JP2011050922A - 接着剤転写ヘッド及び接着剤塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、傾いた塗布面であっても接着剤の塗布を良好に行うことができる接着剤転写ヘッドを提供する。
【解決手段】接着剤が付着した接着剤塗布面を被塗布面に押圧し、前記接着剤を前記被塗布面に転写により塗布する接着剤転写ヘッドであって、前記接着剤塗布面を一方の端の先端面とし、前記一方の端から他方の端に向かって軸中心から離れる方向に大きくなる傾斜部を備える軸部材と、前記軸部材を、該軸部材の長手方向に移動可能とし、且つ、前記被塗布面の側への移動を制限するように前記傾斜部で支持するベース部と、前記軸部材を、前記被塗布面の側に付勢する付勢手段と、を有し、前記軸部材は、前記被塗布面と反対側への移動により傾くことが可能である。
【選択図】図３

Description

本発明は、接着剤転写ヘッド及び接着剤塗布装置に関する。

接着剤を塗布する方法は、スクリーン印刷、ロールコーター、スプレー等様々あるが、比較的狭い領域で位置精度良く塗布する方法として、スタンプのように転写する方法がある。具体的には、接着剤塗布部材のスタンプ面をスキージ等により一定の厚みで塗り拡げられた接着剤面に押圧し、スタンプ面に接着剤を塗布した後、このスタンプ面を塗布面に押圧して接着剤を塗布面に転写する。

特許文献１においては、基板に半導体素子を実装する場合、基板の主面に印刷形成されたリード端子部と半導体素子の端子部とをリードワイヤでワイヤボンディングする前に、基板に半導体素子をダイボンドすることが記載されている。このダイボンドにおいて、基板に接着剤を塗布するに際し、接着剤転写塗布装置を用いることが開示されている。

接着剤転写塗布装置は、複数の接着剤塗布部材を備えたヘッドを有し、このヘッドが接着剤を供給する接着剤槽と接着剤を塗布する基板との間を移動する。ヘッドが備える複数の接着剤塗布部材は、基板に対してそれぞれの上下方向の移動量が調整自在で、互いに独立して支持されている。

特開平１０−３２２１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のヘッドにおいては、接着剤を塗布する接着剤塗布部材は、その基端部がガイド穴に嵌合しているため、上下方向にのみ移動量を調整自在としている。このため、ヘッドは基板の塗布面が高さ方向にばらついている場合は対応できるが、塗布面が傾いている場合は、その傾きに合うようにヘッド自体を傾ける必要がある。よって、塗布面の傾きが変わる都度、ヘッド又は塗布面の傾きを調整する必要があり、塗布作業が繁雑となる。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡単な構成で、傾いた塗布面であっても接着剤の塗布を良好に行うことができる接着剤転写ヘッド及び接着剤転写ヘッドを備えた接着剤塗布装置を提供することである。

上記の課題は、以下の構成により解決される。

１．接着剤が付着した接着剤塗布面を被塗布面に押圧し、前記接着剤を前記被塗布面に転写により塗布する接着剤転写ヘッドであって、
前記接着剤塗布面を一方の端の先端面とし、前記一方の端から他方の端に向かって軸中心から離れる方向に連続的に大きくなる傾斜部を備える軸部材と、
前記軸部材を、該軸部材の長手方向に移動可能とし、且つ、前記被塗布面の側への移動を制限するように前記傾斜部で支持するベース部と、
前記軸部材を、前記被塗布面の側に付勢する付勢手段と、を有し、
前記軸部材は、前記被塗布面と反対側への移動により傾くことが可能であることを特徴とする接着剤転写ヘッド。

２．前記ベース部は、
前記軸部材の前記一方の端が突出し、該軸部材を支持する際に前記傾斜部が接する開口を備え、前記他方の端を内包する中空部を有することを特徴とする前記１に記載の接着剤転写ヘッド。

３．前記傾斜部は、前記軸部材の長手方向に対して垂直な断面が円形であることを特徴とする前記２に記載の接着剤転写ヘッド。

４．前記中空部は、前記開口を分割する複数の部材からなり、
前記複数の部材は、前記開口の大きさを変えるように移動できることを特徴とする前記２又は３に記載の接着剤転写ヘッド。

