JP2008205049A - 圧着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の被圧着部材を基板に平行で且つ均一な圧力で押圧して、高精度及び高品質な圧着を行うことができる圧着装置を提供する。
【解決手段】基板１を保持するテーブル２０と、被圧着部材２を基板１に押圧する押圧部材３０とを具備し、押圧部材３０が、基板１側に開口する保持孔４１を有する保持部材４０と、該保持部材４０の保持孔４１内に基板１側に向かって移動自在に保持されて先端面に被圧着部材２が保持される被圧着部材２毎に独立して設けられた複数の押圧コマ５０と、保持孔４１内に弾性変形可能に設けられて、複数の押圧コマ５０の基端部側を基板１に向かって押圧する弾性膜４５とを具備し、保持部材４０には、先端が保持孔４１内に突出すると共に、当該先端の突出量が調整可能に設けられた矯正ピン４７を、複数の押圧コマ５０の並設方向の外側の両側面に当該先端が当接するように設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、基板に複数の被圧着部材を圧着する圧着装置に関する。

１枚の基板に複数の被圧着部材を圧着して固定するには、被圧着部材を１つずつ基板に圧着すると時間がかかると共に、高コストになってしまうため、複数の被圧着部材を同時に基板に圧着させる圧着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この圧着装置によると、複数の被圧着部材を弾性部材を介して基板側に押圧することで、被圧着部材の厚さのばらつきを弾性部材によって吸収して、基板に均等な加圧が行われるようにしている。

特開２０００−２８６５３８号公報（第４頁、第５図）

しかしながら、被圧着部材の厚さに大きなばらつきが生じた場合、弾性部材の弾性変形量にもばらつきが生じてしまい、各被圧着部材を押圧する圧力にばらつきが生じてしまうという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑み、複数の被圧着部材を基板に平行で且つ均一な圧力で押圧して、高精度及び高品質な圧着を行うことができる圧着装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、基板と複数の被圧着部材とを圧着させる圧着装置であって、前記基板を保持するテーブルと、前記被圧着部材を前記基板に押圧する押圧部材とを具備し、前記押圧部材が、前記基板側に開口する保持孔を有する保持部材と、該保持部材の前記保持孔内に前記基板側に向かって移動自在に保持されて先端面に前記被圧着部材が保持される被圧着部材毎に独立して設けられた複数の押圧コマと、前記保持孔内に弾性変形可能に設けられて、複数の押圧コマの基端部側を前記基板に向かって押圧する弾性膜とを具備し、前記保持部材には、先端が前記保持孔内に突出すると共に、当該先端の突出量が調整可能に設けられた矯正ピンが、複数の押圧コマの並設方向の外側の両側面に当該先端が当接するように設けられていることを特徴とする圧着装置にある。
かかる態様では、複数の押圧コマのそれぞれで被圧着部材を基板に圧着させるため、複数の被圧着部材の厚さにばらつきがある場合であっても、基板に複数の被圧着部材のそれぞれを均一な圧力で押圧して圧着することができる。また、押圧コマによって被圧着部材を基板に圧着させた際に、矯正ピンの先端を押圧コマの並設方向外側の両側面に当接させることで、押圧コマの先端部の並設方向外側への傾斜が規制される。したがって、被圧着部材を基板に平行な状態で押圧することができ、被圧着部材の基板への圧力を面内で均一にすることができる。

ここで、前記矯正ピンは、先端面が前記押圧コマの側面に点接触する形状を有することが好ましい。これによれば、押圧コマの被圧着部材を基板側に押圧する移動を阻害することなく、押圧コマの傾斜を規制することができると共に、被圧着部材と基板とを接着する接着剤等が押圧コマと矯正ピンとの間に侵入しても、接着剤による押圧コマの移動の阻害を防止できる。

また、前記テーブルが、前記基板を加熱する加熱手段として機能することが好ましい。これによれば、基板と被圧着部材とを加熱硬化型接着剤や熱溶着フィルムを介して圧着することができる。

