JP2010283217A - リード線の接続装置及び接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は基板に形成されたセルにリード線を自動で接続することができるようにしたリード線の接続装置を提供することにある。
【解決手段】セルが形成された面を上に向けて基板を搬送するコンベア６と、コンベアによって搬送位置決めされる基板の搬送方向と交差する側方に配置されたリード線供給部１１〜１３と、リード線供給部からリード線を基板の搬送方向と交差する方向に沿って引き出す送りチャック２７と、リード線供給部から引き出されるリード線の基板の上面と対向する下面に粘着性の熱硬化性樹脂からなる導電性テープを所定長さに切断した複数のテープ片をセルと対応する間隔で貼着するテープ貼着手段と、テープ貼着手段によってテープ片が貼着されたリード線が送りチャックによって基板の搬送方向と交差する方向の上方に引き出されたときにリード線の上面のテープ片が貼着された部分を加圧加熱してテープ片を介してリード線をセルに接続する加圧ツールを具備する。
【選択図】 図１

Description

この発明は太陽電池モジュールの基板に形成された複数のセルを接続するリード線の接続装置及び接続方法に関する。

太陽電池モジュールには結晶タイプと薄膜タイプがある。薄膜タイプの太陽電池モジュールはガラス製の基板の一方の面に絶縁膜を介して透明導電膜、半導体層及び電極層を順次積層形成する。

これらの積層膜は帯状にスクライブされる。それによって、基板の面には複数のセルが並列に形成される。複数のセルの電極層は、これらのセルの並設方向と交差する方向に配置された２本或いは３本のリード線によって接続され、これらのリード線によって上記セルで発電された電力が取り出されるようになっている。
このような先行技術は特許文献１に示されている。

特開２００５−３１７６７１号公報

上記リード線を上記セルの電極層に接続する場合、一般的には上記電極層にリード線をはんだ付けによって接続するということが行われている。上記リード線を上記電極層にはんだ付けによって接続するようにすると、接続部分のはんだが早期に腐食したり、割れが生じるなどして、良好な接続状態が長期にわたって維持できなくなるということがある。

そこで、最近では上記電極層に上記リード線を接続する場合、はんだ付けに代わって粘着性を有する熱硬化性の導電性樹脂によって形成された導電性テープを用いて接続するということが考えられている。

その場合、上記導電性テープを電極層の幅寸法に比べて小さな長さ寸法のテープ片に切断し、そのテープ片を上記リード線に上記複数のセルの電極層に対応する間隔で貼着した後、そのリード線を上記テープ片によって上記電極層に接着する。

ついで、上記リード線を介して上記テープ片を加熱しながら加圧する。それによって、上記テープ片が溶融して硬化するから、上記リード線を上記電極層に電気的に接続することができる。

上記リード線を、上記導電性テープを用いて電極層に接続するようにすれば、はんだ付けした場合のように、腐食や割れによる接続部分の早期劣化を抑制することが可能となる。しかしながら、従来は上述した一連の作業を自動的に行うことができる装置が開発されていなかったので、その作業を自動化できる装置の開発が望まれていた。

この発明は、基板に形成されたセルに対し、リード線を粘着性の熱硬化性樹脂からなる導電性テープを切断したテープ片によって接続した後、そのテープ片を加圧加熱して溶融硬化させる一連の作業を自動化することができるようにしたリード線の接続装置及び接続方法を提供することにある。

この発明は、基板に形成された複数のセルを帯板状のリード線によって電気的に接続するリード線の接続装置であって、
上記セルが形成された面を上に向けて上記基板を搬送する搬送手段と、
この搬送手段によって搬送位置決めされる上記基板の搬送方向と交差する側方に配置された上記リード線の供給手段と、
この供給手段から上記リード線を上記基板の搬送方向と交差する方向に沿って引き出す引出し手段と、
この引出し手段によって上記供給手段から引き出される上記リード線の上記基板の上面と対向する下面に粘着性の熱硬化性樹脂からなる導電性テープを所定長さに切断した複数のテープ片を上記セルと対応する間隔で貼着するテープ貼着手段と、
このテープ貼着手段によって上記テープ片が貼着された上記リード線が上記引出し手段によって上記基板の搬送方向と交差する方向の上方に引き出されたときに上記リード線の上面の上記テープ片が貼着された部分を加圧加熱して上記テープ片を介して上記リード線を上記セルに接続する加圧手段と
を具備したことを特徴とするリード線の接続装置にある。

上記引出し手段によって上記供給手段から引き出される上記リード線の変形を矯正するリード線矯正手段が設けられていることが好ましい。

上記リード線を上記基板に貼着する前に、上記リード線の所定間隔で貼着された上記テープ片の間の部分を上方へ凸状に湾曲させるリード線成形手段を備えていることが好ましい。

上記テープ貼着手段によって貼着された上記導電性テープのテープ片を撮像し、その撮像に基づいて上記テープ片の貼着状態を判定する判定手段が設けられていることが好ましい。

上記テープ貼着手段によって下面にテープ片が貼着されて上記引出し手段によって引き出された上記リード線の上面の隣り合う上記テープ片の間に対応する部分を吸着保持する複数の吸着部を有する移載手段と、
この移載手段によって吸着保持された上記リード線を上記基板に貼着する長さに切断するカッタと
を具備したことが好ましい。

上記移載手段は先端部に上記吸着部が設けられた複数のフィンガが櫛歯状に設けられていて、
上記フィンガの先端部には上記吸着部が上記リード線を吸着したときに、このリード線の上記吸着部によって吸着された箇所の近くを加熱するヒータが設けられていることが好ましい。

上記搬送手段によって搬送位置決めされた基板に上記リード線を貼着する前に、この基板を下面から下方へ吸引して上方に凸状に湾曲した状態を矯正する基板矯正手段が設けられていることが好ましい。

