JP2016046281A - 部品圧着装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品の配列ピッチに応じた自由度の高い部品の一括圧着が可能であり、作業効率を高めることができる部品圧着装置を提供することを目的とする。【解決手段】基板２の下面の領域のうち複数の電極２ｄの下方の領域を下受け部１３の透明部材１３ｂにより支持し、複数の圧着ツール３２Ｔによって下受け部１３により下面が支持された基板２に部品３を押し付けるとき、透明部材１３ｂを通して基板２の下面側から接着部材４に光１５Ｌを照射する。複数の圧着ツール３２Ｔはその並び方向に移動自在であり、透明部材１３ｂは複数の圧着ツール３２Ｔの並び方向の移動可能範囲の全域をカバーできる寸法を有するようにすることで、光照射部１５は透明部材１３ｂの全域に光１５Ｌを照射できる構成とする。【選択図】図１

Description

本発明は、基板の縁部に並んで設けられた複数の電極のそれぞれに接着部材を介して部品を接合する部品圧着装置に関するものである。
部品圧着装置は、基板の縁部に設けられた複数の電極に接着部材を介して部品を接合する装置であり、基板の下面の領域のうち電極の下方の領域を支持する下受け部と、下受け部の上方に配置された圧着ツールを備えており、圧着ツールが下受け部に支持された基板に部品を押し付けると、部品が接着部材の接合力によって基板に接合される。圧着ツールと下受け部が複数組設けられている場合には、これらの配列ピッチを基板上の部品のピッチに合わせることにより、部品の配列ピッチによらず複数の部品を一括して圧着することができる。基板に圧着しようとする部品の数が圧着ツールの数よりも多い場合には全ての部品を一度の圧着動作で圧着することはできないため、この場合には、複数の電極のうちの一部についての圧着動作を、圧着ツールに対する電極の位置をずらしながら複数回行うようにする。
一方、部品圧着装置の中には、接着部材に光硬化型のものを用いたものが知られている（例えば、特許文献１）。このタイプの部品圧着装置では、各下受け部は透明部材によって電極の下方の領域を支持する。そして、圧着ツールにより基板に部品が基板に押し付けられるとき、光照射部は透明部材を通して基板の下面側から接着部材に光を照射する。これにより接着部材は光硬化するので、通常よりも低温で部品を接合することができる。このような光硬化型の接着部材を用いた部品圧着装置では、圧着ツールと下受け部だけでなく、光照射部もその配列方向に移動自在な構成とすることにより、部品の配列ピッチによらず部品を一括して圧着することができる。
特開平９−６９５４３号公報
しかしながら、光硬化型の接着部材を用いた部品圧着装置では、光照射部の移動方向の幅寸法は圧着ツールの移動方向の幅寸法よりも大きく、光照射部の最小配列ピッチは圧着ツールの最小配列ピッチより大きい。このため、一括して圧着できる部品の最小配列ピッチは光照射部のサイズによって制限されて、作業効率の向上が妨げられる。
そこで本発明は、部品の配列ピッチに応じた自由度の高い部品圧着が可能であり、作業効率を高めることができる部品圧着装置を提供することを目的とする。
本発明の部品圧着装置は、透明材料から成る基板の縁部に並んで設けられた複数の電極のそれぞれに光硬化型の接着部材を介して予め取り付けられた部品を前記基板に押し付けて接合する部品圧着装置であって、前記基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された前記基板の下面の領域のうち、前記複数の電極の下方の領域を透明部材により支持する下受け部と、前記透明部材の上方に並んで配置され、前記下受け部により下面が支持された前記基板に前記部品を押し付ける複数の圧着ツールと、前記圧着ツールにより前記基板に前記部品が押し付けられるとき、前記透明部材を通して前記基板の下面側から前記接着部材に光を照射する光照射部とを備え、前記複数の圧着ツールはその並び方向に移動自在であるとともに、前記透明部材は前記複数の圧着ツールの前記並び方向の移動可能範囲の全域をカバーできる寸法を有しており、前記光照射部は前記透明部材の全域に光を照射する。