５．前記開口は、前記被塗布面の側への前記軸部材の移動を制限しないで、前記軸部材と前記ベース部とを分離できるまで拡大できることを特徴とする前記４に記載の接着剤転写ヘッド。

６．前記中空部は、前記軸部材と前記ベース部とを分離できるように、前記軸部材の長手方向に対し略直交する方向に前記軸部材が通過できる開口部を備えていることを特徴とする前記２から５の何れか一項に記載の接着剤転写ヘッド。

７．前記付勢手段の付勢力を調整する、付勢力調整手段を備えていることを特徴とする前記１から６の何れか一項に記載の接着剤転写ヘッド。

８．前記軸部材の一方の端の先端面には、弾性部材が設けられ、
前記弾性部材の先端面が前記接着剤塗布面となることを特徴とする前記１から７の何れか一項に記載の接着剤転写ヘッド。

９．前記１から８の何れか一項に記載の接着剤転写ヘッドと、
前記接着剤転写ヘッドを保持し、前記接着剤塗布面に接着剤を供給する接着剤槽と前記被塗布面との間で前記接着剤転写ヘッドを移動させる移動手段と、を備えていることを特徴とする接着剤塗布装置。

本発明によれば、接着剤転写ヘッド及び接着剤転写ヘッドを備えた接着剤塗布装置は、簡単な構成で、傾いた塗布面であっても接着剤の塗布を良好に行うことができる。

接着剤転写ヘッドを備えた接着剤塗布装置を示す図である。 接着剤を付着させた接着剤転写ヘッドが、ワークがある位置に移動し、接着剤をワークに転写する状態を示す図である。 （ａ）は接着剤転写ヘッドの断面図を示し、（ｂ）は接着剤転写ヘッドをワーク側から見た外観図を示す。 接着剤転写ヘッドが接着剤の転写のためワークを押圧している様子を示す図である。 スタンプ部の突起部の形状の例を示す図である。 スタンプ部の押圧力を調整するためにばねの圧縮量を調整する機構を説明する図である。 （ａ）は、接着剤転写ヘッドを上から見た図、（ｃ）は下（ワーク側）から見た図、（ｂ）は（ｃ）におけるＡ−Ａ’線矢示断面図、（ｄ）はスタンプ部をベース部から分離した状態を示す図である。 （ａ）は、接着剤転写ヘッドを上から見た図、（ｃ）は下（ワーク側）から見た図、（ｂ）は（ｃ）におけるＢ−Ｂ’線矢示断面図を示す。 接着剤転写ヘッドからスタンプ部を取り外すための開口部が、中空部の側面に設けてある例を示す図である。

本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。

本発明は、簡単な構造で、塗布面が傾斜していても良好に接着剤を塗布することができる接着剤転写ヘッド及びこの接着剤転写ヘッドを備える接着剤塗布装置に関するものである。

本発明に係る実施形態として接着剤転写ヘッド（以降、転写ヘッド）１を備えた接着剤塗布装置（以降、塗布装置）１００を図１に示す。

塗布装置１００は、転写ヘッド１、転写ヘッド１を上下方向に移動させる上下搬送部５、転写ヘッド１を上下搬送部５と共に左右に移動させる左右搬送部６、転写ヘッド１に接着剤を供する接着剤供給部２、接着剤が塗布されるワーク８を保持する保持台７とを有している。尚、転写ヘッド１、接着剤供給部２及びワーク８を保持している保持台７は、断面図で示している。上下搬送部５と左右搬送部６とにより、転写ヘッド１は、接着剤供給部２とワーク８との間を移動することができる。

保持台７は、これ自体をＸ−Ｙ面内で移動可能な、例えば、Ｘ−Ｙテーブル等の上に配置して、ワーク８の位置を容易に調整できるようにしてもよい。また、転写ヘッド１の接着剤供給部２とワーク８との間を移動において、図１においては上下搬送部５と左右搬送部６の組み合わせとしているが、これに代えて、上下搬送部５と回転搬送部（図示しない）の組み合わせとすることもできる。