この発明は、基板に形成された複数のセルを帯板状のリード線によって電気的に接続するリード線の接続方法であって、
上記セルが形成された面を上に向けて上記基板を搬送して位置決めする工程と、
位置決めされた上記基板の搬送方向と交差する側方から上記リード線を引き出す工程と、
引き出される上記リード線の上記基板の上面と対向する下面に粘着性の熱硬化性樹脂からなる導電性テープを所定長さに切断した複数のテープ片を上記セルと対応する間隔で貼着する工程と、
上記テープ片が貼着されたリード線が上記基板の搬送方向と交差する方向の上方に引き出されたときに上記リード線の上面の上記テープ片が貼着された部分を加圧加熱して上記テープ片を介して上記リード線を上記セルに接続する工程と
を具備したことを特徴とするリード線の接続方法にある。

この発明によれば、基板に形成された複数のセルに、粘着性の熱硬化性樹脂からなる導電性テープを所定長さに切断したテープ片によってリード線を接続する作業を自動化することができるから、生産性や品質の向上を図ることが可能となる。

この発明の一実施の形態を示すリード線の接続装置の概略的構成を示す平面図。 リード線供給装置の側面図。 （ａ）はリード線矯正手段の側面図、（ｂ）はリード線矯正手段の平面図。 （ａ）は離型テープに貼着された導電性テープに切断線を形成した状態の側面図、（ｂ）は導電性テープの切断線が形成された部分を除去した状態の側面図。 （ａ）は所定長さに切断されたリード線を移載アームによって吸着保持した状態の正面図、（ｂ）は移載アームによって吸着保持されたリード線を加圧ツールによって基板に接続する状態の正面図、（ｃ）はリード線が接続された基板の正面図。 （ａ）〜（ｄ）はリード線を基板に接続する際の第１、第２の移載アームの動きを側方から見た状態を示す説明図。 （ａ）〜（ｄ）はリード線を基板に接続する際の第１、第２の移載アームの動きを上方から見た状態を示す説明図。 （ａ）〜（ｄ）は基板に接続されるリード線のパターンを示す説明図。 （ａ）は基板が位置決め手段に対応する位置に搬送された状態を示す平面図、（ｂ）は基板が上記位置決め手段によって位置決めされた状態を示す平面図。 （ａ）は基板が基板矯正手段に搬送されてきた状態を示す側面図、（ｂ）は基板の撓みが上記基板矯正手段によって矯正された状態を示す側面図。 この発明の他の実施の形態を示すリード線成形手段の構成図、（ｂ）は上記リード線矯正手段によって湾曲部が成形されたリード線を基板に接続した状態の側面図。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１乃至図８はこの発明の一実施の形態を示し、図１はリード線の接続装置の概略的構成を示す平面図である。この接続装置は薄膜型の太陽電池モジュールを形成する基板Ｗの供給部１、この供給部１から供給された基板Ｗの上面に平行に形成された複数のセルをリード線１５によって後述するように接続するための接続部２及びリード線１５が接続された基板Ｗを排出する排出部３が一列に配置されている。

上記供給部１、接続部２及び排出部３は、それぞれ上記基板Ｗの搬送方向と交差する幅方向の両端部の下面を支持して幅方向に搬送する搬送手段を構成するたとえばチェーンコンベアなどの一対のコンベア６を備えている。上記コンベア６は、上記供給部１、接続部２及び排出部３にわたる長さで設けられている。
なお、コンベア６によって搬送される基板Ｗは図示しないガイドによってコンベア６上で位置ずれが生じないようガイドされるようになっている。

上記接続部２には、上記基板Ｗの搬送方向と交差する方向の一側に供給手段を構成する第１乃至第３のリード線供給部１１〜１３が上記基板Ｗの搬送方向に沿って所定間隔で順次配置されている。上記第１のリード線供給部１１と第２のリード線供給部１２は、基板Ｗの搬送方向に沿う一端部と他端部に接続される上記リード線１５を後述するように供給するようになっている。

そして、上記第１のリード線供給部１１と第２のリード線供給部１２は、上記基板Ｗの搬送方向に対して上記基板Ｗの搬送方向（この方向を長さ方向とする）に沿う寸法とほぼ同じ間隔で配置されている。そして、基板Ｗの搬送方向に沿う長さ方向の一端部と他端部に接続される上記リード線１５を後述するように供給するようになっている。

なお、基板Ｗの搬送方向である長さ方向と交差する方向を幅方向という。そして基板Ｗの搬送方向を図１に矢印で示すようにＸ方向、搬送方向と交差する方向をＹ方向とする。

上記第３のリード線供給部１３は、上記第１のリード線供給部１１と第２のリード線供給部１２から供給されて上記基板Ｗの長さ方向の一端部と他端部に上記リード線１５が接続された上記基板Ｗの、長さ方向の中途部に接続される上記リード線１５を後述するように供給するようになっている。
なお、第３のリード線供給部１３によるリード線１５の供給は太陽電池モジュールの種類に応じては行われないこともある。

上記第１乃至第３のリード線供給部１１〜１３は、図２と図３に示すように構成されている。すなわち、図２に示すように第１乃至第３のリード線供給部１１〜１３は帯板状の上記リード線１５が巻装された供給リール１６を有する。供給リール１６は駆動源１６ａによって矢印で示すリード線１５を繰り出す方向に回転駆動されるようになっている。

上記供給リール１６から引き出されたリード線１５は一対のガイドローラ１７によって水平にガイドされて走行し、そのリード線１５の変形を矯正するリード線矯正手段１８に供給される。

上記リード線１５の上記一対のガイドローラ1７間に対応する部分にはダンサローラ１９が上下方向に変位可能に設けられている。このダンサローラ１９は上記リード線１５の上記一対のガイドローラ1７間の部分を所定の長さで下方へ弛ませていて、その弛み長さは光センサ２０によって検出される。

