に各端子間の電気接続が形成される。液晶パネルＷＫ１又はフレキシブル回路基板ＷＫ２に予め異方性導電テープを貼り付けたものをステージ４にセットすることによって、液晶パネルＷＫ１とフレキシブル回路基板ＷＫ２との重なり部分に異方性導電テープが挟まれた状態となる。

液晶パネルＷＫ１とフレキシブル回路基板ＷＫ２との重なり部分に形成されている電気接続用端子のピッチは非常に小さいので、液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２をパネルステージ部６及びＦＰＣステージ部７にそれぞれセットしたときに、両者の位置合わせを正しく行うことが重要である。この位置合わせを作業者が容易に行うことができるように、本実施例の加熱加圧接着装置は、液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２の重なり部を撮像する撮像装置１５と、撮像装置１５から得られた拡大映像を表示するモニターディスプレイ１６とを備えている。液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２の重なり部を左右両側から撮像できるように、ステージ４の左右両側に一対の撮像装置１５が設けられている。また、一対の撮像装置１５から得られた画像を個別に、かつ、同時に表示できるように、一対のモニターディスプレイ１６が加熱加圧接着装置の上部に設けられている。これらの詳細については後述する。

図３は、本実施例の加熱加圧接着装置におけるワークをセットするためのステージの一部を示す上面図及び側面図である。（ａ）が上面図であり、（ｂ）が側面図である。ワークをセットするためのステージは、第１のプレートに相当するパネルプレート２１と、第２のプレートに相当するＦＰＣプレート２２と、光透過性の石英ガラスからなるガラスブロック２３とを含んでいる。パネルプレート２１には第１のワークに相当する液晶パネルＷＫ１がセットされ、ＦＰＣプレート２２には第２のワークに相当するフレキシブル回路基板ＷＫ２がセットされる。

パネルプレート２１は上述のパネルステージ部６を構成する一番上のプレートであり、ＦＰＣプレート２２は上述のＦＰＣステージ部７を構成する一番上のプレートである。パネルプレート２１とＦＰＣプレート２２は水平方向（前後方向）に離間して配置され、両者の間にガラスブロック２３が配置されている。

パネルプレート２１には、液晶パネルＷＫ１の位置決めのために液晶パネルＷＫ１の下辺及び右辺（図３（ａ）参照）に当接する３本の位置決めピン２１ａが立設されている。また、エア吸引路２１ｂが設けられ、このエア吸引路２１ｂからエアの吸引を行うことにより、液晶パネルＷＫ１がパネルプレート２１の上面に真空吸着によって固定される。

ＦＰＣプレート２２には、その上面から出退する２本の位置決めピン２２ａが設けられている。位置決めピン２２ａは、ＦＰＣプレート２２の下に配置されたピンホルダー２２ｃ（図３（ｂ）参照）に立設されている。このピンホルダー２２ｃにつながる垂直部分２２ｄが垂直フレーム２２ｅに対して垂直方向（図３（ｂ）では左右方向）に移動することにより、位置決めピン２２ａの先端部がＦＰＣプレート２２の上面から突出し、又は後退する。ＦＰＣプレート２２の上面から突出した位置決めピン２２ａの先端部をフレキシブル回路基板ＷＫ２の貫通孔に挿通させることによって、フレキシブル回路基板ＷＫ２が位置決めされる。また、エア吸引路２２ｂが設けられ、このエア吸引路２２ｂからエアの吸引を行うことにより、フレキシブル回路基板ＷＫ２がＦＰＣプレート２２の上面に真空吸着によって固定される。

図３に示すように、パネルプレート２１から奧側（図３では上側）にはみ出た液晶パネルＷＫ１の部分と、ＦＰＣプレート２２から手前側（図３では下側）にはみ出たフレキシブル回路基板ＷＫ２の部分とがガラスブロック２３の上で重なり合っている。この重なり合う部分が互いに加熱加圧接着される部分である。この重なり部分の左右両端部には、液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２の両方に位置決めマークＭＫが形成されている。この一対の位置決めマークＭＫが共に正確に重なり合う状態になれば、液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２の位置決めが正しく行われていると判断できる。