接着剤供給部２は、接着剤槽２１、接着剤槽２１に溜めてある接着剤溜まり２２、接着剤溜まり２２の上部に接する位置に固定されているブレード２３を有している。接着剤槽２１は、図示しない駆動部により、矢印１０の方向に回転させる。接着剤溜まり２２の上部にブレード２３が接した状態で、接着剤槽２１が回転することにより、転写ヘッド１の位置に到達する接着剤溜まり２２の厚みは、ほぼ一定とすることができる。

尚、接着剤槽２１には、接着剤槽２１に溜めている接着剤の量がほぼ一定となるように、図示しない接着剤貯蔵部から適宜接着剤が供給されている。

図２は、接着剤を付着させた転写ヘッド１が上下搬送部５と左右搬送部６とによりワーク８が配置されている位置に移動し、接着剤をワーク８に転写する状態を示している。

図３（ａ）は転写ヘッド１の断面図を示し、図３（ｂ）はワーク８側から見た外観図を示す。転写ヘッド１は、接着剤を接着剤溜まり２２から得て、ワーク８の塗布面に転写する軸部材であるスタンプ部１１と、スタンプ部１１を支持するベース部１２と、スタンプ部１１をその長手方向である塗布面側（＋Ｚ方向）に付勢する付勢手段であるばね１３を有している。

ベース部１２は、下向き（＋Ｚ方向）の円形状の開口部１２ａを備えた中空部１２ｂを有している。スタンプ部１１は、突起部１１ａと軸部１１ｂとを備え、軸部１１ｂの下端側の先端部にゴム等の弾性体１１ｃを備えている。弾性体１１ｃの先端面は、接着剤が付着され、塗布面に押し付けられて接着剤を転写するスタンプ面である。突起部１１ａは、軸部１１の長手方向に対し垂直な面（Ｘ−Ｙ面）の断面が円形で、その直径が下端側から上端側に向かって（−Ｚ方向）連続的に大きくなる傾斜部を有する円錐台形状であり、軸部１１ｂは円柱形状である。

ベース部１２の中空部１２ｂは、その内側にスタンプ部１１の突起部１１ａを擁し、開口部１２ａの直径は、軸部１１ｂの直径より大きく、突起部１１ａの最大直径より小さい。突起部１１ａが開口部１２ａに接し、下方向（＋Ｚ方向）に抜け落ちないように留まっている状態で、中空部１２ｂ内部の天井部分とスタンプ部１１の上端面との間には空間があり、開口部１２ａからスタンプ部１１の軸部１１ｂが下向きに突出している。スタンプ部１１は、上下方向に移動可能であり、またスタンプ部１１と開口部１２ａとの隙間により傾くことができる。

突起部１１ａの上端部とベース部１２の中空部１２ｂ内部の天井部分との間には、ばね１３が設けてあり、スタンプ部１１は、下向きに付勢され、突起部１１ａが開口部１２ａに押し付けられた状態で保持される。このため、弾性体１１ｃのスタンプ面に対し上方向（−Ｚ方向）に押圧力を加えると、中空部１２ｂ内にスタンプ部１１が押し込まれ（図４（ａ）参照）、押圧力を除くと、突起部１１ａが開口部１２ａに押し付けられた元の位置（図３）に戻る。

スタンプ部１１が中空部１２ｂ内に押し込まれた状態では、スタンプ部１１は、突起部１１ａが開口部１２ａから離れ、ベース部１２とばね１３で接続された状態ではあるが、傾きの自由度が大きくなる。

また、スタンプ部１１が付勢により元の位置に戻る際、スタンプ部１１は、突起部１１ａが円錐台形状であることから、その傾斜部が開口部１２ａの周辺に沿うように（図３）なるため、元の位置に再現性が良く戻ることができる。転写ヘッド１において、スタンプ部１１の位置が元の位置に再現性が良く戻ることができることから、転写ヘッド１を接着剤供給部２及びワーク８に移動させる際、転写ヘッド１の位置決めを精度良く容易にすることができる。

