JP2008187087A - 電子部品実装方法およびテープ貼付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板上に貼付される電子部品実装用の樹脂テープのはみ出し、めくれを防ぎ貼付品質を向上させる。
【解決手段】カッタにより樹脂テープ片４２１の角部４２１ａ，４２１ｂが９０°未満になり、該角部４２１ａ，４２１ｂよりも樹脂テープ片４２１の中央部４２１ｃにおける樹脂が少なくなるように切断し（２点鎖線の形状）、実装時に電子部品１０の中央から矢印Ａ方向へ押し出された樹脂テープ片４２１が、電子部品１０の端面近傍に留まり、樹脂テープ片４２１の回路基板９からのはみ出し量を少なくし、基板端面からはみ出すことを防ぐ。
【選択図】図８

Description

本発明は、回路基板上の複数の電極上に樹脂テープを貼り付け、この樹脂テープ上から電子部品を回路基板に実装する電子部品実装方法、およびテープ貼付装置に関するものである。

従来より、回路基板に対する電子部品の実装技術として、熱硬化性の異方導電性樹脂テープあるいは非導電性樹脂テープなどの樹脂テープをプリント基板などの回路基板上に貼付し、加圧および加熱して樹脂テープ上から電子部品を押圧し、電子部品の電極と回路基板上の電極とを電気的に接合して実装する技術が利用されている。

このような電子部品の実装技術において、樹脂テープを回路基板に貼付する手法として、例えば、特許文献１あるいは特許文献２に開示されているように、ベーステープの下面に保持された樹脂テープを回路基板上に供給し、ベーステープの幅方向に延在するカッタによって樹脂テープから樹脂テープ片を切り出し、ベーステープの上面側から樹脂テープ片を押圧して回路基板に貼付する手法が用いられている。
特開２００２−１８４８０９号公報 特開２００５−２０３５３３号公報

ところで、電子部品の実装では、実装される電子部品に合わせて貼付される樹脂テープ片の大きさを同等にする必要がある。しかしながら、従来の樹脂テープ貼付方法では、貼付される矩形状（長方形）の樹脂テープの４辺の形状が直線状になっており、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、電子部品１０１を回路基板１０２に搭載した後に加圧すると、樹脂テープから切り出された樹脂テープ片１００が回路基板１０２からはみ出してしまう。

このはみ出し部１００ａのはみ出し量は、長方形の長手方向（Ｘ方向）において顕著に発生することが多い。また、回路基板１０２上の配線パターン１０２ａが多い箇所では、さらに樹脂テープ片１００における回路基板１０２からのはみ出し量が多くなる。

したがって、電子部品１０１のサイズと回路基板１０２のサイズが等しい場合には、回路基板１０２から樹脂テープ片１００がはみ出すことにより、省スペースが必要な電子機器において周囲の部品あるいは外装部材と干渉し、回路基板１０２と電子部品１０１の電気的接続が不安定になるという問題があった。さらに、樹脂テープのベーステープからの剥離時、樹脂テープカット端面に同時に力が加わり、樹脂テープがめくれ上がるという不具合を起こすという問題も有していた。

