JP2011251453A - 補強板貼り付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化された補強板貼り付け装置を提供する。
【解決手段】補強板貼り付け装置１０は、基板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…の所定位置に補強板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…を貼り付ける。補強板貼り付け装置１０は、複数の補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を配置する補強板配置台１６と、１又は複数の基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…を配置する基板配置台１８と、補強板配置台１６と基板配置台１８との間に設置され、補強配置台１６に配置された補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を、基板配置台１８に配置された基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の上面に移動して載置する多関節アーム２０とを有する。多関節アーム２０の先端付近に、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を吸着する吸着ヘッドとカメラを有していても良い。
【選択図】図１

Description

本発明は、小型化された補強板貼り付け装置に関する。

フレキシブル配線基板等（以下「基板」ということがある。）の強度を高めるため、樹脂又は金属等からなる補強板を基板に貼り付ける補強板貼り付け工程が行われている。補強板貼り付け工程を実施する補強板貼り付け装置としては、特許文献１に記載されたものが挙げられる。

特許文献１に記載された補強板貼り付け装置は、補強板をベースフィルムに貼り付ける補強板貼り付けアームを備えている。この補強板貼り付けアームが、補強板を吸着保持しながら、二次元直交座標上におけるｘ軸方向及びｙ軸方向に沿って移動して、ベースフィルム保持テーブルに保持されたベースフィルムの所定位置に補強板を設置し、補強板をベースフィルムに貼り付けている。

国際公開第ＷＯ２００７／０９９６５４号パンフレット

しかしながら、特許文献１に記載された補強板貼り付けアームはｘ軸方向及びｙ軸方向に沿って移動するように構成されている。したがって、補強板貼り付け装置に補強板貼り付けアームが移動する空間を確保しなければならない。このため、補強板貼り付け装置のサイズが、補強板貼り付けアームが移動する空間分だけ大きくなってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、小型化された補強板貼り付け装置を提供することを目的とする。

［１］本発明の補強板貼り付け装置は、基板の所定位置に補強板を貼り付ける補強板貼り付け装置であって、複数の補強板を配置する補強板配置台と、１又は複数の基板を配置する基板配置台と、前記補強板配置台と前記基板配置台との間に設置され、前記補強板配置台に配置された補強板を、前記基板配置台に配置された基板の上面に移動して載置する多関節アームとを有することを特徴とする。

［２］本発明の補強板貼り付け装置においては、前記基板配置台を加熱する加熱手段を有することが好ましい。

［３］本発明の補強板貼り付け装置においては、前記補強板配置台を加熱する加熱手段を有することが好ましい。

［４］本発明の補強板貼り付け装置においては、前記多関節アームの先端付近に、前記補強板を吸着する吸着ヘッドを有することが好ましい。

［５］本発明の補強板貼り付け装置においては、前記吸着ヘッドは、吸着した前記補強板が回転できるように構成されていることが好ましい。

［６］本発明の補強板貼り付け装置においては、前記多関節アームの先端付近に、カメラを有することが好ましい。

本発明によれば、小型化された補強板貼り付け装置が提供できる。

補強板貼り付け装置１０を模式的に示す平面図である。 補強板貼り付け装置１０を模式的に示す側面図である。 多関節アーム２０を模式的に示す側面図である。 多関節アーム２０の第３アーム３０付近を模式的に示す底面図である。

以下、本発明の補強板貼り付け装置について、図に示す実施形態に基づいて説明する。

図１は、実施形態に係る補強板貼り付け装置１０を模式的に示す平面図である。図２は、補強板貼り付け装置１０を模式的に示す側面図である。補強板貼り付け装置１０は、基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の所定位置に補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…をそれぞれ貼り付ける。補強板貼り付け装置１０は、複数の補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を配置する補強板配置台１６と、複数の基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…を配置する基板配置台１８と、多関節アーム２０とを備える。多関節アーム２０を用いることによって、補強板貼り付け装置１０が小型化できる。

基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…としては、例えば、フレキシブル配線基板等が挙げられる。また、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…としては、例えば、２５ｍｍ角以内のプラスチックフィルム又はステンレスなどからなる金属板などが挙げられる。基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…は、人手又は基板供給装置等によって、基板配置台１８に重ならないように並べられる。また、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…は、人手又は補強板供給装置等によって、補強板配置台１６に重ならないように並べられる。

多関節アーム２０は、補強板配置台１６に配置された補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を、基板配置台１８に配置された基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の上面に移動して載置する。補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…は、基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…に貼り付けられる。より具体的には、基板１４ａの所定位置に補強板１２ａが貼り付けられ、その後基板１４ｂの所定位置に補強板１２ｂが貼り付けられる。以下同様にして、ある基板の所定位置に、ある補強板が１枚ずつ順番に貼り付けられていく。

補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…が基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…に貼り付けられる仕組みは以下のとおりである。補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…の底面には接着層が形成されている（不図示）。この接着層は、熱可塑性樹脂成分を含有する固形接着剤から構成され、室温では固まっているが所定の温度、例えば８０℃に加熱されると溶融する。この接着層が溶融した状態で、基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…に補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を接触させ室温まで冷却すると、接着層が硬化して基板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…の所定位置に補強板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…が貼り付けられる。接着層を加熱する方法については後述する。