上記リード線１５の弛み長さが予め設定された範囲よりも短くなってダンサローラ１９が上方へ変位し、そのことが上記光センサ２０によって検出されると、その検出に基づいて上記供給リール１６は上記駆動源１６ａによってリード線１５を繰り出す方向に回転駆動される。それによって、上記リード線１５の弛み長さが予め設定された範囲内の長さに維持されるようになっている。

上記リード線矯正手段１８は、上記供給リール１６から繰り出されたリード線１５の変形、つまり曲り癖を除去する。供給リール１６に巻かれたリード線１５には、この供給リール１６の周方向及び軸方向の両方向に対して曲り癖がついている。

上記リード線矯正手段１８は図３（ａ），（ｂ）に示すように上記リード線１５の上記供給リール１６の周方向に対する曲り癖を除去する第１の矯正部２１と、上記供給リール１６の軸方向に対する曲り癖を除去する第２の矯正部２２を備えている。

上記第１の矯正部２１は、軸線を水平にして上記リード線１５の上面と下面に圧接するよう上下方向に配置された複数の水平ローラ２３を有する。上記リード線１５が上下複数の水平ローラ２３間を通過することで、上記リード線１５の上記供給リール１６に巻かれることによって生じた上下方向（厚さ方向）の曲り癖が除去される。

上記第２の矯正部２２は、軸線を垂直にして上記リード線１５の幅方向一端と他端とに圧接する左右複数の垂直ローラ２４を有する。上記リード線１５が左右の複数対の垂直ローラ２４間を通過することで、上記リード線１５が上記供給リール１６に軸線方向に対して傾斜して巻かれることによって生じた左右方向（幅方向）の曲り癖が除去される。

上記リード線矯正手段１８によって曲り癖が除去されたリード線１５は、図２に示すようにクランパ２６及び上下２枚の刃からなるカッタ２５に通された後、引き出し手段としての送りチャック２７によって挟持されてピッチ送りされるようになっている。この送りチャック２７は図示しないＹ駆動源によって上記基板Ｗの搬送方向と交差するＹ方向、つまり基板Ｗの幅方向に沿って往復駆動されるようになっている。

なお、上記クランパ２６はリード線１５の下方に配置される保持部材２６ａ、リード線１５の上方に配置されシリンダ２６ｂによって下方へ駆動されることで上記リード線１５を上記保持部材２６ａに加圧保持する可動部材２６ｃからなる。

上記リード線１５が上記送りチャック２７によってピッチ送りされるとき、このリード線１５の下面には粘着性を備えた熱硬化性樹脂からなる導電性テープ２８を上記基板Ｗに形成されたセル（図示しない）の幅寸法に比べて短く切断したテープ片２８ａが上記リード線１５の送り方向に並設された一対のテープ貼着手段３１によって上記セルの間隔と同じピッチで貼着される。

上記一対のテープ貼着手段３１はそれぞれ供給リール３２を有する。各供給リール３２には図４（ａ）に示すように上記導電性テープ２８が離型テープ３３の一側面に貼着された状態で巻装されている。供給リール３２から離型テープ３３とともに引き出された上記導電性テープ２８は、図２に示すようにそれぞれ第１乃至第３のガイドローラ３４ａ，３４ｂ，３４ｃにガイドされる。

すなわち、上記導電性テープ２８は供給リール３２から下方に向かって引き出された後、第１のガイドローラ３４ａによって垂直方向上方に向かって方向変換された後、水平面上の同じ高さに配置された上記第２のガイドローラ３４ｂと第３のガイドローラ３４ｃによって水平方向にガイドされる。このとき、離型テープ３３に貼着された導電性テープ２８は上方向を向くようにガイドされる。

上記離型テープ３３は上記第３のガイドローラ３４ｃによって垂直方向下方に向かって方向変換された後、それぞれが巻取りリール３５によって巻き取られるようになっている。なお、巻取りリール３５に巻き取られる離型テープ３３には後述するよう導電性テープ２８は残っていない。

上記第１のガイドローラ３４ａと第２のガイドローラ３４ｂとの間で上記導電性テープ２８が垂直方向の下方から上方に向かってガイドされる部分には、上記導電性テープ２８を所定の長さのテープ片２８ａに分断するカッタからなる切断手段３７及びこの切断手段３７によって所定の長さに分断された上記導電性テープ２８のテープ片２８ａの間に位置する除去部２８ｂ（図４に示す）を除去する抜き取り手段３８が設けられている。

上記切断手段３７は、図４（ａ）に示すように離型テープ３３の厚さのほぼ半分に至る深さの一対の切断線３７ａを上記導電性テープ２８に所定の間隔で形成する。上記抜き取り手段３８は上記導電性テープ２８の上記切断手段３７の一対の切断線３７ａによって切断された間の除去部２８ｂを図４（ｂ）に示すように上記離型テープ３３から除去する。それによって、上記離型テープ３３には上記導電性テープ２８が所定長さに切断された上記テープ片２８ａが所定の間隔で残されることになる。

一対のテープ貼着手段３１の供給リール３２から引き出された各離型テープ３３は、上記第２のガイドローラ３４ｂと第３のガイドローラ３４ｃとの間で、上記テープ片２８ａが貼着された面が上記リード線矯正手段１８で曲りが矯正されて上記クランパ２６によって保持された上記リード線１５の下面と平行になるようガイドされる。

上記離型テープ３３の上面に貼着残留するテープ片２８ａは貼り付け機構４１によって上記リード線１５の下面に貼着される。この貼り付け機構４１は、シリンダ４２によって上下方向に駆動されて上記離型テープ３３の上面にテープ片２８ａが貼着された部分を下面から加圧する加圧体４３、及びこの加圧体４３によって離型テープ３３に残留するテープ片２８ａがリード線１５に押圧されたときに、このリード線１５が上方へ湾曲するのを制限するために、上記リード線１５の上面を保持する保持ブロック４４を備えている。

上記リード線１５の下面には上記一対のテープ貼着手段３１によって一対のテープ片２８ａが所定のピッチＰ（図５（ａ）に示す）、つまり基板Ｗに形成されたセルの間隔に対応するピッチＰで同時に貼着される。

