JP2016082112A - 部品圧着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピックアップしたフィルム状部品の垂れ下がりに起因する不良基板の発生を低減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】フィルム状部品３を吸着して基板２に押し付ける圧着ツール２１が、ブロック保持部３２のガイド４５に沿って移動自在な複数の主吸着ブロック３３と副吸着ブロック３４を備える。複数の主吸着ブロック３３によってフィルム状部品３の圧着部位の上方部Ｒａを吸着し、副吸着ブロック３４によってフィルム状部品３の基板２に対する非圧着部位の上方部Ｒｂを吸着する。
【選択図】図６

Description

本発明は、フィルム状部品を圧着ツールにより吸着して基板に圧着する部品圧着装置に関する。

従来、圧着ツールによって吸着したフィルム状部品を基板に圧着する部品圧着装置が知られている（例えば、下記の特許文献１及び２）。この部品圧着装置では、圧着ツールは部品供給部が供給するフィルム状部品の基板に対する圧着部位（主としてフィルム状部品の端子）の上方部を吸着してピックアップし、そのまま基板に押し付けるようになっている。

国際公開第２００６／１１８０１６号 特開２０１３−４２０７０号公報

しかしながら、上記従来の部品圧着装置では、フィルム状部品の圧着ツールによって吸着されない非圧着部位の一部（特にフィルム状基板の端部）が垂れ下がってしまい、その垂れ下がった部分が圧着時に邪魔になって正常な圧着が妨げられることにより不良基板が発生するおそれがあるという問題点があった。

そこで本発明は、ピックアップしたフィルム状部品の垂れ下がりに起因する不良基板の発生を低減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、フィルム状部品を圧着ツールにより吸着し、その吸着したフィルム状部品の基板に対する圧着部位を基板に押し付けて前記フィルム状部品を前記基板に圧着する部品圧着装置であって、前記圧着ツールは、水平面内の一の方向に延びたガイドを備えたブロック保持部と、前記ブロック保持部の前記ガイドに沿って移動自在に設けられ、前記フィルム状部品の前記圧着部位の上方部を吸着する複数の第１の吸着ブロックと、前記ブロック保持部の前記ガイドに沿って移動自在に設けられ、前記フィルム状部品の基板に対する非圧着部位の上方部を吸着する第２の吸着ブロックと、前記複数の第１の吸着ブロック及び前記第２の吸着ブロックを前記ガイド内の所望の位置に固定するブロック固定手段とを備えた。

本発明によれば、ピックアップしたフィルム状部品の垂れ下がりに起因する不良基板の発生を低減できる。

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が備える圧着ツールの正面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品圧着装置が備える圧着ツールの斜視図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置が備える圧着ツールの部分正面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品圧着装置が備える圧着ツールの部分拡大断面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品圧着装置が備える圧着ツールをフィルム状部品とともに示す斜視図 （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）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）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に示す部品圧着装置１は、基板２にフィルム状部品３を仮圧着する装置であり、基板２の縁部に設けられた複数の電極部２ａに、フィルム状部品３の端子３ａを載せて圧着する。ここでは説明の便宜上、図示しない作業者から見た左右方向（図１の紙面に垂直な方向）をＸ軸方向、作業者から見た前後方向（図１の紙面の左右方向）をＹ軸方向とする。また、上下方向をＺ軸方向とする。

図１において、部品圧着装置１は、基板２を保持する基板保持部１１、基板保持部１１に保持された基板２の下面のうち電極部２ａの下方を支持するバックアップステージ１２、バックアップステージ１２に隣接して設けられたカメラ１３、フィルム状部品３を供給する部品供給部１４及び部品供給部１４が供給するフィルム状部品３をピックアップする圧着ヘッド１５を備える。

図１において、圧着ヘッド１５はヘッド移動機構１５Ｍによって水平面内で移動される。圧着ヘッド１５は、圧着ツール２１と補助ツール２２を昇降シリンダ２３によって昇降させる。