本実施形態では、加熱溶融する固形接着剤から接着層が構成されているが、これに代えて、接着層が接着テープから構成されていても良い。接着層が接着テープから構成される場合、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…に押し当てることによって、基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の所定位置に補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…が貼り付けられる。

補強板配置台１６及び基板配置台１８は、テーブル２２上に設置されている。また、補強板配置台１６及び基板配置台１８の上部は、金属板に多数の穴を設けた網状部材から構成されている。補強板配置台１６及び基板配置台１８の上部を網状部材で構成することによって、補強板配置台１６及び基板配置台１８から微細なチリ等を網状部材から落とすことができる。また、補強板配置台１６及び基板配置台１８の上部を網状部材で構成することによって、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…及び基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…が補強板配置台１６及び基板配置台１８に密着しないため、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…及び基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の搬入及び搬出がしやすくなる。

基板配置台１８付近には、基板配置台１８を加熱する加熱手段、例えば電気ヒータが設けられている（不図示）。加熱手段によって、基板配置台１８を通じて基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ・・・及び補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…が加熱される。このため、加熱溶融する固形接着剤から構成された接着層が底面に設けられた補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を基板配置台１８に配置された基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…上に載置すると、接着層が溶融し、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…が基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…に融着する。

なお、加熱手段は、基板配置台１８を加熱するものでなくても良い。すなわち、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…が基板配置台１８に配置された基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…上に載置されたときに、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…の接着層を加熱できる加熱手段であれば良い。このような加熱手段としては、温風等が挙げられる。

基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の所定位置に補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…が融着した積層体を、基板配置台１８から補強板貼り付け装置１０の外部に搬出すると、この積層体は室温下で冷却される。こうして、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…は基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…に完全に貼り付けられる。なお、この積層体の補強板貼り付け装置１０からの搬出は、人手又は積層体搬出装置等によって行われる。

多関節アーム２０は、補強板配置台１６と基板配置台１８との間に設置され、上述したように、補強板配置台１６に配置された補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を、基板配置台１８に配置された基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の上面に移動して載置する。

図３は、多関節アーム２０を模式的に示す側面図である。多関節アーム２０は、テーブル２２に固定された支持軸２４と、支持軸２４に沿って上下方向に移動できる第１アーム２６と、第１アーム２６に一端が回転可能に結合された第２アーム２８と、第２アーム２８の他端に一端が回転可能に結合された第３アーム３０とを備える。したがって、多関節アーム２０は、三次元空間を自在に動くことができる。第１アーム２６と第２アーム２８との結合部及び第２アーム２８と第３アーム３０の結合部には、モータ等の回転機構が設けられている（不図示）。

図４は、多関節アーム２０の第３アーム３０付近を模式的に示す底面図である。第３アーム３０の第２アーム２８と結合された端部と反対側の端部、すなわち多関節アーム２０の先端付近に吸着ヘッド４２を備える。吸着ヘッド４２は弾性体、例えばシリコーン樹脂等から構成されている。吸着ヘッド４２の中心には吸引口４２ａが設けられている。

吸着ヘッド４２を補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…の上面に接触させ、吸引口４２ａから空気を吸引することによって、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…は吸着ヘッド４２、すなわち多関節アーム２０に吸着保持される。本実施形態では吸着ヘッド４２を用いたが、吸着ヘッド４２以外の部材、例えば爪状部材によって補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…の周囲を保持しても良い。

吸着ヘッド４２は、回転軸４６に接続されていて、吸着した補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…がこれらの補強板面内で回転できるように構成されている（図４矢印参照）。回転軸４６には、モータ等の回転機構が設けられている（不図示）。このため、第２アーム２８又は第３アーム３０を回転させながら、多関節アーム２０で補強板配置台１６から基板配置台１８に補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を移動させる際、吸着ヘッド４２を回転させることにより、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を、基板配置台１６に配置されていた状態と同じ回転位置にすることができる。なお、回転軸４６は一方向にのみ回転するものであっても、両方向に回転するものであっても良い。

吸着ヘッド４２を回転させて補強１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…の回転位置を調整する作業は、補強板配置台１６から基板配置台１８に補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を移動させながら行っても良いし、基板配置台１８の基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の上方に、補強板配置台１６から補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を移動させた後で、基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の上面に載置する前に行っても良い。

多関節アーム２０は、その先端付近にＣＣＤカメラ等のカメラ４４を備える。カメラ４４を用いて吸着ヘッド４２の現在位置を把握し、補強板貼り付け装置１０に設けられた制御手段（不図示）によって多関節アーム２０を動かして、吸着ヘッド４２を所定の補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…の位置まで移動する。