上記リード線１５に一対のテープ片２８ａが貼着されると、上記クランパ２６によるリード線１５の保持状態が解除され、上記送りチャック２７によって上記リード線１５が離型テープ３３に残留するテープ片２８ａのピッチＰの２倍の長さでピッチ送りされる。

それと同時に、一対のテープ貼着手段３１の各巻取りリール３５が離型テープ３３をピッチＰの距離に対応する長さだけ巻き取る。それによって、一対のテープ貼着手段３１の離型テープ３３に貼着されたつぎのテープ片２８ａがそれぞれの貼り付け機構４１の加圧体４３に対向するよう位置決めされる。

ついで、上記貼り付け機構４１によって一対のテープ貼着手段３１の加圧体４３に対向するよう位置決めされたテープ片２８ａの上記リード線１５の下面に対する貼着が繰り返される。それによって、上記リード線１５の下面には複数の上記テープ片２８ａがピッチＰの間隔で貼着されることになる。

つまり、リード線１５に対して一対のテープ貼着手段３１によって２つのテープ片２８ａを同時に貼着できるから、リード線１５に対するテープ片２８ａの貼着作業を能率よく行なうことが可能となる。

リード線１５の下面に貼着されたテープ片２８ａは、その貼着状態、つまり捲れがあるか否か判定手段を構成するカメラ４５によって撮像される。カメラ４５からの撮像信号は画像処理部でデジタル信号に変換されて制御装置（ともに図示せず）に出力される。

上記制御装置はカメラからのデジタル信号を処理し、上記テープ片２８ａがリード線１５に対して捲れがない状態で貼着されているか否かを判定する。テープ片２８ａが捲れている場合、そのことがモニタや音声によって作業者に知らされる。

上記リード線１５に所定数のテープ片２８ａが貼着されると、先端が送りチャック２７によって保持された所定長さのリード線１５の上記クランパ２６によって保持された基端部がこのクランパ２６よりもリード線１５の送り方向下流側に設けられた上記カッタ２５によって切断される。リード線１５がカッタ２５によって切断される前に、上記リード線１５の上記カッタ２５によって所定長さに切断される部分は移載手段を構成する第１の移載アーム４７と第２の移載アーム４８のどちらかによって保持される。

なお、上記基板Ｗに対して上記リード線１５は、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように種々のパターンで接続される。図８（ａ）は基板Ｗの長さ方向の一側と他側にそれぞれ幅方向のほぼ全長にわたって接続する場合であり、図８（ｂ）は基板Ｗの長さ方向の一側と他側にそれぞれ幅方向に対して２分割して接続する場合である。

図８（ｃ）は基板Ｗの長さ方向の一側と他側及び中途部の３箇所に幅方向全長にわたってリード線１５を接続する場合であり、図８（ｄ）は基板Ｗの長さ方向の一側と他側及び中途部の３箇所に幅方向全長に対して２つに分割してリード線１５を接続する場合である。

この実施の形態では図８（ｂ）或いは図８（ｄ）に示すようにリード線１５を基板の幅方向に対して２分割し、かつ幅方向と交差する方向に対しては両側の２列及び両側と中央との３側に接続する場合について説明する。

図５乃至図７に示すように、移載手段を構成する第１の移載アーム４７と第２の移載アーム４８は、上記接続部２の幅方向一側の上方であって、各リード線供給部１１〜１３と対応する位置、つまり上記クランパ２６によって引き出されて下面にテープ片２８ａが貼着されたリード線１５の上方に対向する位置に設けられている。

図６に示すように、上記第１の移載アーム４７と第２の移載アーム４８は上下方向に所定間隔で配置されていて、下方に位置する第１の移載アーム４７はＸ・Ｙ・Ｚ駆動源５１によって水平方向（Ｘ、Ｙ方向）及び上下方向（Ｚ方向）に駆動可能に設けられ、上方に位置する第２の移載アーム４８はＸ・Ｚ駆動源５２によって基板Ｗの搬送方向（長さ方向）に沿うＸ方向と上下方向に駆動可能に設けられている。

なお、図１では第２の移載アーム４８が第１の移載アーム４７の上方に重なった待機位置から＋Ｙ方向に駆動され、さらに第１、第２の移載アーム４７，４８が図７（ａ）〜（ｄ）にＳで示すリード線供給位置からＢで示すリード線貼着位置に移動した状態、つまり−Ｘ方向に移動して位置決めされた状態を示している。

図５と図６に示すように、各移載アーム４７，４８はリード線１５に貼着されたテープ片２８ａと対応する間隔で複数のフィンガ５３が設けられている。各フィンガ５３の先端部の幅方向の一端部には図示しない吸引ポンプの吸引力が作用する吸引パッド５４が設けられている。

さらに、図５に示すように各フィンガ５３の先端部の幅方向の他端部には、シート状の断熱材５５によって断熱された加熱片５６が設けられ、この加熱片５６にはヒータ５７が設けられている。ヒータ５７と加熱片５６とで加熱手段を構成している。

上述したように、リード線１５に所定数のテープ片２８ａが貼着され、そのリード線１５がクランパ２６の近くに設けられたカッタ２５によって所定の長さ、つまり基板Ｗの幅寸法の約半分の長さに切断されると、図６（ａ）に示すように上記第２の移載アーム４８の下側に位置する第１の移載アーム４７が複数のフィンガ５３に設けられた吸引パッド５４によってリード線１５の上面を吸着する。

上記接続部２に上記基板Ｗが後述するように位置決めされると、上記第１、第２のリード線供給部１１，１２の各第１の移載アーム４７は、図７（ａ）に示すようにＸ方向のリード線供給位置Ｓで、下面にテープ片２８ａが貼着されたリード線１５の上面を各フィンガ５３の吸引パッド５４で吸着してから、図７（ｂ）に示すように基板Ｗの幅方向に沿う＋Ｙ方向に駆動され、上記基板ＷのＸ方向に沿う一端と他端の上方に位置決めされる。ついで、各第１の移載アーム４７はそれぞれが吸着保持したリード線１５がリード線貼着位置Ｂに一致するようＸ方向に駆動される。図６（ａ）は図７（ａ）の状態を側方から見た状態を示している。