図２及び図３（ａ），（ｂ）において、圧着ツール２１は全体としてＸ軸方向に延びた形状を有している。圧着ツール２１は、昇降シリンダ２３のピストンロッド２３ａの下端に取り付けられたベース部材３１、ベース部材３１の下面側に設けられたブロック保持部３２、ブロック保持部３２に保持された複数（ここでは３つ）の主吸着ブロック３３（第１の吸着ブロック）と２つの副吸着ブロック３４（第２の吸着ブロック）及びベース部材３１の後側に設けられた配管部材３５を備えている。

図１及び図３（ａ），（ｂ）において、ブロック保持部３２は、ベース部材３１の下面側に取り付けられた背面側部材４１、背面側部材４１の前面に配置された正面側部材４２、正面側部材４２を背面側部材４１に着脱自在に取り付ける複数の固定螺子４３及び背面側部材４１に内蔵されたヒータ４４を備える。背面側部材４１の前面と正面側部材４２の後面との間にはＸ軸方向に延びて下方に開口したガイド４５が形成されている。

ブロック保持部３２のガイド４５内には、３つの主吸着ブロック３３と２つの副吸着ブロック３４が挿入されている。ガイド４５内では３つの主吸着ブロック３３がＸ軸方向に３つ並んで配置され、これら３つの主吸着ブロック３３の列の左右外側に副吸着ブロック３４が１つずつ配置されている。すなわちガイド４５内には３つの主吸着ブロック３３と２つの副吸着ブロック３４がＸ軸方向に一列に並んだ状態となっている。３つの主吸着ブロック３３及び２つの副吸着ブロック３４はそれぞれ上半部が背面側部材４１と正面側部材４２によってＹ軸方向にクランプされており、下半部がブロック保持部３２の下方に突出した状態となっている（図２、図３（ａ），（ｂ）及び図４）。

主吸着ブロック３３と副吸着ブロック３４それぞれの上半部が背面側部材４１と正面側部材４２によってクランプされている状態から固定螺子４３を緩めると、背面側部材４１と正面側部材４２による主吸着ブロック３３と副吸着ブロック３４のクランプは解除される。よって、この状態においては、主吸着ブロック３３と副吸着ブロック３４はガイド４５に沿ってＸ軸方向に移動させることができ、主吸着ブロック３３と副吸着ブロック３４を所望の位置に移動させたところで固定螺子４３を締め付ければ、主吸着ブロック３３と副吸着ブロック３４を再度、背面側部材４１と正面側部材４２によってクランプすることができる。

このようにブロック保持部３２は、水平面内の一の方向（ここではＸ軸方向）に延びたガイド４５を備えており、主吸着ブロック３３と副吸着ブロック３４はそれぞれガイド４５に沿って移動自在となっている。そして、複数の固定螺子４３は、主吸着ブロック３３及び副吸着ブロック３４をガイド４５内の所望の位置に固定するブロック固定手段となっている。

図５（ａ），（ｂ）は、図４中の領域Ｒ０の拡大断面図である。図５（ａ），（ｂ）において、各主吸着ブロック３３は内部に内部管路３３Ｌを有しており、その内部管路３３Ｌは主吸着ブロック３３の下端の吸着口３３Ｈに連通している。主吸着ブロック３３の内部管路３３Ｌはその主吸着ブロック３３の前面又は側面に開口して配管コネクタ３３Ｋが接続されている（図４も参照）。

図５（ａ），（ｂ）において、各副吸着ブロック３４は内部に内部管路３４Ｌを有しており、その内部管路３４Ｌは副吸着ブロック３４の下端に取り付けられた押圧力吸収部材３４Ｊの下端の吸着口３４Ｈに連通している。押圧力吸収部材３４Ｊは、本実施の形態では、中空で蛇腹状の部材から成る。副吸着ブロック３４の内部管路３４Ｌはその副吸着ブロック３４の側面に開口して配管コネクタ３４Ｋが接続されている（図４）。