本発明によれば、部品の配列ピッチに応じた自由度の高い部品圧着が可能であり、作業効率を高めることができる。
本発明の一実施の形態における部品圧着装置の斜視図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の側面図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の部分正面図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置が作業対象とする基板の部分分解斜視図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置が備える下受け部の斜視図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の部分拡大側面図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の制御系統を示すブロック図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品圧着装置の動作説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品圧着装置の動作説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品圧着装置の動作説明図
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１、図２及び図３は本発明の一実施の形態における部品圧着装置１を示している。部品圧着装置１は、基板２の縁部２Ｆに予め取り付けられた（仮固定された）複数の部品３を圧着する装置である。ここでは部品圧着装置１が、液晶パネル製造システムにおける本圧着装置として使用される場合を例にして説明する。
基板２はガラス等の透明材料から成り、全体として長方形形状を有している。基板２が備える四辺のうち直交する２つの縁部２Ｆのそれぞれには複数の電極２ｄが並んで設けられている（図４）。各電極２ｄには紫外線等の光の照射を受けて硬化する光硬化型のテープ状の接着部材４を介して駆動用集積回路（ドライバＩＣ）等の部品３が取り付けられている。本実施の形態では、基板２の一方（長辺側）の縁部２Ｆには８つの部品３が等間隔で取り付けられており、基板２の他方（短辺側）の縁部２Ｆには４つの部品３が等間隔で取り付けられている。光硬化型の接着部材４は、光の照射を受けて光硬化することで、通常よりも低温で接合力を発揮する接着剤である。
図１、図２及び図３において、部品圧着装置１は、基台１１上に基板保持移動部１２、下受け部１３、圧着部１４及び光照射部１５を備えている。基板保持移動部１２は、基板２の下面を真空吸着等によって保持するテーブル状の基板保持部１２ａと、基板保持部１２ａを移動させる保持部移動機構１２ｂを有する。保持部移動機構１２ｂは、基板保持部１２ａを、作業者ＯＰから見た左右方向（Ｘ軸方向とする）、前後方向（Ｙ軸方向とする）及び上下方向（Ｚ軸方向とする）に自在に移動させる。
図１及び図２において、下受け部１３は基板保持移動部１２の後方領域に設けられている。下受け部１３は基台１１上をＸ軸方向に延びて設けられたベース部１３ａと、ベース部１３ａの上面１３Ｊ（図５も参照）に設けられた透明部材１３ｂを有する。