上記のように液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２が位置決めされた状態を作業者が肉眼で直接視認することは必ずしも容易ではない。そこで、図２に示したように、左右一対の撮像装置１５によって位置決めマークＭＫを中心とする重なり部分を撮像し、その拡大映像を左右一対のモニターディスプレイ１６に表示する。この重なり部分の撮像を可能にするために、重なり部分が載置される台をガラスブロック２３（光透過性ブロック）で構成している。そして、図３（ｂ）に示すように、その下方に配置された光源１５ａからの光で重なり部分を照明し、重なり部分からの反射光をプリズム１５ｂで曲げて撮像装置１５のＣＣＤカメラで受光するように構成している。後述するように、光源１５ａ及びプリズム１５ｂは、レンズ部及びＣＣＤカメラと共に一体の撮像装置１５を構成している。なお、本実施例の加熱加圧接着装置では、光源１５ａとして発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用している。

作業者は、モニターディスプレイ１６に表示された拡大画像を見ながら、後述の位置調整手段を操作してパネルプレート２１の位置を調整することにより、液晶パネルＷＫ１とフレキシブル回路基板ＷＫ２との位置決め（微調整）を行うことができる。なお、ＦＰＣプレート２２にも位置調整手段が設けられているが、液晶パネルＷＫ１とフレキシブル回路基板ＷＫ２との位置決め（微調整）の際は作業者から見て手前側のパネルプレート２１の位置調整手段が使用される。奧側のＦＰＣプレート２２の位置調整手段は、例えば液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２の種類（形状）が変わるとき（機種切替時）等の初期設定時の位置合わせのために使用される。

次に、本実施例の加熱加圧接着装置におけるステージ部及び撮像装置の詳細について、図４から図６を参照しながら説明する。図４は、本実施例の加熱加圧接着装置におけるステージ部及び撮像装置を示す上面図である。図５は、ステージ部及び撮像装置の側面図である。図６は、ステージ部及び撮像装置の手前側から見た立面図である。

ステージ４及び撮像装置１５が載置されたスライドテーブル８は、ベース２の上に手前側から奧側へ（図４及び図５では左右方向に）延びるように敷設された一対の平行なガイドレール９に沿って移動可能である。スライドテーブル８の下面には、一対のガイドレール９に係合する３対のスライド片８ａが取り付けられている。また、ベース２の下側にはアクチュエータとしての送りシリンダ１７が配置され、スライドテーブル８の下面から垂下する送り爪８ｂが送りシリンダ１７の上部の可動片１７ａに係合している。なお、送りシリンダ１７の代わりに、サーボモータやパルスモータ等のアクチュエータを使用してもよい。

スライドテーブル８は、送りシリンダ１７に駆動されて手前側のアライメント位置と奧側の加熱加圧位置との間で前進及び後退移動する。アライメント位置は、ステージ４のパネルプレート２１及びＦＰＣプレート２２に液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２をセットして位置合わせの確認又は微調整を行う位置である。加熱加圧位置は、加熱加圧ヘッド部５を下降させて、液晶パネルＷＫ１とフレキシブル回路基板ＷＫ２との重なり部分を加熱加圧接着する位置である。

スライドテーブル８の上には、ステージ４を構成するパネルステージ部６とＦＰＣステージ部７とが取り付けられている。パネルステージ部６にはパネルプレート２１が含まれ、ＦＰＣステージ部７にはＦＰＣプレート２２が含まれている。また、スライドテーブル８に対してパネルプレート２１の位置及びＦＰＣプレート２２の位置を独立に調整するための位置調整手段がパネルステージ部６及びＦＰＣステージ部７にそれぞれ設けられている。

先ず、パネルステージ部６の位置調整手段は以下のように構成されている。パネルプレート２１は、その手前側部分２１ｃが、その下のＹプレート２４に対して垂直軸心周りに回転自在に取り付けられている。そして、この回転角度θを手動調整するためのθ軸調整ヘッド２５が設けられている。このθ軸調整ヘッド２５を順方向に回転操作すると、パネルプレート２１（手前側部分２１ｃ）の突出片２１ｄが押されて、パネルプレート２１が垂直軸心ＶＡ１周りに回転する（図４では時計回りに回転する）。また、θ軸調整ヘッド２５を逆方向に回転操作したときにパネルプレート２１が反時計回りに回転するような付勢力を与える引っ張りコイルばね２６が突出片２１ｄの先端部と固定側との間に掛けられている。