また、前記保持部材には、前記保持孔と前記弾性膜を介して区画されたチャンバが設けられていると共に、前記押圧部材には、前記チャンバ内に圧力を付与する圧力付与手段が設けられていることが好ましい。これによれば、弾性膜を保持孔内に弾性変形させて複数の押圧コマを容易に且つ確実に押圧することができる。

また、前記押圧コマが、前記圧力発生手段によって前記基板に対して押圧方向に移動されるように設けられていると共に、当該押圧コマが前記矯正ピンによって前記基板の被圧着部材が圧着される面に対して略垂直方向に矯正移動されることが好ましい。これによれば、矯正ピンによって押圧コマの傾斜が規制された状態で移動されるため、被圧着部材を基板に平行な状態で押圧することができ、被圧着部材の基板への圧力を面内で均一にすることができる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る圧着装置の概略構成を示す斜視図であり、図２は、圧着装置の断面図である。

図示するように、本実施形態の圧着装置１０は、基板１と複数の被圧着部材２とを接着剤や熱溶着フィルムなどを介して圧着させる際に用いられるものであり、基板１を保持するテーブル２０と、複数の被圧着部材２を基板１に押圧する押圧部材３０とを具備する。

テーブル２０は、押圧部材３０に相対向する一方面に基板１を保持する。このテーブル２０による基板１の保持方法は特に限定されず、例えば、テーブル２０の基板１を保持する一方面が鉛直方向上向きに設けられている場合には、テーブル２０上に基板１を載置させるだけでもよい。また、テーブル２０の基板１を保持する一方面が鉛直方向下向きに設けられている場合には、テーブル２０の一方面に基板１を真空ポンプ等の吸引により吸着保持させるようにしてもよく、また、チャック等により機械的に保持させるようにしてもよい。勿論、テーブル２０の基板１を保持する一方面が鉛直方向上向きに設けられている場合であっても、テーブル２０の一方面に基板１を吸着保持やチャック等により保持させるようにしてもよい。なお、テーブル２０の一方面に基板１を保持させる際に、位置決めピン（図示なし）等によって、テーブル２０の所定位置に基板１を保持させるようにしてもよい。これにより、詳しくは後述する基板１と被圧着部材２とを溶着する際の位置決めを高精度に行わせることができる。

なお、基板１と被圧着部材２とを加熱硬化型接着剤や熱溶着フィルムを介して圧着させる際には、テーブル２０を基板１及び被圧着部材２を加熱する加熱手段として機能させるようにしてもよい。このようにテーブル２０を加熱手段として機能させる場合には、例えば、テーブル２０に熱伝対等の熱源を設けるようにしてもよく、また、テーブル２０が所定の抵抗値を有する金属からなる場合には、テーブル２０に電圧を印加することでテーブル２０自体を熱源としてもよい。勿論、基板１と被圧着部材２とを接着剤で圧着させる場合には、テーブル２０が加熱手段として機能しなくてもよい。

押圧部材３０は、テーブル２０の基板１側に開口する保持孔４１を有する保持部材４０と、保持部材４０の保持孔４１内に保持された複数の押圧コマ５０とを具備する。

保持部材４０は、基台部４２と、基台部４２上に固定された保持部４３とで構成されている。基台部４２には、保持部４３側に開口する凹形状に設けられたチャンバ４４が設けられている。また、保持部４３には、基台部４２のチャンバ４４に相対向する領域に厚さ方向に貫通した保持孔４１が設けられている。

また、保持部材４０の基台部４２と保持部４３との間には、ゴム等の弾性変形可能な弾性膜４５がチャンバ４４と保持孔４１とを区切るように設けられている。すなわち、弾性膜４５は、周縁部が基台部４２と保持部４３との間で挟持され、チャンバ４４及び保持孔４１に相対向する領域が弾性変形可能となっている。

さらに、保持部材４０には、チャンバ４４内に圧力を付与する圧力付与手段４６が接続されている。圧力付与手段４６としては、例えば、チャンバ４４内に気体や液体などの流体を送るポンプが挙げられる。