上記テープ片２８ａが貼着されて所定長さに切断されたリード線１５が第１の移載アーム４７によって吸着されて基板Ｗの幅方向における＋Ｙ方向の上方に位置決めされると、上記送りチャック２７がクランパ２６に接近する位置まで戻り、上記リード線１５の上記クランパ２６から突出した先端部を挟持する。

そして、上記リード線１５を上記送りチャック２７によってピッチ２Ｐの距離で間欠搬送しながら、上記リード線１５の下面に一対のテープ貼着手段３１によってテープ片２８ａをピッチＰの間隔で貼着することが繰り返される。

このようにしてテープ片２８ａが貼着されたリード線１５が所定の長さ、つまり基板Ｗの約半分の長さになると、上記第１、第２のリード線供給部１１，１２に対応位置してＸ方向のリード線供給位置Ｓに位置する各第２の移載アーム４８が下方に駆動されて上記リード線１５の上面を吸着保持する。ついで、リード線１５のクランパ２６によって保持された基端部の近傍の箇所がカッタ２５によって切断される。

カッタ２５によって切断されたリード線１５を保持した第２の移載アーム４８は、図７（ｂ）の状態から、図７（ｃ）に示すように、リード線１５がリード線貼着位置Ｂに一致するようリード線供給位置ＳからＸ方向に駆動される。図６（ｂ）はその状態を側方から見た状態を示している。

リード線貼着位置Ｂに位置決めされた第１、第２の移載アーム４８は、図６（ｃ）に示すように吸着保持したリード線１５は基板Ｗの上面に接近するようＺ方向下方に駆動される。

このようにして、基板ＷのＹ方向に対して第１の移載アーム４７と第２の移載アーム４８に吸着保持されたリード線１５が位置決めされると、図５（ａ）に示すように各移載アーム４７，４８の隣り合うフィンガ５３間に位置し、かつ吸引パッド５４とＹ方向に一直線となるようリード線１５の上方で待機した加圧手段を構成する複数の加圧ツール６１が図５（ｂ）に示すようにシリンダ６２によって下降方向に駆動される。上記加圧ツール６１にはヒータ６３が設けられている。図６（ｄ）はこの状態を側方から見た図である。

このとき、各移載アーム４７，４８の吸引パッド５４はリード線１５が動くことがないよう確実に吸着保持している。それによって、上記リード線１５の隣り合うフィンガ５３間に位置する部分、つまり下面にテープ片２８ａが貼着された部分の上面が上記加圧ツール６１によって加熱されながら上記基板Ｗに加圧される。このとき、リード線１５は吸着パッド５４によって確実に保持されているため、基板Ｗに対してずれ動くようなことがない。

このとき、基板Ｗの下面は図５（ａ），（ｂ）に鎖線で示すバックアップ６４によって支持される。なお、バックアップ６４は複数の加圧ツール６１によって加圧される基板Ｗの側辺部全長を支持する長さであるが、複数に分割して加圧ツール６１に対応する部分だけを支持するようにしてもよい。

上記テープ片２８ａは熱硬化性の樹脂によって形成されている。そのため、テープ片２８ａが加圧ツール６１によって加熱されながら加圧されることで、溶融しながら硬化する。それによって、上記リード線１５が上記テープ片２８ａによって基板Ｗの上面に形成された複数のセルに対してそれぞれ電気的に接続されることになる。図５（ｃ）は基板Ｗの上面にリード線１５が貼着された状態を示している。

上述したように、上記フィンガ５３の先端部には吸引パッド５４及びヒータ５７によって加熱される加熱片５６が設けられている。そして、上記吸引パッド５４によってリード線１５の上面を吸着保持すると、上記加熱片５６の下端面がリード線１５の上面に接触する。そのため、リード線１５は上記第１、第２の移載アーム４７，４８の吸引パッド５４によって吸着保持されると、その時点から上記加熱片５６によって加熱されることになる。

リード線１５が上記加熱片５６によって予熱されていると、リード線１５を加圧ツール６１によって加圧加熱してテープ片２８ａを溶融硬化させる際、加圧ツール６１の熱がリード線１５を伝わって逃げ難いから、リード線１５を介して上記テープ片２８ａを効率よく加熱することができる。つまり、上記加圧ツール６１によるテープ片２８ａの溶融硬化を短時間で行なうことができることになるから、リード線１５の接続作業に要するタクトタイムを短縮することができる。

上記基板Ｗがコンベア６によって上記接続部２の所定の位置まで搬送されてくると、この基板Ｗは図９（ａ）、（ｂ）に示す位置決め手段６５によって予め設定された位置、つまり第１乃至第３のリード線供給部１１〜１３から引き出されるリード線１５に対して正確に位置決めされる。

さらに、コンベア６によって搬送される基板Ｗは周辺部が下方へ低くなる状態に撓み易い。つまり、中央部が上方に凸に湾曲変形し易いため、その変形が図１０（ａ），（ｂ）に示す基板矯正手段６６によって平坦になるよう矯正される。
そして、上記基板Ｗは、上記位置決め手段６５によって位置決めされて上記基板矯正手段６６によって撓みが矯正された状態で上述したようにリード線１５が接続される。

上記位置決め手段６５は、コンベア６上を搬送される基板Ｗの搬送方向先端側に位置する２つの角部のうちの一方の角部に係合する凹部６７が形成された基準ブロック６８を有する。上記凹部６７はＸ方向とＹ方向に対して平行な側面を有する。

上記基準ブロック６８は図示しないシリンダによって上下方向、つまりコンベア６上を搬送される基板Ｗが当たることのない下方へ退避した位置と、コンベア６によって搬送される基板Ｗの角部が凹部６７に内側面に当たる上昇位置との間で上下方向に駆動される。