パネルステージ部６のＹプレート２４は、その下のＸプレート２７に対してＹ軸方向（図４及び図５で左右方向）に移動可能に取り付けられている。そして、このＹ軸方向位置を手動調整するためのＹ軸調整ヘッド２８と引っ張りコイルばね２９が設けられている。更にＸプレート２７は、その下のＺプレート３０に対してＸ軸方向（図４で上下方向）に移動可能に取り付けられている。そして、このＸ軸方向位置を手動調整するためのＸ軸調整ヘッド３１と引っ張りコイルばね３２が設けられている。

更に、Ｚプレート３０は、パネルステージ基部６ａに対してＺ軸方向（図５で上下方向）に移動可能に取り付けられている。そして、このＺ軸方向位置を手動調整するためのＺ軸調整ヘッド３３が設けられている。なお、Ｚ軸方向には重力が働くので、引っ張りコイルばねは不要である。Ｚ軸調整ヘッド３３を順方向に回転操作するとＺプレート３０が上昇し、逆方向に回転操作するとＺプレート３０は自重で下降する。

上記のような位置調整手段によって、パネルステージ部６のパネルプレート２１は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向に位置調整可能であり、更に垂直軸心ＶＡ１周りに回転調整可能である。なお、Ｚ軸方向の位置調整は初期設定時のみに行い、ワーク毎の微調整には使用しない。Ｚ軸方向の位置調整は、スライドテーブル８の左右両側に設けられた一対のダイヤルゲージ３５を見ながら、Ｚプレート３０の水平姿勢を維持するように行う。また、調整完了後にＺ軸方向の位置を固定するための一対のロックねじ３６が備えられている。

ＦＰＣステージ部７にもパネルステージ部６と同様の位置調整手段が備えられている。つまり、ＦＰＣプレート２２の位置がＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に位置調整可能であり、更に垂直軸心ＶＡ２周りに回転調整可能である。これらの調整操作部として、パネルステージ部６と同様に、Ｘ軸調整ヘッド３７、Ｙ軸調整ヘッド３８、Ｚ軸調整ヘッド３９及びθ軸調整ヘッド４０が設けられている。

なお、ＦＰＣステージ部７のＦＰＣプレート２２の位置調整手段は、例えば加熱加圧接着の対象であるワーク（液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２）の種類や形状が変わるとき（機種変更時）の初期設定のために使用される。調整が完了すれば調整位置が固定される。ワーク毎の位置調整（微調整）には上述のようにパネルステージ部６のパネルプレート２１の位置調整手段が使用される。

次に、撮像装置１５について説明する。図４から図６に示すように、撮像装置１５は、光源１５ａ、プリズム１５ｂ、レンズ部１５ｃ及びＣＣＤカメラ１５ｄを含んでいる。これらがＸ軸可動プレート４１の上に一体に載置され、Ｘ軸可動プレート４１は、その下のＹ軸可動プレート４２の上にＸ軸方向に延びるように敷設されたガイドレール４２ａに沿って移動可能である。Ｘ軸可動プレート４１をＸ軸方向に移動させるためのねじ送り機構が備えられ、ねじ送り操作つまみ４３を順方向に回転操作すると、撮像装置１５が実線で示す位置から破線で示す位置へ前進する。ねじ送り操作つまみ４３を逆方向に回転操作すると、破線の位置から実線の位置へ後退する。

図４及び図６に示すように、Ｙ軸可動プレート４２の下にはＹＺ軸調整ユニット４４が設けられ、Ｙ軸可動プレート４２はカメラベースプレート４５に対してＹ軸方向及びＺ軸方向に位置調整可能である。Ｙ軸方向の位置調整と調整後の位置固定のためにＹ軸調整つまみ４６とロックねじ４７が設けられ、Ｚ軸方向の位置調整と調整後の位置固定のためにＺ軸調整つまみ４８とロックねじ４９が設けられている。

カメラベースプレート４５は、図６に示されているように、スライドテーブル８の左右両端部に固定されている。したがって、スライドテーブル８が移動すれば撮像装置１５も一緒に移動する。そして、通常は図６に破線で示したようにＸ軸方向に前進した撮像位置にあり、機種切替やメンテナンスの必要が生じたときに、実線の待避位置まで後退させることができる。図６に破線で示した撮像位置では、図３（ｂ）に示したように、液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２の重なり部分の真下にプリズム１５ｂが位置している。