塗布装置１００において、ワーク８に接着剤を転写により塗布する動作について説明する。図１に示すように、上下搬送部５及び左右搬送部６により、転写ヘッド１を接着剤供給部２の接着剤溜まり２２の上方に移動させ、スタンプ部１１の先端部に設けてある弾性体１１ｃの下端面（スタンプ面）に接着剤溜まり２２の接着剤が付着するように上下搬送部５により転写ヘッド１を降下させる。

次に、弾性体１１ｃの下端面に接着剤を付着させた後、図２に示すように、上下搬送部５及び左右搬送部６により、転写ヘッド１をワーク８の上方に移動させ、ワーク８の上面に弾性体１１ｃの下端面の接着剤を転写するように、上下搬送部５により転写ヘッド１を降下させる。

弾性体１１ｃの下端面（スタンプ面）に接着剤を付着させる場合、及び、ワーク８の上面に弾性体１１ｃの下端面の接着剤を転写する時、図４（ａ）に示すように、スタンプ部１１は、中空部１２ｂ内に押し込まれるような状態にする。このようにばね１３による押圧力が働くようにすることにより、弾性体１１ｃの下端面に接着剤を十分に付着させることができ、又、ワーク８の塗布面に接着剤を十分に転写することができる。

転写ヘッド１の降下量やばね１３の付勢力を調整することによりスタンプ部１１をワーク８に押し付ける力を調整することができる。また、ばね１３は、スタンプ部１１が接着剤溜まり２２の接着剤に接する際、及び、ワーク８と接する際の緩衝としても機能する。

スタンプ部１１が中空部１２ｂ内に押し込まれるような状態になると、スタンプ部１１の突起部１１ａの傾斜部が開口部１２ａの内周辺から離れるため、スタンプ部１１は、ばね１３の付勢力はあるものの傾きの自由度が大きくなる。よって、図４（ｂ）に示すように、ワーク８の接着剤の塗布面である上面が傾いている場合、その傾きに倣って、スタンプ部１１は傾くことができるため、接着剤が付着した弾性体１１ｃの下端面は、弾性体１１ｃの弾性力と互いに作用しあって、ワーク８の上面に十分に沿うことができる。従って、弾性体１１ｃの下端面に付着している接着剤をワーク８の上面に十分に転写することができる。

スタンプ部１１の先端に弾性体１１ｃを設けて置くことは、ワーク８の塗布面に凹凸がある場合、接着剤が付着している弾性体１１ｃの下端面が該凹凸に十分に倣い、接着剤を良好に転写することができるので好ましく、また、スタンプ部１１がワーク８と接する際の緩衝としても機能する。

これまでの説明では、突起部１１ａの形状は円錐台形状とし、これに対応する開口部１２ａの形状は円形としているがこれに限定されることはない。突起部１１ａは、開口部１２ａの周辺部に接している際に位置再現性がよく（座りがよい）保持され、また、スタンプ部１１の上下移動や傾きにおいて、スタンプ部１１が開口部１２ａに引っかかるようなことがないような形状であればよい。

突起部１１ａの形状が円錐台形状とは別の形状の例を図５に示す。図５（ａ）は、円錐台形状の上端部を円柱としており、図５（ｂ）は、開口部１２ａに対向する傾斜部が上端側に向かって指数関数的に連続して大きくなっている。スタンプ部１１の長手方向である上下方向に対し直交する方向の突起部１１ａの断面形状は、開口部１２ａの周辺部に接している際に位置再現性がよい等から円形状が好ましいが、これに限定されることはなく、三角形、四角形及び多角形であってもよい。また、開口部１２ａの形状は、上記の突起部１１ａの形状に対応して適宜、三角形、四角形及び多角形等の形状とすればよい。

転写ヘッド１を上下方向に移動させて、弾性体１１ｃの下端面に接着剤溜まり２２の接着剤を付着させる際やワーク８の塗布面に弾性体１１ｃの下端面を押し付けて接着剤を転写させる際、接着剤の付着や転写の状態がより良好となるように、転写ヘッド１の押圧力を調整することが好ましい。

特に、ワーク８への接着剤の転写時の押圧力の調整は重要であり、押圧力が強すぎる場合はワーク８を破損する恐れがあり、弱すぎる場合は接着剤が十分にワーク８に転写されず、後工程で、剥離や強度低下を生じる場合がある。このため、転写ヘッド１は、押圧力を調整する機能を有することが好ましい。具体的には、転写ヘッド１において、付勢手段であるばね１３の圧縮量により押圧力を調整するものであり、例を図６に示す。