そして、圧力付与手段４６によってチャンバ４４内に圧力が付与されると、弾性膜４５は、保持孔４１に相対向する領域が風船状に弾性変形するようになっている。これにより、詳しくは後述するが、弾性変形した弾性膜４５によって押圧コマ５０の基端部側が押圧され、押圧コマ５０が基板１側に移動するようになっている。

押圧コマ５０は、例えば、四角柱形状を有し、保持部材４０の保持孔４１内に複数保持されている。本実施形態では、２つの押圧コマ５０を保持部材４０の保持孔４１内に並設した。

このような押圧コマ５０は、基端部が弾性膜４５に当接して、先端部が保持孔４１から突出した状態で保持される。そして、押圧コマ５０の先端面には、被圧着部材２がそれぞれ保持される。また、押圧コマ５０と保持孔４１の内面との間には、所定のクリアランスが設けられている。さらに、２つの押圧コマ５０の間にも所定のクリアランスが設けられている。そして、これらのクリアランスによって、２つの押圧コマ５０は、保持孔４１内にテーブル２０側に移動自在に保持されている。

なお、押圧コマ５０の先端面での被圧着部材２の保持方法は、特に限定されず、例えば、押圧コマ５０の先端面が鉛直方向上向きに設けられている場合には、押圧コマ５０の先端面に被圧着部材２を載置するだけでもよい。また、押圧コマ５０の先端面が鉛直方向下向きに設けられている場合には、押圧コマ５０の先端面に被圧着部材２を真空ポンプ等の吸引により吸着保持させるようにしてもよく、また、チャック等により機械的に保持させるようにしてもよい。勿論、押圧コマ５０の先端面が鉛直方向上向きに設けられている場合であっても、押圧コマ５０の先端面に被圧着部材２を吸着保持やチャック等により保持させるようにしてもよい。

また、押圧コマ５０の先端面に被圧着部材２を保持させる際に、位置決めピン（図示なし）等によって、押圧コマ５０の所定位置に被圧着部材２を保持させるようにしてもよい。これにより、詳しくは後述する基板１と被圧着部材２とを溶着する際の位置決めを高精度に行わせることができる。

このような押圧部材３０では、圧力付与手段４６によって保持部材４０のチャンバ４４に圧力を付与することにより、弾性膜４５を弾性変形させて、弾性膜４５によって押圧コマ５０の基端部を押圧させる。これにより、押圧コマ５０の先端面に保持された被圧着部材２をテーブル２０に保持された基板１に当接させた状態で、所定の圧力で押圧して基板１と被圧着部材２とを圧着させることができる。

また、保持部材４０には、先端が保持孔４１内に突出すると共に、先端の保持孔４１内への突出量が調整可能な矯正ピン４７が設けられている。詳しくは、矯正ピン４７は雄ねじからなり、保持部材４０の保持部４３の側面に設けられた雌ねじからなる貫通孔４８に螺合されている。これにより、矯正ピン４７は、その先端の保持孔４１内への突出量が調整可能に設けられている。

また、矯正ピン４７は、その先端が半球状の曲面で形成されている。これにより、矯正ピン４７は、その先端が押圧コマ５０の側面に点接触するようになっている。

このような矯正ピン４７は、先端が押圧コマ５０の並設方向外側の両側面、すなわち、２つの押圧コマ５０が相対向する側面とは反対側の側面にそれぞれ当接するように２つ設けられている。

このような矯正ピン４７を設けることによって、押圧コマ５０が先端部をテーブル２０側に移動した際に、押圧コマ５０の先端部の並設方向外側への傾斜が規制される。すなわち、矯正ピン４７の先端が、押圧コマ５０の並設方向の外側の両側面に摺接することによって、押圧コマ５０は先端部の並設方向外側への傾斜が規制された状態でテーブル２０側に向かって移動することができる。したがって、被圧着部材２を基板１に平行な状態で押圧することができ、被圧着部材２の基板１への圧力を面内で均一にすることができる。

また、本発明の圧着装置１０によれば、複数の押圧コマ５０のそれぞれで、被圧着部材２を基板１に圧着させるため、複数の被圧着部材２の厚さにばらつきがある場合であっても、基板１に複数の被圧着部材２のそれぞれを均一な圧力で押圧して圧着することができる。