上記基板Ｗが上記接続部２の所定の位置まで搬送されてくると、上記基準ブロック６８が上昇する。そのとき、基板Ｗの角部は図９（ａ）に示すように上記基準ブロック６８の凹部６７の内側面に当たらない位置で停止する。

上記コンベア６による基板Ｗの搬送が停止して上記基準ブロック６８が上昇すると、基板Ｗの上記基準ブロック６８の凹部６７に対向する角部に対し、対角線上に位置する角部が第１のＸプッシャ７１ａと第１のＹプッシャ７１ｂによって上記基準ブロック６８に向かって図９（ａ）に矢印で示すＸ、Ｙ方向に押圧される。

残り２つの角部のうち、上記基準ブロック６８に対してＸ方向に位置する一方の角部は第２のＸプッシャ７２によってＸ方向に押圧され、他方の角部は第２のＹプッシャ７３によってＹ方向に押圧される。それによって、基板Ｗは、図９（ｂ）に示すように接続部２のコンベア６上で、上記基準ブロック６８の凹部６７を基準にしてＸ、Ｙ方向に対して位置決めされるようになっている。

なお、第１、第２のＸプッシャ７１ａ，７２及びＹプッシャ７１ｂ，７３は、詳細は図示しないが上記基準ブロック６８と同様、図示しないシリンダなどによって上下方向に駆動されるようになっていて、基板Ｗが所定位置まで搬送されてきたときに上昇して、その基板Ｗを上述したように位置決めするようになっている。

上記基板矯正手段６６は、図１０に示すように接続部２で上記位置決め手段６５によって位置決めされた基板Ｗの中央部の下方に対向して配設された矩形板状の上下可動部材７５を有する。この上下可動部材７５はシリンダ７４によって上下方向に駆動されるようになっている。

上記上下可動部材７５の上面中央部には上記基板Ｗの下面の中央部分を吸着する蛇腹状の複数の吸引パッド、たとえば４つの吸引パッド７６（２つだけ図示）が設けられている。各吸引パッド７６は図示しない吸引ポンプに接続されている。

上記上下可動部材７５の上面の周辺部には上面が平坦なゲージ面７７ａとなった複数、たとえば４つの基準ゲージ７７（２つだけ図示）が設けられている。基準ゲージ７７は上記上下可動部材７５に対して高さ調整可能に設けられていて、上記上下可動部材７５が上記シリンダ７４によって上昇限まで駆動されたとき、そのゲージ面７７ａがコンベア６によって搬送される基板Ｗの下面とほぼ同じ高さになるよう設定されている。

上記上下可動部材７５は、上記基板Ｗが上記位置決め手段６５によって位置決めされるときには図１０（ａ）に示すように上記シリンダ７４によって下降位置に駆動されて待機している。上記位置決め手段６５による上記基板Ｗの位置決めが終わると、上記上下可動部材７５が上昇方向に駆動されて上記吸引パッド７６に吸引力が発生させられる。それによって、吸引パッド７６は基板Ｗの下面の中央部分を吸着する。

吸引パッド７６が基板Ｗの下面の中央部分を吸着すると、吸引パッド７６は蛇腹状であるから、吸引パッド７６に作用する吸引力によって軸方向に縮小する。それによって、図１０（ｂ）に示すように基板Ｗの中央部分は縮小する吸引パッド７６によって下方へ引っ張られて変形する。

基板Ｗの中央部の下方への変形は、その下面が基準ゲージ７７のゲージ面７７ａに当たることによって終了する。それによって、凸状に湾曲変形していた基板Ｗは平坦な状態に矯正されることになる。なお、吸引パッド７６によって基板Ｗの中央部を吸引する吸引力の強さは、基板Ｗの中央部が下方へ凸状に変形しないように設定される。

このようにして、基板Ｗを位置決め手段６５によって位置決めした後、基板矯正手段６６によって変形を矯正してから、上述したようにリード線１５を接続すれば、リード線１５を基板Ｗに対して精度よく接続することが可能となる。

上記第１のリード線供給部１１と第２のリード線供給部１２とで、長さ方向の一端部と他端部の上面にテープ片２８ａを介してリード線１５が接続された基板Ｗは、上記接続部２から排出部３に搬送されて排出される。また、基板Ｗの仕様によっては、第３のリード線供給部１３で長さ方向中央部にさらにリード線１５が接続されてから、排出部３に搬送されて排出されることもある。

図１では接続部２に設けられた第３のリード線供給１３から供給されるリード線１５を基板ＷのＸ方向の中途部にも接続した状態を示している。

すなわち、基板Ｗに対してリード線１５を、図８（ｂ）に示すように接続したり、図８（ｄ）に示すように接続することができる。

一方、リード線１５を図８（ａ）や図８（ｃ）に示すように幅方向全長にわたる長さで接続する場合には、第１、第２或いは第３のリード線供給部１１，１２，１３からテープ片２８ａが貼着されながら引き出されるリード線１５の長さを、基板ＷのＹ方向に沿う幅寸法とほぼ同じ長さにする。このときのリード線１５の引き出し位置は、基板ＷのＸ方向におけるリード線供給位置Ｓになる。

ついで、そのリード線１５のＹ方向に沿う一端部を移載手段の第１の移載アーム４７で吸着し、他端部を第２の移載アーム４８によって吸着した後、上記リード線１５をリード線供給位置Ｓからリード線貼着位置Ｂの上方に位置するようＸ方向に移動させる。ついで、リード線１５が基板Ｗの上面に接近するよう、第１、第２の移載アーム４７，４８をＺ方向下方へ駆動したならば、リード線１５のテープ片２８ａが貼着された下面に対応する部分の上面をそれぞれ加圧ツール６１によって加圧加熱する。