本発明は、前記従来の課題に鑑みなされたものであり、回路基板上に電子部品実装用の樹脂テープを貼付する際に、樹脂テープにおける回路基板からのはみ出し量を抑え、また、テープ引き剥がし力を抑えて樹脂テープの浮きをなくすようにした電子部品実装方法およびテープ貼付装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、回路基板上に樹脂テープを貼り付けて樹脂テープの上から電子部品を実装する電子部品実装方法において、前記樹脂テープを該樹脂テープにおける電子部品の隣接する２つの角に対応する角部分の角度が９０°未満の角度になるように切断し、切断後の樹脂テープを前記回路基板上に押圧し、該樹脂テープ上で前記電子部品を押圧することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の電子部品実装方法において、樹脂テープを回路基板上に押圧する際に、切断後の樹脂テープにおける９０°未満の角度の２つの領域における加圧力を、２つの領域以外の領域における加圧力よりも大きくすることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の電子部品実装方法において、樹脂テープを切断する際に、該樹脂テープにおける９０°未満の角度として切断する２つの領域の切断面と樹脂テープの基板貼付面とのなす角度を、２つの領域以外の領域の切断面と樹脂テープの基板貼付面とのなす角度よりも大きくすることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、回路基板上に樹脂テープを貼り付けるテープ貼付装置において、前記樹脂テープを供給するテープ供給部と、前記回路基板を保持する保持部と、前記樹脂テープを該樹脂テープにおける前記電子部品の隣接する２つの角に対応する角部分の角度が９０°未満の角度になるように切断するカッタと、切断した樹脂テープを前記回路基板に押圧する押圧部とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る電子部品実装方法によれば、回路基板上に電子部品を実装するための樹脂テープにおいて、電子部品の隣接する２つの角に対応する角部分の角度を９０°未満の角度とすることによって、回路基板に貼付される樹脂テープのはみ出しを抑制することができる。

また、回路基板に樹脂テープを貼り付ける際の加圧力、あるいは樹脂テープの切断面の角度により、さらに樹脂テープのはみ出し量を少なくしたり、テープの浮きをなくすようにすることができる。

本発明に係るテープ貼付装置によれば、本発明に係る電子部品実装方法を容易かつ確実に実行することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（実施形態１）
図１は本発明の第１実施形態におけるテープ貼付装置の概略構成を示す正面図である。

樹脂テープ貼付装置１は、プリント基板などの回路基板９上に電子部品実装用の樹脂テープを貼付する装置であって、複数の回路基板９を保持する基板保持部２と、基板保持部２の上方において後述するようにテープ４を回路基板９の表面に沿う供給方向（図１中の（−Ｘ）方向。なお、以下の説明において、＋は矢印方向であり、−は矢印方向とは反対方向であることを示す）に送り出して供給するテープ供給機構３と、テープ供給機構３に保持されるテープ４から樹脂テープ片を切り取って回路基板９に貼付するヘッド部５と、テープ供給機構３をＺ方向に移動（昇降）させる昇降機構６と、これらの各部を制御する制御部７とを備えている。

基板保持部２は、複数の回路基板９を吸着して保持し、Ｘ方向およびＹ方向に移動させることにより、各回路基板９を所定め樹脂テープ貼付方法に順次移動させる。なお、基板保持部２上の回路基板９は、粘着材料により保持されてもよく、メカニカルチャックなどの他の手法により保持されてもよい。

テープ４は、未使用状態において、図２に示す断面図のように、ベーステープ４１と、ベーステープ４１の（−Ｚ）側の面に保持される樹脂テープ４２と、樹脂テープ４２のベーステープ４１に保持される面とは反対側の面を覆って異物の付着などを防止するカバーテープ４３とからなる３層構造のものである。樹脂テープ４２は、導電性粒子を内部に均一に分散した熱硬化性の絶縁性樹脂により形成される異方導電性樹脂フィルム（ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film））である。

テープ供給機構３は、未使用のテープ４が巻き付けられる供給リール３１と、テープ４を案内する複数のガイドローラ３２と、テープ４からカバーテープ４３を剥がして巻き取るカバーテープ回収リール３３と、テープ４を（−Ｘ）方向に送り出すフィードチャック３４および固定チャック３５と、使用済みのテープ４（ベーステープ４１）を巻き取る回収リール３６と、ヘッド５の押圧部５２近傍に設置されてテープ４を案内する複数のガイドローラ３７と、回路基板９と平行に動作する剥離機構３８とからなり、回路基板９の上方にてテープ４を保持する。