また、カメラ４４を用いて、多関節アーム２０の移動に伴う補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…の回転位置のずれと、吸着ヘッド４２の現在位置を把握し、制御手段によって多関節アーム２０及び回転軸４６を動かして、吸着ヘッド４２に吸着保持された補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を、補強板配置台１６に配置されていたときと同じ回転位置に戻して、所定の基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の上方に移動することができる。

次に、補強板貼り付け装置１０を用いた補強板貼り付け方法について説明する。まず、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を補強板配置台１６に重ならないように並べ、基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…を基板配置台１８に重ならないように並べ、基板配置台１８を加熱する。そして、多関節アーム２０を動かし、カメラ４４を用いて吸着ヘッド４２の位置を把握しながら、補強板１２ａの上方に吸着ヘッド４２を配置させる。次に、第１アーム２６を下降させて、吸着ヘッド４２を補強板１２ａに接触させる。

その後、吸引口４２ａから空気を吸引することによって、吸着ヘッド４２に補強板１２ａを吸着させる。そして、第１アーム２６を上昇させて、補強板１２ａを補強板配置台１６から持ち上げる。次に、補強板１２ａが基板配置台１８の方向に移動するように、吸着ヘッド４２に補強板１２ａが吸着保持された状態で、第２アーム２８と第３アーム３０を回転させる。その後、カメラ４４を用いて吸着ヘッド４２の位置を把握しながら、補強板１２ａを所定位置で載置する基板１４ａの上方に、吸着ヘッド４２を配置させる。

そして、補強板１２ａの底面に設けられた接着層が基板１４ａに接近、または接触するまで第１アーム２６を下降させる。次に、補強板１２ａの底面に設けられ接着層が基板１４ａに接近または接触した状態で、吸引口４２ａからの空気の吸引を停止し、基板１４ａに補強板１２ａを載置する。基板１４ａに補強板１２ａが載置されると、補強板１２ａの底面に設けられた接着層は溶融し、補強板１４ａが基板１２ａに融着した積層体が得られる。なお、このとき、第１アーム２６を下降させて補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃを基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃに押し付けながら、補強板１４ａが基板１２ａに融着した積層体を作製することとしてもよい。

以下同様にして、補強板１２ｂは基板１４ｂの所定位置に融着され、補強板１２ｃは基板１４ｃの所定位置に融着される。そして、補強板配置台１６上の全ての補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…が、基板配置台１８上の全ての基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の所定位置に融着されたら、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…が基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…に融着された積層体の全てを、補強板貼り付け装置１０から搬出し、これらの積層体を室温下で冷却する。この積層体が室温まで冷却されると接着層は硬化し、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…が基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の所定位置に貼り付けられた積層体が得られる。

なお、本実施形態では、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…の上面に移動して載置し、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…に貼り付けることとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…を補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…の上面に移動して載置し、基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…を補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…に貼り付けても良い。

また、本実施形態では、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃと基板１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…とがほぼ同じ大きさを有するものとして本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。補強板は基板よりも小さくてもよい。

また、本実施形態では、１つの基板上に１つの補強板を貼り付けているが、本発明はこれに限定されるものではない。１つの基板上に複数の補強板を貼り付けてもよい。

また、本実施形態では、補強板配置部１８を加熱することにより、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃの接着層を溶融させることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、補強板配置部１６を加熱することにより、補強板１２ａ，１２ｂ，１２ｃの接着層を溶融させることとしてもよい。

本発明の補強板貼り付け装置における多関節アームは、チップ配置台に配置されたＩＣチップ等のチップを、前記基板配置台に配置された基板の上面に移動して載置するチップマウンターに用いることもできる。

１０…補強板貼り付け装置、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…補強板、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…基板、１６…補強板配置台、１８…基板配置台、２０…多関節アーム、２２…テーブル、２４…支持軸、２６…第１アーム、２８…第２アーム、３０…第３アーム、４２…吸着ヘッド、４２ａ…吸引口、４４…カメラ、４６…回転軸

Claims (6)

1. 基板の所定位置に補強板を貼り付ける補強板貼り付け装置であって、
   複数の補強板を配置する補強板配置台と、
   １又は複数の基板を配置する基板配置台と、
   前記補強板配置台と前記基板配置台との間に設置され、前記補強板配置台に配置された補強板を、前記基板配置台に配置された基板の上面に移動して載置する多関節アームとを有することを特徴とする補強板貼り付け装置。
2. 請求項１に記載の補強板貼り付け装置において、
   前記基板配置台を加熱する加熱手段を有することを特徴とする補強板貼り付け装置。
3. 請求項２に記載の補強板貼り付け装置において、
   前記補強板配置台を加熱する加熱手段を有することを特徴とする補強板貼り付け装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の補強板貼り付け装置において、
   前記多関節アームの先端付近に、前記補強板を吸着する吸着ヘッドを有することを特徴とする補強板貼り付け装置。
5. 請求項４に記載の補強板貼り付け装置において、
   前記吸着ヘッドは、吸着した前記補強板が回転できるように構成されたことを特徴とする補強板貼り付け装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の補強板貼り付け装置において、
   前記多関節アームの先端付近に、カメラを有することを特徴とする補強板貼り付け装置。

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