それによって、図８（ａ），（ｃ）に示すようにリード線１５を基板Ｗの幅方向全長にわたる長さで接続することができる。

このように、上述した構成のリード線の接続装置によれば、供給部１に供給されて接続部２に搬送位置決めされた基板Ｗに対し、第１乃至第３のリード線供給部１１〜１３によって下面にテープ片２８ａが貼着されたリード線１５を送りチャック２７によって基板Ｗの上方に引き出すことができるようにした。

そして、基板Ｗの上方に引き出されたリード線１５を第１、第２の移載アーム４７，４８によって吸着保持してカッタ２５によって切断したならば、上記リード線１５の下面にテープ片２８ａが貼着された箇所の上面を各移載アーム４７，４８の吸引パッド５４で保持しながら、加圧ツール６１によって加圧加熱して上記基板Ｗに接続できるようにした。

したがって、基板Ｗに対するリード線１５の接続作業を自動化することができるから、生産性の向上や品質の向上を図ることができる。しかも、リード線１５を吸引パッド５４によって吸着保持しているので、リード線１５を位置ずれが生じるようなことなく、基板Ｗに精度よく接続することができる。

リード線１５にテープ片２８ａを貼着する前に、供給リール１６から繰り出されたリード線１５の変形を、リード線矯正手段１８によって矯正するようにした。

そのため、リード線１５を曲り癖のない状態でテープ貼着手段３１に供給することができるから、このテープ貼着手段３１によって上記リード線１５に所定長さに切断されたテープ片２８ａを設定された位置に精度よく確実に貼着することができる。

上記接続部２に搬送された基板Ｗに所定長さに切断されたリード線１５を接続する前に、基板Ｗを位置決め手段６５の基準ブロック６８によってＸ、Ｙ方向に対して正確に位置決めするようにした。さらに、上記位置決め手段６５によって位置決めされた基板Ｗを、基板矯正手段６６によって凸状に湾曲した状態から平坦な状態に矯正するようにした。

したがって、基板Ｗに対するリード線１５の接続を、正確に位置決めされた状態で、しかも変形のない状態で行なうことができるから、そのことによっても基板Ｗに対するリード線１５の接続を精度よく確実に行なうことが可能となる。

基板Ｗの長手方向を、基板Ｗの搬送方向と交差する方向に位置させ、各リード線供給部１１〜１３を基板Ｗの搬送方向に沿って平行に配置し、リード線１５を基板Ｗの搬送方向と交差する方向である、基板Ｗの長手方向に沿って引き出すようにした。さらに、各リード線供給部１１〜１３と対応して加圧手段を構成する複数列の加圧ツール６１を基板Ｗの搬送方向と交差する方向に沿って設けるようにした。

そのため、各リード線供給部１１〜１３や上記加圧ツール６２を基板Ｗの搬送方向と平行に配置した場合に比べ、上記基板Ｗの搬送方向に沿う装置全体の長さ寸法を短くすることができる。それによって、基板Ｗ荷リード線１５を接続するために要する搬送時間を短くすることができるから、生産性を向上させることができる。

基板Ｗに対するリード線１５の貼り付け方向を、基板Ｗの搬送方向と交差させ、しかもリード線供給部１１〜１３及び複数列の加圧ツール６１を上記搬送方向と交差する方向に配置したから、基板Ｗに対して複数本のリード線１５の並列接続を同時に行なうことができる。

そのため、リード線１５の接続作業の能率向上を図ることができるばかりか、装置全体のレイアウトが簡素化されるから、作業性が向上するということもある。

図１１（ａ），（ｂ）はこの発明の他の実施の形態を示す。この実施の形態では、リード線１５の下面に一対のテープ貼着手段３１によって導電性テープ２８を所定長さに切断したテープ片２８ａを貼着した後、送りチャック２７によってピッチ送りされる上記リード線１５の隣り合うテープ片２８ａの間の部分をリード線成形手段８１によって上方へ凸になるよう成形するようにした。

上記リード線成形手段８１は図１１（ａ）に示すように上記リード線１５に対応する部分の下方に配置されたシリンダ８２、このシリンダ８２によって上下方向に駆動される上面に凸部８３ａが設けられ上記リード線１５の送り方向に所定の間隔で離間配置された一対の下型８３及びこの下型８３の上方に上記リード線１５を挟んで対向し下面に上記凸部８３ａに対応する凹部８４ａが形成された一対の上型８４によって構成されている。

そして、上記リード線成形手段８１は上記テープ貼着手段３１とクランパ２６との間に配設されている。各下型８３に設けられた一対の凸部８３ａの間隔は、リード線１５に貼着された隣り合う一対のテープ片２８ａの間隔と対応するピッチに設定されている。

上記テープ貼着手段３１によってテープ片２８ａが貼着されたリード線１５が送りチャック２７によってピッチ送りされてテープ貼着手段３１とクランパ２６の間に位置すると、上記下型８３がシリンダ８２によって上昇方向に駆動される。それによって、図１１（ｂ）に示すようにリード線１５の隣り合うテープ片２８ａ間の部分に上記下型８３の凸部８３ａと上記上型８４の凹部８４ａによって上方に向かって凸状に湾曲した湾曲部１５ａが成形される。

リード線１５を基板Ｗに接続するとき、リード線１５はテープ片２８ａが貼着された箇所が加圧ツール６１によって加熱されながら基板Ｗに加圧される。そのため、接続時にはリード線１５が熱膨張し、接続後に温度が低下すると収縮することになるから、収縮時にリード線１５を基板Ｗに接続して溶融硬化したテープ片２８ａに応力が加わることになる。

しかしながら、上述したようにリード線１５に湾曲部１５ａを形成すれば、リード線１５が加圧ツール６１によって加熱されながら基板Ｗに接続された後、温度低下によって収縮しても、その膨張や収縮が上記湾曲部１５ａによって吸収される。

したがって、基板Ｗにリード線１５を接続して溶融硬化したテープ片２８ａの箇所にリード線１５の膨張や収縮による応力が加わり難くなるから、基板Ｗに対するリード線１５の接続状態が損なわれるのを防止することができる。