図５及び図６において、ベース部１３ａの上部には、後方から前上方に向けて斜めに延びて貫通した光通路１３Ｔが設けられている。光通路１３Ｔのベース部１３ａの上面１３Ｊにおける開口部（上部開口１３Ｋａ）は、ベース部１３ａの上面１３Ｊの幅方向（Ｘ軸方向）領域のほぼ全域にわたる長さを有しており、光通路１３Ｔの下側の開口部（下部開口１３Ｋｂ）も上部開口１３Ｋａと同じ幅を有している。
透明部材１３ｂはガラス等の透明材料から成る長尺のブロック状の部材である。透明部材１３ｂはベース部１３ａの上面１３Ｊにおいて光通路１３Ｔを塞いで設けられており、後述する４つの圧着ツール３２Ｔの並び方向（Ｘ軸方向）の移動可能範囲の全域をカバーできる寸法を有している。透明部材１３ｂはベース部１３ａの上面１３Ｊにおいて、光通路１３Ｔを塞いで設けられている。ベース部１３ａの上部領域には、発熱動作によって透明部材１３ｂの全域を一様に加熱する下方ヒータ１３Ｈが設けられている。
図１、図２及び図３において、圧着部１４は、基台１１上に設けられた門型フレーム３１と、門型フレーム３１に取り付けられた複数（ここでは４つ）の圧着シリンダ３２を備えて成る。門型フレーム３１は、下受け部１３の上方をＸ軸方向に延びた横架部３１ａと、横架部３１ａの両端を支持する２つの支柱３１ｂから成る。横架部３１ａの前面にはＸ軸方向に延びた上下一対のガイド３１Ｇが設けられている。
図２及び図３において、各圧着シリンダ３２はピストンロッド３２Ｒを下方に向けた姿勢でシリンダチューブ３２Ｃが上記一対のガイド３１Ｇに取り付けられている。各圧着シリンダ３２のピストンロッド３２Ｒの下端には圧着ツール３２Ｔが取り付けられている。そして、各圧着シリンダ３２において、シリンダチューブ３２Ｃはガイド３１Ｇに沿ってＸ軸方向にスライドさせることができるようになっており（図３中に示す矢印Ａ）、４つの圧着ツール３２Ｔはその並び方向（Ｘ軸方向）に移動自在な構成となっている。各圧着シリンダ３２の圧着ツール３２Ｔには上方ヒータ３２Ｈが内蔵されており、発熱動作によってその圧着ツール３２Ｔを加熱する。各圧着ツール３２Ｔは、下受け部１３が備える透明部材１３ｂの上方に位置する。
図３において、横架部３１ａの前面には複数の位置決め穴３１ＨがＸ軸方向に並んで設けられている。これら複数の位置決め穴３１Ｈから選択した１つと、圧着シリンダ３２のシリンダチューブ３２Ｃに設けられた１つの孔（図示せず）とを前後に合致させた状態で横架部３１ａの前面側からピン３２Ｐを挿入することにより、その圧着シリンダ３２を横架部３１ａに固定することができる。４つの圧着シリンダ３２は、圧着ツール３２Ｔの配列ピッチが部品３の配列ピッチに応じたピッチと一致するように、横架部３１ａに位置決め固定される。
図１及び図２において、光照射部１５は、下受け部１３の後方領域に設けられている。光照射部１５は基台１１上をＸ軸方向に延びて設けられた照射部ベース１５ａと、照射部ベース１５ａの上部に設けられた照射部本体１５ｂを備える。照射部本体１５ｂは、紫外線等の光１５Ｌを射出する光源１５Ｇを備えている。
光源１５Ｇは、例えばＸ軸方向に並んで設けられた複数のＬＥＤランプ（図示せず）から成り、全体として、Ｘ軸方向の全域から均等な強度の光１５Ｌを前上方に向けて射出する。図６において、光源１５Ｇが前上方に射出した光１５Ｌは、下受け部１３に設けられた下部開口１３Ｋｂから光通路１３Ｔに入射する。光通路１３Ｔに入射した光１５Ｌはそのまま透明部材１３ｂを透過して接着部材４に至る。ここで、光照射部１５はＸ軸方向の全域から光１５Ｌを照射するので、透明部材１３ｂはその全域に光が照射されることになる。
図７において、基板保持移動部１２の作動制御は、部品圧着装置１が備える制御装置３０によってなされる。また、各圧着シリンダ３２の作動制御、光照射部１５の作動制御、下方ヒータ１３Ｈ及び各圧着シリンダ３２が備える上方ヒータ３２Ｈの作動制御も制御装置３０によってなされる。