テープ供給機構３では、カバーテープ４３が剥がされたテープ４（ベーステープ４１および樹脂テープ４２）が（＋Ｘ）側（上流側）から（−Ｘ）側（下流側）に向かって基板保持部２の上方に供給され、樹脂テープ４２が回路基板９の表面に対して略平行に、ベーステープ４１の（−Ｚ）側（回路基板９側）の面に保持される。テープ４の供給は、固定チャック３５が閉じられた状態（すなわち、ベーステープ４１を挟み込んだ状態）でフィードチャック３４が開かれて（＋Ｘ）方向に移動し、続いて固定チャック３５が開かれ、その後、フィードチャック３４が閉じられて（−Ｘ）方向に移動することにより行われる。テープ供給機構３の各構成は１つのフレーム（図示せず）に取り付けられており、このフレームが昇降機構６により昇降することにより、テープ供給機構３の各構成およびテープ４が一体的に昇降する。

ヘッド部５は、図３に示す側面図のように、ベーステープ４１に保持された状態の樹脂テープ４２から樹脂テープ片を切り取るカッタ部５１と、カッタ部５１によりベーステープ４１に保持された状態で切り取られた樹脂テープ片をベーステープ４１側（（＋Ｚ）側）から押圧して回路基板９に貼付する押圧部５２を備えている。

押圧部５２は、（−Ｚ）側（回路基板９に対向する側）の端部に略矩形の押圧面５２２を有する押圧ヘッド５２１と、押圧ヘッド５２１をＺ方向に移動（昇降）する押圧ヘッド昇降機構５２３と、ガイドレール５２４とを備えており、制御部７により押圧ヘッド昇降機構５２３が駆動されることにより、押圧ヘッド５２１がガイドレール５２４に案内されて滑らかに昇降する。

本樹脂テープ貼付装置１では、ヘッド部移動機構５５により、押圧部５２がカッタ部５１と共にテープ４の供給方向に対して垂直な方向（Ｙ方向）へとテープ４に対して移動する。押圧部５２では、ヘッド部移動機構５５より押圧部５２がテープ４の上方に移動した後に押圧ヘッド５２１が下降し、押圧面５２２によりベーステープ４１に保持された樹脂テープ片を回路基板９に押圧することにより、樹脂テープ片の貼付が行われる。

図４は本実施形態における樹脂テープ貼付装置の動作の流れを示すフロー図、図５は本実施形態におけるヘッド部近傍を示す平面図である。本例では、図５に示すように、基板保持部２上に９つの回路基板９が保持されており、（−Ｘ）側にＹ方向に１列に配列された３つの回路基板９には樹脂テープ片４２１が既に貼付されている。

以下、基板保持部２上の中央にてＹ方向に１列に配列された３つの回路基板９に、（−Ｙ）側から（＋Ｙ）側へと順次樹脂テープ片４２１を１つずつ貼付する樹脂テープ貼付装置１の動作について説明する。

本樹脂テープ貼付装置１により回路基板９に樹脂テープ片４２１が貼付される際には、まず、制御部７によって制御される基板保持部２により、樹脂テープ片４２１が貼付される予定の回路基板９（基板保持部２上の（−Ｙ）側の３つの回路基板９のうち、中央の回路基板９）がテープ４およびベッド部５の下方へと移動され（ステップＳ１１）、カメラ（図示せず）により樹脂テープ片４２１が貼付される位置が確認され、必要に応じて回路基板９の位置が補正される。

テープ供給機構３は、Ｚ方向において図１に示す位置（回路基板９上に保持されるテープ４４がカッタ部５１のカッタ５１１よりも上方に位置する位置）に予め位置している。次に、図３に示すヘッド部移動機構５５によりヘッド部５がＹ方向に移動し、テープ４がカッタ部５１のカッタアクセス部材５１３とカッタ支持部材５１２との間に位置する（ステップＳ１２）。

なお、後述するようにテープ供給機構３およびヘッド部５が上記の位置に位置した状態にて樹脂テープ４２が切断されることから、以下の説明では、図１および図３に示すテープ供給機構３およびヘッド部５の位置をそれぞれの「切断位置」という。