図７は、ワークの位置決めのための撮像の様子を示す模式図である。この図において、分かりやすくするために、光源１５ａは実際の位置からずれた位置に描かれている。実際には、図５に示すように、光源１５ａはプリズム１５ｂの側方に位置する。光源１５ａからの光がガラスブロック２３を通過して、その上に位置する液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２の重なり部分を下から照明する。その反射光のうち、ガラスブロック２３を真下に通過した光がプリズム１５ｂで水平方向に曲げられ、レンズ部１５ｃを通ってＣＣＤカメラ１５ｄに入射する。こうして、液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２の重なり部分の映像がＣＣＤカメラ１５ｄによって取得される。取得された映像は、加熱加圧接着装置の上部に備えられた一対のモニターディスプレイ１６に表示される。

図８は、本実施例の加熱加圧接着装置における撮像装置の信号処理の概略を示すブロック図である。ＣＣＤカメラ１５ｄから出力される映像信号は、信号処理部５１で処理され、モニターディスプレイ１６に与えられる。また、必要に応じて、映像信号を記録装置５２に記録することができる。記録装置５２として、ビデオテープ、磁気ディスク、ＤＶＤ等を使用することができる。記録する映像は静止画でもよいし、動画でもよい。一定時間毎のフレーム（コマ送り映像）を記録してもよい。信号処理部５１で静止画又は動画の圧縮処理を行って得られたディジタル信号を記録するようにしてもよい。

撮像のタイミングや記録の要否は司令部５３からの指令信号に基づいて信号処理部５１が判断し、ＣＣＤカメラ１５ｄや記録装置５２が信号処理部５１によって制御される。司令信号（撮像、記録の開始及び停止信号等）として、操作パネル１からの信号を使用することができる。また、液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２をエアで吸着させる信号やスライドテーブル８を移動させる信号等を使用し、これらの動作に同期させて撮像（表示）や記録の開始及び停止を行うようにしてもよい。

本実施例の加熱加圧接着装置によれば、作業者は、スライドテーブル８が手前側の位置（アライメント位置）にあるときに、パネルプレート２１及びＦＰＣプレート２２に液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２をセットし、操作パネル１を操作して真空吸着による液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２の個別固定を行う。このとき、両者の重なり部分（加熱加圧接着される部分）の映像が撮像装置１５によって取得され、モニターディスプレイ１６に表示される。作業者はモニターディスプレイ１６を見ながら、液晶パネルＷＫ１とフレキシブル回路基板ＷＫ２との位置合わせ状態を確認し、必要ならばパネルプレート２１の位置を調整して位置合わせ状態の微調整を行う。正しい位置合わせ状態が確認されると、作業者は操作パネル１を操作してスライドテーブル８を加熱加圧位置まで前進させる。

撮像装置１５はスライドテーブル８と共に移動して、加熱加圧位置でも液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２の重なり部分を撮像する。したがって、作業者は、モニターディスプレイ１６の表示を見て、液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２の位置合わせ状態に変化が無いか確認することができる。正しい位置合わせ状態が維持されていることが確認できれば、作業者は操作パネル１を操作して加熱加圧ヘッド部５を下降させ、前述の保護テープを介して液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２の重なり部分が加熱加圧される。その結果、この部分で液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２が互いに固定され、端子間の電気接続が形成される。この間も撮像装置１５による撮像と、得られた映像のモニターディスプレイ１６による表示が行われるので、作業者は加熱加圧接着の様子を拡大映像で観察することができる。

スライドテーブル８が加熱加圧位置まで前進したときに、振動その他の原因で、万一、液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２の重なり部分に位置ずれが発生していることがモニターディスプレイ１６の表示から分かった場合は、作業者はスライドテーブル８をアライメント位置まで戻して、位置合わせの再調整を行うことができる。また、位置ずれが生じた原因を必要に応じて解析することになる。この際、スライドテーブル８がアライメント位置から加熱加圧位置まで前進したときの液晶パネルＷＫ１及びフレキシブル回路基板ＷＫ２の重なり部分の映像が連続的な映像（動画又はコマ送り映像）として取得され、記録装置５２に記録されておれば、それを再生することによって位置ずれの原因解析が容易になると考えられる。

このようにして、本実施例の加熱加圧接着装置は、ワーク同士の加熱加圧接着を行う際の歩留まりの向上、位置ずれの原因解析の効率化、加熱加圧接着の品質の安定確保等に寄与することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記の実施例に限らず、種々の形態で実施することができる。図面に示した加熱加圧接着装置の具体的な構造及び各部材の形状は一例に過ぎず、適宜変更可能である。