図６（ａ）において、スタンプ部１１の芯の一部をくり抜いて空洞１１ｄを作り、該空洞１１ｄの中にばね１３を入れ、更に押圧力（付勢力）を調整する調整部材（付勢力調整手段）１５を空洞１１ｄに差し込む。調整部材１５の空洞１１ｄ中への差し込み量により、ばね１３の圧縮量を調整して押圧力を調整することができる。調整部材１５の差し込み量を適切な位置に調整した後、例えばベース部１２の側面からの虫ビス１６等により調整部材１５を固定する。

図６（ｂ）に調整部材１５の別な構成を示す。スタンプ部１１の空洞１１ｄ内にばね１３が配置される位置に更に一段深い窪み１１ｅを設け、更に、調整部材１５の芯の一部をくり抜いて空洞１５ａを設け、この窪み１１ｅと空洞１５ａとにばね１３を差し込む。このようにすることにより、ばね１３の位置をより安定させることができる。また、図６（ｄ）に示すように、調整部材１５をマイクロメータヘッド１７に置き換えることにより、より容易に調整することができる。

スタンプ部１１の空洞部１１ｄに調整部材１５、若しくは、マイクロメータヘッド１７のシリンダが入り込むことにより、スタンプ部１１の傾きを傾き過ぎないように適度に規制することができる。こうした規制をすることにより、スタンプ部１１が傾き過ぎることなく容易に図３に示すような元の位置に復帰することができる。

ベース部１２において、中空部１２ｂは、図７に示す様に、分割された複数の中空部片１２ｂ−１、１２ｂ−２、１２ｂ−３により構成され、中空部片１２ｂ−１、１２ｂ−２、１２ｂ−３の移動により、これらで構成される開口部１２ａの開口を拡げることができることが好ましい。

図７（ａ）は、転写ヘッド１を上から見た図、図７（ｃ）は下（ワーク８側）から見た図、図７（ｂ）は図７（ｃ）におけるＡ−Ａ’線において矢印方向に見た断面図を示す。図７においては、中空部１２ｂは、３つの中空部片に分割されているが、３つに限定されない。

開口部１２ａの開口を拡げることができるようする機構について図７を用いて説明する。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、ベース部１２に長穴ｈを設け、この範囲で中空部片１２ｂ−１、１２ｂ−２、１２ｂ−３それぞれが所定の角度の関係を維持して移動できるように、長穴の幅方向に嵌合する嵌合部ｍを中空部片１２ｂ−１、１２ｂ−２、１２ｂ−３それぞれに設ける。この嵌合部ｍにベース部１２を締め付けるように板部材１２ｅを固定することにより、中空部片１２ｂ−１、１２ｂ−２、１２ｂ−３を所定の位置に固定できる。

図７（ｄ）に示すように、中空部片１２ｂ−１、１２ｂ−２、１２ｂ−３を移動させ、開口部１２ａの開口を拡げることにより、スタンプ部１１を転写ヘッド１から取り外すことが容易にでき、スタンプ部１１の弾性体１１ｃが設けてある先端部付近に付着した余分な接着剤や硬化した接着剤等を十分に除去できる等の清掃を容易にすることができる。これにより転写ヘッド１は、接着剤の転写が良好にできる状態に容易に維持することができる。

また、開口部１２ａの度合いを調整することにより、スタンプ部１１の軸部１１ｂが開口部１２ａから外側に突出する長さを調整し、接着剤溜まり２２との距離やワーク８の塗布面との距離の調整機能として利用することができる。

更に、中空部片１２ｂ−１、１２ｂ−２、１２ｂ−３で開口部１２ａを構成する部分の厚みと開口部１２ａの径と軸部１１ｂの径との差により、空洞１２ｃに押し込まれたスタンプ部１１の傾きを規制することができるが、中空部片１２ｂ−１、１２ｂ−２、１２ｂ−３による開口部１２ａの開口度合いを調整することにより、傾きの許容範囲を調整することもできる。