続いて、図３に示すカッタ昇降機構５１４によりカッタアクセス部材５１３が下降し、カッタ支持部材５１２が上昇してテープ４がカッタアクセス部材５１３とカッタ５１１との間に挟み込まれ、樹脂テープ４２が切断されて樹脂テープ片４２１が切り取られる（ステップＳ１３）。

次に、図３に示すカッタ昇降機構５１４によりカッタアクセス部材５１３およびカッタ支持部材５１２がそれぞれ上昇および下降してテープ４から離れた後、ヘッド部移動機構５５によりヘッド部５が切断位置から（＋Ｙ）方向に移動する（ステップＳ１４）。ヘッド部５では、カッタ５１１がテープ４を挟む位置から（＋Ｙ）方向に待避するとともに押圧部５２がテープ４の上方に移動する。

続いて、図１に示す昇降機構６によりテープ供給機構３が下降し、ベーステープ４１に保持される樹脂テープ４２および樹脂テープ片４２１が回路基板９の表面に近接する（ステップＳ１５）。樹脂テープ貼付装置１では、テープ供給機構３およびヘッド部５が上記の位置に位置した状態にて樹脂テープ片４２１が回路基板９に対して押圧される。

図６は本実施形態において押圧部５２により樹脂テープ片４２１が貼付される際の樹脂テープ貼付装置１を示す正面図である。なお、以下、図６に示すテープ供給機構３およびヘッド部５の位置をそれぞれの「押圧位置」という。

そして、テープ供給機構３およびヘッド部５が押圧位置に位置した状態にて押圧ヘッド昇降機構５２３により押圧ヘッド５２１が下降し、樹脂テープ片４２１がベーステープ４１側（（＋Ｚ）側）から所定の時間だけ所定の圧力で押圧されて回路基板９に貼付される（ステップＳ１６）。

樹脂テープ片４２１が回路基板９上に貼付されると、図６に示す昇降機構６によりテープ供給機構３が押圧位置から切断位置（図１参照）まで上昇し、これに伴ってテープ４が回路基板９から離れる方向（（＋Ｚ）方向）に引き上げられ、樹脂テープ片４２１を保持していたベーステープ４１が回路基板９に貼付された樹脂テープ片４２１から剥離され（ステップＳ１７）、１つの回路基板９に対する樹脂フィルム片４２１の貼付が終了する。

このとき図７に示すようにカッタ部５１のカッタ５１１は、樹脂テープ片４２１の角部４２１ａ，４２１ｂが９０°未満になる形状（本例では円弧状）になっており、一辺中央４２１ｃの樹脂がより少なくなるため、図８（ａ），（ｂ）に示すように、電子部品１０の中央から矢印Ａ方向へ押し出された樹脂テープ片４２１が、電子部品１０の端面近傍に留まり（図８（ａ）の２点鎖線から実線の位置）、よって、樹脂テープ片４２１の回路基板９からのはみ出し量が少なく、基板端面からはみ出すことを防ぐことが可能となる。この状態で図８（ｂ）に示すように、回路基板９上の配線パターン９１と電子回路１０の電極とが電気的に結合する。

１つの樹脂テープ片４２１の切り取りおよび貼付が終了すると、図１に示す制御部７により樹脂テープ片４２１が貼付される予定の全ての回路基板９への貼付が終了したか否かが判断される（ステップＳ１８）。貼付の終了段階では、全ての回路基板９への貼付は終了していないと判断され、続いて、テープ４の供給が必要か否かが判断される（ステップＳ１９）。ここでは供給は不要と判断され、ステップＳ１１に戻って樹脂テープ片４２１の切り取り、および、次の回路基板９への貼付が行われる。

次の回路基板９（１番目の回路基板９の（＋Ｙ）側に位置する回路基板９）への貼付動作は、カッタ５１１による樹脂テープ４２上における樹脂テープ片４２１の切り取り位置が異なる点を除いて、上述の動作と同様である。次の回路基板９への貼付が行われる際には、基板保持部２が図５に示す位置より（−Ｙ）方向に移動して、次の回路基板９がテープ供給機構３に保持されるテープ４の下方に位置し（ステップＳ１１）、必要に応じて位置補正が行われる。