例えば、撮像装置１５の光学系を構成するプリズム１５ｂをミラーで置き換えてもよい。また、光源１５ａは発光ダイオード（ＬＥＤ）に限らず、フィラメントランプを用いてもよい。ＣＣＤカメラ１５ｄに代えてＣＭＯＳイメージセンサを用いたカメラ等を用いてもよい。また、光透過性ブロックとしてのガラスブロック２３に代えて、アクリルブロックあるいはガラス板とアクリルブロックとの複合部材を使用してもよい。

本発明の実施例に係る電子部品の加熱加圧接着装置の概略構造を示す側面図である。 本実施例の加熱加圧接着装置の概略構造を示す上面図である。 本実施例の加熱加圧接着装置におけるワークをセットするためのステージの一部を示す上面図及び側面図である。 本実施例の加熱加圧接着装置におけるステージ部及び撮像装置を示す上面図である。 ステージ部及び撮像装置の側面図である。 ステージ部及び撮像装置の手前側から見た立面図である。 ワークの位置決めのための撮像の様子を示す模式図である。 本実施例の加熱加圧接着装置における撮像装置の信号処理の概略を示すブロック図である。 従来の加熱加圧接着装置における位置合わせ確認用の撮像装置を示す模式図である。

符号の説明

４ ステージ
５ 加熱加圧ヘッド部
６ パネルステージ部
７ ＦＰＣステージ部
８ スライドテーブル
９ ガイドレール
１５ 撮像装置
１５ａ 光源
１５ｂ プリズム（光学系）
１５ｃ レンズ部（光学系）
１５ｄ カメラ
１６ モニターディスプレイ
２１ パネルプレート（第１のプレート）
２２ ＦＰＣプレート（第２のプレート）
２３ ガラスブロック（光透過性ブロック）
４１〜４７ 撮像装置の位置調整手段
ＷＫ１ 液晶パネル（第１のワーク）
ＷＫ２ フレキシブル回路基板（第２のワーク）

Claims (6)

1. 複数のワークをセットするためのステージと、前記複数のワークの重なり部分に対して上方から下降して加熱及び加圧を行う加熱加圧ヘッド部とを備えた電子部品の加熱加圧接着装置であって、
   前記ステージは、前記ワーク同士の位置合わせを行い、又は位置合わせ状態を確認するためのアライメント位置と、前記加熱加圧ヘッド部の下方の位置である加熱加圧位置との間で水平方向に移動可能であり、
   前記ステージは、前記複数のワークの重なり部分が載置される部分が光透過可能に構成され、
   前記ワークの下方から前記複数のワークの重なり部分を照明するための光源と、前記複数のワークの重なり部分からの反射光を受光してその映像を取得するための光学系及びカメラとを含む撮像装置が、前記ステージと共に移動可能に固定され、
   前記ステージの前記アライメント位置から前記加熱加圧位置に至る任意の位置で前記複数のワークの重なり部分の映像を取得することが可能であることを特徴とする電子部品の加熱加圧接着装置。
2. 前記撮像装置は、前記光源と、前記複数のワークの重なり部分から下方に向かう反射光の光路を水平方向に曲げるプリズム又はミラーと、該プリズム又はミラーからの光を集光するレンズ部と、該レンズ部で集光された光を結像してその映像信号を出力するカメラとが一体に構成されたもの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。
3. 前記撮像装置の前記ステージに対する固定位置をＸ、Ｙ及びＺ軸方向に調整するための位置調整手段を更に備えていることを特徴とする
   請求項１又は２記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
4. 前記撮像装置から出力される映像信号を記録する記録装置を更に備えていることを特徴とする
   請求項１、２又は３記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
5. 前記ステージは、第１及び第２のワークをセットするために水平方向に離間して配置された第１及び第２のプレートと、該第１及び第２のプレートの間に配置された光透過性ブロックとを含み、前記第１及び第２のプレートの少なくとも一方の位置調整が可能であることを特徴とする
   請求項１、２、３又は４記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
6. 前記第１プレート、前記第２プレート、前記光透過性ブロック及び前記撮像装置が、水平方向に移動可能なスライドテーブルに取り付けられ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。
   

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