なお、上記実施の形態ではリード線を基板に接続するとき、リード線のテープ片が貼着された部分をそれぞれ別々の加圧ツールで加圧するようにしたが、リード線に貼着されたテープ片と対応する間隔で複数の加圧部が一体形成されたくし状の加圧体によってリード線の複数のテープ片が貼着された個所に対応する部分を加圧加熱するようにしてもよい。

このような構成の加圧体を用いれば、複数の加圧ツールを別々に駆動する場合に比べて構成の簡略化を図ることができる。しかも、リード線が膨張しても、くし状部分の凹部で曲がりを吸収することができる。

なお、上記実施の形態では基板に貼着された後のリード線の貼着状態、たとえば剥がれ、めくれ、曲りなどは検査していないが、カメラで基板全体を撮像し、基板の割れや欠けを認識すると同時に、リード線の剥がれ、めくれ、曲りなどを検査するようにしてもよい。

このように、基板の状態とリード線の貼着状態を同時に検査するようにすれば、別々に検査する場合のように、複数のカメラを用いず、１台のカメラで行なうことができるから、構成の簡略化や撮像信号の処理が容易になるなどのことがある。

しかも、基板の状態とリード線の貼着状態を同時に検査することで、その検査工程よりも下流側に不良品を流すのが防止されるから、生産性の向上や品質の向上を図ることができる。

１…供給部、２…接続部、３…排出部、６…コンベア（搬送手段）、１１〜１３…第１乃至第３のリード線供給手段（供給手段）、１５…リード線、１６…供給リール、１８…リード線矯正手段、２１…第１の矯正部、２２…第２の矯正部、２５…カッタ、２６…クランパ、２７…送りチャック、２８…導電性テープ、２８ａ…テープ片、３１…テープ貼着手段、３３…離型テープ、４１…貼り付け機構、４７…第１の移載アーム（移載手段）、４８…第２の移載アーム（移載手段）、５１…Ｘ・Ｚ駆動源、５２…、Ｘ・Ｙ・Ｚ駆動源、５３…フィンガ、５４…吸引パッド、５６…加熱片、５７…ヒータ、６１…加圧ツール、６３…ヒータ、６５…位置決め手段、６６…基板矯正手段、６８…基準ブロック、７５…上下可動部材、７６…吸引パッド、８１…リード線成形手段、８３…上型、８４…下型。

Claims (8)

1. 基板に形成された複数のセルを帯板状のリード線によって電気的に接続するリード線の接続装置であって、
   上記セルが形成された面を上に向けて上記基板を搬送する搬送手段と、
   この搬送手段によって搬送位置決めされる上記基板の搬送方向と交差する側方に配置された上記リード線の供給手段と、
   この供給手段から上記リード線を上記基板の搬送方向と交差する方向に沿って引き出す引出し手段と、
   この引出し手段によって上記供給手段から引き出される上記リード線の上記基板の上面と対向する下面に粘着性の熱硬化性樹脂からなる導電性テープを所定長さに切断した複数のテープ片を上記セルと対応する間隔で貼着するテープ貼着手段と、
   このテープ貼着手段によって上記テープ片が貼着された上記リード線が上記引出し手段によって上記基板の搬送方向と交差する方向の上方に引き出されたときに上記リード線の上面の上記テープ片が貼着された部分を加圧加熱して上記テープ片を介して上記リード線を上記セルに接続する加圧手段と
   を具備したことを特徴とするリード線の接続装置。
2. 上記引出し手段によって上記供給手段から引き出される上記リード線の変形を矯正するリード線矯正手段が設けられていることを特徴する請求項１記載のリード線の接続装置。
3. 上記リード線を上記基板に貼着する前に、上記リード線の所定間隔で貼着された上記テープ片の間の部分を上方へ凸状に湾曲させるリード線成形手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のリード線接続装置。
4. 上記テープ貼着手段によって貼着された上記導電性テープのテープ片を撮像し、その撮像に基づいて上記テープ片の貼着状態を判定する判定手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載のリード線接続装置。
5. 上記テープ貼着手段によって下面にテープ片が貼着されて上記引出し手段によって引き出された上記リード線の上面の隣り合う上記テープ片の間に対応する部分を吸着保持する複数の吸着部を有する移載手段と、
   この移載手段によって吸着保持された上記リード線を上記基板に貼着する長さに切断するカッタと
   を具備したことを特徴とする請求項１記載のリード線の接続装置。
6. 上記移載手段は先端部に上記吸着部が設けられた複数のフィンガが櫛歯状に設けられていて、
   上記フィンガの先端部には上記吸着部が上記リード線を吸着したときに、このリード線の上記吸着部によって吸着された箇所の近くを加熱するヒータが設けられていることを特徴する請求項５記載のリード線の接続装置。
7. 上記搬送手段によって搬送位置決めされた基板に上記リード線を貼着する前に、この基板を下面から下方へ吸引して上方に凸状に湾曲した状態を矯正する基板矯正手段が設けられていることを特徴する請求項１記載のリード線の接続装置。
8. 基板に形成された複数のセルを帯板状のリード線によって電気的に接続するリード線の接続方法であって、
   上記セルが形成された面を上に向けて上記基板を搬送して位置決めする工程と、
   位置決めされた上記基板の搬送方向と交差する側方から上記リード線を引き出す工程と、
   引き出される上記リード線の上記基板の上面と対向する下面に粘着性の熱硬化性樹脂からなる導電性テープを所定長さに切断した複数のテープ片を上記セルと対応する間隔で貼着する工程と、
   上記テープ片が貼着されたリード線が上記基板の搬送方向と交差する方向の上方に引き出されたときに上記リード線の上面の上記テープ片が貼着された部分を加圧加熱して上記テープ片を介して上記リード線を上記セルに接続する工程と
   を具備したことを特徴とするリード線の接続方法。

Images