（実施形態２）
図９は本発明の第２実施形態におけるテープ貼付方法を説明するための樹脂テープの平面図である。樹脂テープ片４２１の角部４２１ｄ，４２１ｅの位置が異なるのみで、それ以外の構成およびテープ貼付方法などは第１実施形態と同様である。

樹脂テープ片４２１の角部４２１ｄと４２１ｅとが９０°未満であり、かつテープの剥離方向（（−Ｘ）方向）に対して寸法Ａだけオフセットしている。これは、樹脂テープ片４２１の角部４２１ｅ側の回路基板上の電極の数が、樹脂テープ片４２１の角部４２１ｄ側の回路基板上の電極の数よりも多く、部品を基板に押圧後電極の数が多い方に対応する樹脂テープのはみ出し量が多いときに有効である。角部４２１ｄ，４２１ｅがそれぞれ９０°未満であるため、ベーステープ４１の引き剥がしに抵抗となる、樹脂テープ４２との接触面積は小さくなるため、樹脂テープ４２のめくれ上がりという問題は従来と比べて減少する。

（実施形態３）
図１０は本発明の第３実施形態におけるテープ貼付方法の説明図であり、押圧部５２１の樹脂テープ４２への加圧力をＰ１，Ｐ２で示している。図７における樹脂テープ片４２１の角部４２１ａ，４２１ｂに対応する部分への加圧力が図１０のＰ１であり、角部４２１ａと４２１ｂとの中間部４２１ｃへの加圧力がＰ２である。

本実施形態では、押圧面５２２は角部４２１ａと４２１ｂとに先に当接する形状をしており、押圧部５２１が下降して樹脂テープ４２に加わる力はＰ１＞Ｐ２という関係になる。したがって、加圧力の大きい（Ｙ方向）端面側にて樹脂の流れ（変形）が止められ、中央の加圧力Ｐ２では、（（＋Ｘ）方向）に樹脂が流れやすくなり、回路基板９から樹脂テープ４２がはみ出すことなく、貼付けることが可能となる。

よって、電子部品を樹脂テープ上に配置し、電子部品を回路基板に向けて加圧するときに、意図的に樹脂テープがはみ出す箇所を設定することができ、結果的に電子部品を回路基板に実装した後のテープにおけるはみ出し量を極小にすることが可能となる。

（実施形態４）
図１１（ａ）〜（ｄ）は本発明の第４実施形態におけるテープ貼付方法を説明するためのテープ切断面を示す図である。図７に示す樹脂テープ片４２１における角部４２１ａ，４２１ｂに対応する箇所の断面図が図１１（ａ）であって、本例では樹脂テープ４２に対して垂直にならない角度を有する刃先角度Ｃ１のカッタ５１１にて樹脂テープ４２を切断し、切断後の樹脂テープ４２を基板９に貼り付けている状態の断面図が図１１（ｂ）である。図１１（ｂ）の符号Ｍ部分に示すように、樹脂テープ４２の断面と、樹脂テープ４２の回路基板９に対する貼付面とがなす角度Ｔ１は９０度より大きい角度になる。

一方、図１１（ｃ）に示すように、樹脂テープ片４２１における角部４２１ａ，４２１ｂに挟まれた中央の領域４２１ｃ（図７参照）を切断する刃先角度Ｃ２は、前記刃先角度Ｃ１より小さな角度（本例では一方の刃面が樹脂テープ４２に対して略垂直の角度）であり、図１１（ｄ）の符号Ｎ部分に示すように、樹脂テープ４２の断面と、樹脂テープ４２の回路基板９に対する貼付面とがなす角度Ｔ２は９０度より大きい角度になる。