次に、部品圧着装置１により基板２に部品３を圧着する作業（部品圧着作業）について説明する。ここでは、基板２の長辺側の縁部２Ｆに取り付けられた８つの部品３を基板２に圧着した後、基板２の短辺側の縁部２Ｆに取り付けられた４つの部品３を基板２に圧着する手順を示す。基板２の長辺側の縁部２Ｆに取り付けられた８つの部品３は、４つの圧着ツール３２Ｔでは一度の一括圧着動作で全てを圧着できない。このため、８つの部品を２つに分け、初めに１つ飛びの４つの部品３（最初の圧着対象）を圧着した後、次いで残りの４つの部品３（次の圧着対象）を圧着する。
作業者ＯＰは、先ず、最初の圧着対象の部品３を圧着する準備を行う。具体的には、４つの圧着ツール３２Ｔが、１つ飛びの４つの部品３の間隔（部品３の配列ピッチの２倍）に対応する配列ピッチになるように圧着シリンダ３２の位置決めを行う。圧着ツール３２Ｔの位置決めが終了したら、作業者ＯＰは、制御装置３０に繋がる操作部４１（図７）から所定の入力操作を行う。この入力操作を受けた制御装置３０は、下方ヒータ１３Ｈと各圧着ツール３２Ｔの上方ヒータ３２Ｈを作動させて、下受け部１３の透明部材１３ｂと各圧着ツール３２Ｔをそれぞれ所定の温度まで昇温させる。
透明部材１３ｂと各圧着ツール３２Ｔがそれぞれ所定の温度まで昇温したら、図示しない基板搬送装置が基板２を搬入し、基板保持部１２ａはその基板２を受け取って保持する。そして、基板保持移動部１２の保持部移動機構１２ｂが基板保持部１２ａを移動させ、最初の圧着対象の４つの部品３が４つの圧着ツール３２Ｔの下方に位置し（図８（ａ））、残りの（次の圧着対象の）４つの部品３が４つの圧着ツール３２Ｔの下方からずれた位置に位置するようにする（図９（ａ））。これにより下受け部１３は、基板保持部１２ａに保持された基板２の下面の領域のうち、４つの電極２ｄの下方の領域を透明部材１３ｂにより支持した状態となる。
上記のようにして、最初の圧着対象の４つの部品３が４つの圧着ツール３２Ｔの下方に位置したら、４つの圧着シリンダ３２が一括して圧着ツール３２Ｔを下降させる。これにより４つの圧着ツール３２Ｔが、圧着対象の４つの部品３を基板２に押し付ける（図８（ｂ）及び図９（ｂ）中に示す矢印Ｂ１）。このように加熱環境下で圧着ツール３２Ｔが下受け部１３に支持された基板２に部品３を押し付けることにより、部品３が接着部材４の接合力によって基板２（電極２ｄ）に接合される。
上記のようにして圧着ツール３２Ｔにより基板２に部品３が押し付けられるとき、光照射部１５は下部開口１３Ｋｂから光通路１３Ｔ内に光１５Ｌを入射することにより、光通路１３Ｔに繋がる透明部材１３ｂを通して基板２の下面側から各接着部材４に光１５Ｌを照射する（図８（ｂ）及び図９（ｂ））。光通路１３Ｔに入射した光１５Ｌが接着部材４に達するとその接着部材４は光硬化する。
このように本実施の形態における部品圧着装置１では、下受け部１３の透明部材１３ｂが４つの圧着ツール３２Ｔの並び方向の移動可能範囲の全域をカバーできる寸法を有しており、各接着部材４に光１５Ｌを照射する光照射部１５は、透明部材１３ｂの全域に光１５Ｌを照射するようになっているので、圧着ツール３２Ｔを任意の位置に位置させて部品３の圧着を行うことができる。このため、部品３の配列ピッチに応じた自由度の高い部品３の一括圧着を行うことが可能である。
最初の圧着対象の４つの部品３が電極２ｄに圧着されたら、４つの圧着シリンダ３２は圧着ツール３２Ｔを上昇させる（図９（ｃ）中に示す矢印Ｂ２）。そして、保持部移動機構１２ｂは、基板保持部１２ａを（すなわち基板２を）部品３の配列ピッチ分だけＸ軸方向に移動させる（図１０（ａ））中に示す矢印Ｃ）。これにより、既に電極２ｄに圧着された最初の圧着対象の４つの部品３（図１０（ａ）において破線の楕円で囲んだ部品３）は、４つの圧着ツール３２Ｔの下方からずれた位置に位置し、代わりに、次の圧着対象の４つの部品３が４つの圧着ツール３２Ｔの下方に位置する（図１０（ａ））。