ちなみに、例えば、図３に示すように、圧着装置１１０として、矯正ピンが設けられていない保持部材１４０を用いた場合、弾性膜４５は周縁部が固定された状態で保持孔４１内に風船状に弾性変形するため、弾性膜４５の保持孔４１の中央部に相対向する領域は、周縁側に比べて大きく弾性変形しようとする。そして、押圧コマ５０と保持孔４１の内面との間には押圧コマ５０を移動させるためのクリアランスが設けられているため、押圧コマ５０は先端部がそれぞれ並設方向の外側に向かって傾斜した状態で被圧着部材２を基板１に押圧してしまう。これにより、被圧着部材２を基板１に平行な状態で押圧することができず、被圧着部材２が傾斜した状態で基板１に固定されてしまう。また、被圧着部材２を基板１に平行な状態で押圧することができないため、被圧着部材２の基板１への圧力を面内で均一にすることができない。

なお、１つの押圧コマで複数の被圧着部材２を基板１に圧着させることで、押圧コマ５０の傾斜を防止する方法も考えられるが、１つの押圧コマで同時に複数の被圧着部材２を基板１に圧着させると、被圧着部材の厚さの違いにより、各被圧着部材を押圧する圧力にばらつきが生じてしまい、同一の品質の製品を形成することができない。

また、矯正ピン４７を設けずに、押圧コマ５０と保持孔４１とのクリアランスや２つの押圧コマ５０の間のクリアランスを狭くして傾斜を低減させることも考えられるが、クリアランスを狭くすると、基板１と被圧着部材２とを圧着する際に用いる接着剤等が、これらの間に侵入し、押圧コマ５０の移動が阻害されてしまう。また、矯正ピン４７を設けずに、押圧コマ５０が面接触して摺接するレール等の部材を用いて押圧コマ５０の傾斜を低減させることも考えられるが、レールを用いた場合には、構造が複雑化して高コストになってしまう。また、レールを用いた場合、基板１と被圧着部材２とを圧着する際に用いる接着剤等が押圧コマ５０とレールとの間などに侵入し、侵入した接着剤によって押圧コマ５０の移動が阻害されてしまう。ちなみに、レールのような複雑な形状の場合、押圧コマ５０とレールとの間に侵入した接着剤等を洗浄しても完全に除去するのは困難であり、押圧コマ５０の移動の阻害を完全に解消することができない。そして、押圧コマ５０の移動が接着剤等によって阻害されてしまうと、被圧着部材２を基板１に押圧する圧力にも影響が出てしまうため、基板１と被圧着部材２との圧着を繰り返し行った際に、常に一定の圧力で圧着させることができず、品質を一定に保つことができない。

本発明では、押圧コマ５０の傾きを調整する矯正ピン４７を設けるようにしたため、構造を簡略化してコストを低減できると共に、構造を簡略化することで保持孔４１と押圧コマ５０や矯正ピン４７との間に接着剤が付着したとしても、接着剤を洗浄することにより容易に且つ確実に除去することができる。したがって、押圧コマ５０の移動が接着剤等によって阻害されるのを防止して、基板１と被圧着部材２との圧着を繰り返し行っても、常に一定の圧力で圧着させることができ、品質を一定に保つことができる。

（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２に係る圧着装置の要部上面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図４に示すように、本実施形態の圧着装置１０Ａは、テーブル２０（図２参照、以下同じ）と押圧部材３０Ａとを具備し、押圧部材３０Ａは、保持部材４０Ａと、４つの押圧コマ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄとを具備する。

４つの押圧コマ５０Ａ〜５０Ｄは、保持部材４０Ａの保持孔４１内に２つ並設された列が２列並設するように配置されている。すなわち、押圧コマ５０Ａ〜５０Ｂは、図４に示すＡ方向に２つの押圧コマ５０Ａ及び５０Ｂが並設された列と、押圧コマ５０Ｃ及び５０Ｄが並設された列とが、Ａ方向に直交するＢ方向に２列配置されている。