図３（ａ），（ｂ）において、主吸着ブロック３３の配管コネクタ３３Ｋと副吸着ブロック３４の配管コネクタ３４Ｋのそれぞれには真空圧供給用の真空配管５０の一端が接続されており、これら各真空配管５０の他端は配管部材３５に接続されている。配管部材３５の内部には主吸着ブロック３３及び副吸着ブロック３４それぞれから延びた真空配管５０を互いに連絡させる内部配管（図示せず）が形成されており、この内部配管への真空圧供給ポート３５Ｐが配管部材３５の上面側に設けられている。真空圧供給ポート３５Ｐは真空圧供給路５１によって真空圧供給部５２に繋がっている（図１）。

図３（ａ），（ｂ）及び図５（ａ），（ｂ）において、各副吸着ブロック３４の配管コネクタ３４Ｋに取り付けられた真空配管５０はブロック保持部３２の左右の端部から外部に延びている。左右の主吸着ブロック３３の配管コネクタ３３Ｋに取り付けられた真空配管５０は、隣接する副吸着ブロック３４をＸ軸方向に貫通して設けられたスリーブ３４Ｓ（或いは単に貫通路であってもよい）内を延びたうえで、ブロック保持部３２の左右の端部から外部に延びている。ここで、副吸着ブロック３４に設けられたスリーブ３４Ｓの軸線は左右に位置する主吸着ブロック３３の配管コネクタ３３Ｋの軸線と一致している。このため、左右に位置する主吸着ブロック３３とこれに隣接する副吸着ブロック３４をＸ軸方向に相対移動させると、左右の主吸着ブロック３３に取り付けられた真空配管５０は副吸着ブロック３４に設けられたスリーブ３４Ｓ内を軸方向に移動する。図５（ｂ）は、左右の主吸着ブロック３３と副吸着ブロック３４を接触させた状態を示している。

真空圧供給部５２から真空圧を供給すると、真空圧供給路５１、配管部材３５の内部配管及び各真空配管５０を介して主吸着ブロック３３の内部管路３３Ｌと副吸着ブロック３４の内部管路３４Ｌに真空圧が供給され、主吸着ブロック３３の吸着口３３Ｈと副吸着ブロック３４の吸着口３４Ｈに吸着力が発生する。主吸着ブロック３３と副吸着ブロック３４はそれぞれブロック保持部３２から選択的に取り外すことができるが、主吸着ブロック３３と副吸着ブロック３４はそれぞれ上述のように独立した真空圧供給経路を有しており、ブロック保持部３２から取り外しても他の真空圧供給経路に影響を与えない。このため圧着ツール２１は、取り扱うフィルム状部品３の形状及びサイズに応じて不要な主吸着ブロック３３又は副吸着ブロック３４をブロック保持部３２から取り外した状態で使用することができる。

図１において、補助ツール２２は、下方に突出した複数の吸着部２２Ｈを備えている。これら複数の吸着部２２Ｈは図示しない真空配管によって前述の真空圧供給部５２に繋がっており、圧着ツール２１が備える主吸着ブロック３３の吸着口３３Ｈ及び副吸着ブロック３４の吸着口３４Ｈと同様、各補助ツール２２の吸着部２２Ｈにも吸着力を発生させることができる。