上記のようにして、次の圧着対象の４つの部品３が４つの圧着ツール３２Ｔの下方に位置したら、４つの圧着シリンダ３２が作動して圧着ツール３２Ｔを一括して下降させ、圧着対象の４つの部品３を基板２に押し付ける（図８（ｂ）及び図１０（ｂ）中に示す矢印Ｂ１）。また、このとき光照射部１５は光１５Ｌを照射する（図８（ｂ）及び図１０（ｂ））。これにより、次の圧着対象の４つの部品３が対応する電極２ｄに圧着（本圧着）される。
次の圧着対象の部品３が電極２ｄに圧着されたら、４つの圧着シリンダ３２は圧着ツール３２Ｔを上昇させる（図１０（ｃ）中に示す矢印Ｂ２）。そして、基板保持移動部１２は、下受け部１３の上方から基板２の長辺側の縁部２Ｆを退避させる。基板２の縁部２Ｆが退避したら、作業者ＯＰは、次いで、基板２の短辺側の縁部２Ｆに取り付けられた４つの部品３を基板２の電極２ｄに圧着する準備を行う。具体的には、基板２の短辺側の縁部２Ｆに取り付けられた４つの部品３の間隔に応じたピッチで圧着ツール３２Ｔの配列ピッチ調整を行う。圧着ツール３２Ｔの配列ピッチの調整を行ったら、作業者ＯＰは操作部４１から所定の入力操作を行う。これにより基板保持移動部１２は基板２を９０度回転させる動作を行い、圧着シリンダ３２は基板２の長辺側の縁部２Ｆに部品３を圧着したときと同様の動作によって、基板２の短辺側の縁部２Ｆに部品３を圧着する。
基板２の短辺側の縁部２Ｆに取り付けられている部品３の圧着では部品３の数は圧着ツール３２Ｔの数と同数（４つ）であるので、４つの圧着ツール３２Ｔの一括動作は１回だけ行われる。これにより基板２の短辺側の縁部２Ｆに４つの部品３が圧着されたら、基板保持移動部１２は、下受け部１３の上方から基板２の短辺側の縁部２Ｆを退避させる。基板２の縁部２Ｆが退避したら、図示しない基板搬出装置が基板保持部１２ａから基板２を受け取って、部品圧着装置１の外部に搬出する。
以上説明したように、本実施形態における部品圧着装置１では、下受け部１３の透明部材１３ｂが４つの圧着ツール３２Ｔの並び方向（Ｘ軸方向）の移動可能範囲の全域をカバーできる寸法を有しており、また、各接着部材４に光１５Ｌを照射する光照射部１５は、透明部材１３ｂの全域に光１５Ｌを照射するようになっているので、圧着ツール３２Ｔを任意の位置に位置させて部品３の圧着を行うことができる。このため、部品３の配列ピッチに応じた自由度の高い部品３の一括圧着が可能であり、これにより作業効率を高めることができる。
部品の配列ピッチに応じた自由度の高い部品の一括圧着が可能であり、作業効率を高めることができる部品圧着装置を提供する。
１ 部品圧着装置
２ 基板
２Ｆ 縁部
２ｄ 電極
３ 部品
４ 接着部材
１２ａ 基板保持部
１３ 下受け部
１３ｂ 透明部材
３２Ｔ 圧着ツール
１５ 光照射部
１５Ｌ 光

Claims (1)

  1. 透明材料から成る基板の縁部に並んで設けられた複数の電極のそれぞれに光硬化型の接着部材を介して予め取り付けられた部品を前記基板に押し付けて接合する部品圧着装置であって、
    前記基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部に保持された前記基板の下面の領域のうち、前記複数の電極の下方の領域を透明部材により支持する下受け部と、
    前記透明部材の上方に並んで配置され、前記下受け部により下面が支持された前記基板に前記部品を押し付ける複数の圧着ツールと、
    前記圧着ツールにより前記基板に前記部品が押し付けられるとき、前記透明部材を通して前記基板の下面側から前記接着部材に光を照射する光照射部とを備え、
    前記複数の圧着ツールはその並び方向に移動自在であるとともに、前記透明部材は前記複数の圧着ツールの前記並び方向の移動可能範囲の全域をカバーできる寸法を有しており、
    前記光照射部は前記透明部材の全域に光を照射することを特徴とする部品圧着装置。
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