したがって、カッタ５１１における刃先角度が大きいＣ１部分に対応する樹脂テープ４２の断面では、ベーステープ剥離方向（（−Ｘ）方向）に対して、その角度が鋭角になるため、ベーステープ４１を剥がすときの樹脂テープ４２が一緒に剥がれてしまう剥離抵抗が小さくなり、ベーステープ４１を剥がすときの樹脂テープのめくれ上がりという問題が従来と比べて減少する。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、回路基板９に貼付される樹脂テープ片４２１（すなわち、ベーステープ４１に保持される樹脂テープ４２）の材質はＡＣＦに限定されず、非導電性樹脂フィルム（ＮＣＦ（Non−Conductive Film））を使用することも可能である。

本発明は、プリント基板などの回路基板上に、電子部品実装用の異方導電性樹脂フィルムあるいは非導電性樹脂フィルムなどの樹脂テープを貼付する樹脂テープ貼付方法に適用され、特に押圧時にフィルムが伸びる構成のものに用いて有効である。

本発明の第１実施形態におけるテープ貼付装置の概略構成を示す正面図 本実施形態にて用いられる未使用状態のテープの断面図 本実施形態におけるヘッド部の概略構成図 本実施形態における樹脂テープ貼付装置の動作の流れを示すフロー図 本実施形態におけるヘッド部近傍を示す平面図 本実施形態において押圧部により樹脂テープ片が貼付される際の樹脂テープ貼付装置を示す正面図 本実施形態におけるカッタと樹脂テープ片の形状について示す平面図 （ａ）は本実施形態における樹脂テープ片と回路基板との位置関係を説明するための平面図、（ｂ）は（ａ）における正面図 本発明の第２実施形態におけるテープ貼付方法を説明するための樹脂テープの平面図 本発明の第３実施形態におけるテープ貼付方法の説明図 （ａ）〜（ｄ）は本発明の第４実施形態におけるテープ貼付方法を説明するためのテープ切断面を示す説明図 （ａ）は従来例における樹脂テープ片と回路基板との位置関係を説明するための平面図、（ｂ）は（ａ）における正面図

符号の説明

１ 樹脂テープ貼付装置
２ 基板保持部
３ テープ供給機構
４ テープ
５ ヘッド部
７ 制御部
９ 回路基板
１０ 電子部品
４２ 樹脂テープ
４２１ 樹脂テープ片
５１ カッタ部
５２ 押圧部
５５ ヘッド部移動機構
５１１ カッタ

Claims (4)

1. 回路基板上に樹脂テープを貼り付けて樹脂テープの上から電子部品を実装する電子部品実装方法において、
   前記樹脂テープを該樹脂テープにおける電子部品の隣接する２つの角に対応する角部分の角度が９０°未満の角度になるように切断し、切断後の樹脂テープを前記回路基板上に押圧し、該樹脂テープ上で前記電子部品を押圧することを特徴とする電子部品実装方法。
2. 前記樹脂テープを前記回路基板上に押圧する際に、前記切断後の樹脂テープにおける９０°未満の角度の２つの領域における加圧力を、前記２つの領域以外の領域における加圧力よりも大きくすることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装方法。
3. 前記樹脂テープを切断する際に、該樹脂テープにおける前記９０°未満の角度として切断する２つの領域の切断面と前記樹脂テープの基板貼付面とのなす角度を、前記２つの領域以外の領域の切断面と前記樹脂テープの基板貼付面とのなす角度よりも大きくすることを特徴とする請求項１または２記載の電子部品実装方法。
4. 回路基板上に樹脂テープを貼り付けるテープ貼付装置において、
   前記樹脂テープを供給するテープ供給部と、前記回路基板を保持する保持部と、前記樹脂テープを該樹脂テープにおける前記電子部品の隣接する２つの角に対応する角部分の角度が９０°未満の角度になるように切断するカッタと、切断した樹脂テープを前記回路基板に押圧する押圧部とを備えたことを特徴とするテープ貼付装置。

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