そして、保持部材４０Ａには、矯正ピン４７が押圧コマ５０Ａ〜５０Ｄの並設方向の外側の両側面にその先端が当接するように設けられている。すなわち、矯正ピン４７は、図４に示すＡ方向において、押圧コマ５０Ａ、５０Ｂの並設方向の両側に２つ設けられており、押圧コマ５０Ｃ及び５０Ｄの並設方向の両側に２つ設けられている。また、矯正ピン４７は、Ｂ方向において、押圧コマ５０Ａ、５０Ｃの並設方向の両側に２つ設けられており、押圧コマ５０Ｂ、５０Ｄの並設方向の両側に２つ設けられている。すなわち、保持部材４０Ａには、矯正ピン４７が合計８個設けられている。

このように圧着装置１０Ａを構成することにより、押圧コマ５０Ａ〜５０Ｄを移動させて被圧着部材２（図２参照、以下同じ）を基板１に圧着させた際に、複数の矯正ピン４７によって、Ａ方向及びＢ方向のそれぞれで押圧コマ５０Ａ〜５０Ｄの先端部が並設方向の外側に傾斜するのを防止することができる。すなわち、弾性膜４５は、保持孔４１の中央部に相対向する領域が周縁側に比べて大きく弾性変形しようとするため、押圧コマ５０Ａ〜５０Ｄはそれぞれ先端部がＡ方向及びＢ方向の両側に傾斜しようとするが、矯正ピン４７をＡ方向及びＢ方向の両側に設けることで、押圧コマ５０Ａ〜５０Ｄが傾斜するのを確実に防止することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、２つの押圧コマ５０を並設するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、３つ以上の押圧コマ５０を１列に並設するようにしてもよい。この場合であっても、矯正ピン４７は、押圧コマ５０の並設方向の外側の両側面に設けるようにすればよい。すなわち、矯正ピン４７は、上述した実施形態１と同様に２つ設ければよい。

本発明の実施形態１に係る圧着装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態１に係る圧着装置の断面図である。 本発明の実施形態１の比較例を示す断面図である。 本発明の実施形態２に係る圧着装置の要部上面図である。

符号の説明

１０、１０Ａ、１１０ 圧着装置、 ２０ テーブル、 ３０、３０Ａ 押圧部材、 ４０、４０Ａ 保持部材、 ４１ 保持孔、 ４４ チャンバ、 ４５ 弾性膜、
５０、５０Ａ〜５０Ｄ 押圧コマ

Claims (5)

1. 基板と複数の被圧着部材とを圧着させる圧着装置であって、
   前記基板を保持するテーブルと、前記被圧着部材を前記基板に押圧する押圧部材とを具備し、
   前記押圧部材が、前記基板側に開口する保持孔を有する保持部材と、該保持部材の前記保持孔内に前記基板側に向かって移動自在に保持されて先端面に前記被圧着部材が保持される被圧着部材毎に独立して設けられた複数の押圧コマと、前記保持孔内に弾性変形可能に設けられて、複数の押圧コマの基端部側を前記基板に向かって押圧する弾性膜とを具備し、
   前記保持部材には、先端が前記保持孔内に突出すると共に、当該先端の突出量が調整可能に設けられた矯正ピンが、複数の押圧コマの並設方向の外側の両側面に当該先端が当接するように設けられていることを特徴とする圧着装置。
2. 前記矯正ピンは、先端面が前記押圧コマの側面に点接触する形状を有することを特徴とする請求項１記載の圧着装置。
3. 前記テーブルが、前記基板を加熱する加熱手段として機能することを特徴とする請求項１又は２記載の圧着装置。
4. 前記保持部材には、前記保持孔と前記弾性膜を介して区画されたチャンバが設けられていると共に、前記押圧部材には、前記チャンバ内に圧力を付与する圧力付与手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の圧着装置。
5. 前記押圧コマが、前記圧力発生手段によって前記基板に対して押圧方向に移動されるように設けられていると共に、当該押圧コマが前記矯正ピンによって前記基板の被圧着部材が圧着される面に対して略垂直方向に矯正移動されることを特徴とする請求項４記載の圧着装置。