これまでの説明では、図３に示すように、開口部１２ａの形状は円形であるが、これに限定されることなく、スタンプ部１１の突起部１１ａが安定して保持されればよく、円形状に代わり、図８に示すように、スタンプ部１１を３点で支持する様にしても良い。図８（ａ）は、転写ヘッド１を上から見た図、図８（ｃ）は下から見た図、図８（ｂ）は図７（ｃ）におけるＢ−Ｂ’線において矢印方向に見た断面図を示す。

転写ヘッド１からスタンプ部１１を取り外す別の方法として、可動部を設けることなく部品数も少ない簡単な構成を図９に示す。図９（ａ）に示すように、ベース部１２の中空部１２ｂの側面に側面開口部１２ｄを設けてもよい。スタンプ部１１を、最初にばね１３を圧縮するように上方向に持ち上げた状態で、更に紙面手前側に引くことによりスタンプ部１１をベース部１２より取り出すことができる。

図９（ａ）は、図３に示す転写ヘッド１に対するものであるが、同様に図６（ａ）に示す転写ヘッド１に対しては、図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）において、調整部材１５をベース部１２から引き抜いた後、スタンプ部１１を、上方向に持ち上げた状態で、更に紙面手前側に引くことによりスタンプ部１１をベース部１２より取り出すことができる。

１ 転写ヘッド
２ 接着剤供給部
５ 上下搬送部
６ 左右搬送部
７ 保持台
８ ワーク
１１ スタンプ部
１１ａ 突起部
１１ｂ 軸部
１１ｃ 弾性体
１２ ベース部
１２ａ 開口部
１２ｂ 中空部
１３ ばね

Claims (9)

1. 接着剤が付着した接着剤塗布面を被塗布面に押圧し、前記接着剤を前記被塗布面に転写により塗布する接着剤転写ヘッドであって、
   前記接着剤塗布面を一方の端の先端面とし、前記一方の端から他方の端に向かって軸中心から離れる方向に連続的に大きくなる傾斜部を備える軸部材と、
   前記軸部材を、該軸部材の長手方向に移動可能とし、且つ、前記被塗布面の側への移動を制限するように前記傾斜部で支持するベース部と、
   前記軸部材を、前記被塗布面の側に付勢する付勢手段と、を有し、
   前記軸部材は、前記被塗布面と反対側への移動により傾くことが可能であることを特徴とする接着剤転写ヘッド。
2. 前記ベース部は、
   前記軸部材の前記一方の端が突出し、該軸部材を支持する際に前記傾斜部が接する開口を備え、前記他方の端を内包する中空部を有することを特徴とする請求項１に記載の接着剤転写ヘッド。
3. 前記傾斜部は、前記軸部材の長手方向に対して垂直な断面が円形であることを特徴とする請求項２に記載の接着剤転写ヘッド。
4. 前記中空部は、前記開口を分割する複数の部材からなり、
   前記複数の部材は、前記開口の大きさを変えるように移動できることを特徴とする請求項２又は３に記載の接着剤転写ヘッド。
5. 前記開口は、前記被塗布面の側への前記軸部材の移動を制限しないで、前記軸部材と前記ベース部とを分離できるまで拡大できることを特徴とする請求項４に記載の接着剤転写ヘッド。
6. 前記中空部は、前記軸部材と前記ベース部とを分離できるように、前記軸部材の長手方向に対し略直交する方向に前記軸部材が通過できる開口部を備えていることを特徴とする請求項２から５の何れか一項に記載の接着剤転写ヘッド。
7. 前記付勢手段の付勢力を調整する、付勢力調整手段を備えていることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の接着剤転写ヘッド。
8. 前記軸部材の一方の端の先端面には、弾性部材が設けられ、
   前記弾性部材の先端面が前記接着剤塗布面となることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の接着剤転写ヘッド。
9. 請求項１から８の何れか一項に記載の接着剤転写ヘッドと、
   前記接着剤転写ヘッドを保持し、前記接着剤塗布面に接着剤を供給する接着剤槽と前記被塗布面との間で前記接着剤転写ヘッドを移動させる移動手段と、を備えていることを特徴とする接着剤塗布装置。

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