圧着ヘッド１５によって基板２にフィルム状部品３を圧着（仮圧着）する場合には、圧着ヘッド１５は、先ず、部品供給部１４からフィルム状部品３を吸着してピックアップする。このフィルム状部品３の圧着時には、圧着ツール２１は複数の主吸着ブロック３３によってフィルム状部品３が備える端子３ａの上方部（すなわち基板２に対する圧着部位の上方部Ｒａ）を吸着する。また、これと同時に、２つの副吸着ブロック３４によって、端子３ａの並びの左右の両端部の上方部（すなわち基板２に対する非圧着部位の上方部Ｒｂ）を吸着する。更に、補助ツール２２は複数の吸着部２２Ｈによって、フィルム状部品３のうち端子３ａの後方部分を吸着する。なお、このように主吸着ブロック３３、副吸着ブロック３４及び補助ツール２２がフィルム状部品３の各所を適切に吸着できるように、作業者はフィルム状部品３の形状及びサイズに応じて主吸着ブロック３３、副吸着ブロック３４及び補助ツール２２の位置決めを予め行っておく。

図６（ａ），（ｂ）は、フィルム状部品３が端子３ａの並びの左右の両端の一端側に機能部品３Ｂを有するとともに、他端側にコネクタ３Ｃを備えている場合の例である。この場合には、フィルム状部品３の基板２に対する圧着部位の上方部Ｒａを３つの主吸着ブロック３３によって吸着し、基板２に対する非圧着部位の上方部Ｒｂ（機能部品３Ｂの上方部とコネクタ３Ｃの上方部）を２つの副吸着ブロック３４によって吸着する。このようにすれば、基板２に対する圧着部位の上方部Ｒａだけでなく非圧着部位の上方部Ｒｂも圧着ツール２１によって吸着されるので、圧着ツール２１によってピックアップしたフィルム状部品３は圧着部位の左右に位置する非圧着部位が垂れ下がった状態とならず、フィルム状部品３の圧着部位の並びの全体を水平姿勢に維持することができる。また、本実施の形態では、補助ツール２２によってフィルム状部品３の圧着部位の後方部分も吸着しているので、フィルム状部品３の全体を水平姿勢に維持することができる。

圧着ツール２１と補助ツール２２によってフィルム状部品３を吸着したら、圧着ヘッド１５は移動して、フィルム状部品３の下面の複数の端子３ａをカメラ１３の上方に位置させる。カメラ１３はフィルム状部品３の端子３ａを１つずつ下方から撮像し（図７（ａ））、各端子３ａの位置を認識する。次いで、圧着ヘッド１５はカメラ１３による認識結果に基づいて移動し、フィルム状部品３の複数の端子３ａを対応する基板２の電極部２ａの上方に位置させる（図７（ｂ））。そして、昇降シリンダ２３が圧着ツール２１を下降させ、フィルム状部品３の端子３ａを基板２の電極部２ａに載せるように圧着ツールを２１押し下げつつ（図７（ｂ）→図８（ａ）→図８（ｂ））、ヒータ４４が主吸着ブロック３３を加熱する。これによりフィルム状部品３が基板２に押し付けられる一方、基板２の電極部２ａに予め貼付しておいたテープ状の接着材料が熱硬化するので、フィルム状部品３の端子３ａと基板２の電極部２ａは強固に接合され、フィルム状部品３は基板２に圧着された状態となる。

このようにしてフィルム状部品３は基板２に圧着されるのであるが、フィルム状部品３は圧着ツール２１によって圧着部位の上方部Ｒａだけでなくその左右の端部の非圧着部位の上方部Ｒｂも吸着されているので、フィルム状部品３の一部（特に端部）が垂れ下がってしまうようなことはない。このため、フィルム状部品３の圧着工程において、フィルム状部品３の垂れ下がった部分が邪魔になって正常な圧着が妨げられるような事態は発生しない。

図９（ａ）は図８（ａ）中に示す領域Ｒ１の拡大図であり、図９（ｂ）は図８（ｂ）中に示す領域Ｒ２に拡大図である。本実施の形態において、圧着ツール２１によってフィルム状部品３を基板２に押し付けると（図９（ａ）→図９（ｂ））、押圧力吸収部材３４Ｊは押し縮められ、圧着ツール２１がこれらの部品（機能部品３Ｂ及びコネクタ３Ｃ）を基板２に押し付けようとする押圧力が吸収される（図９（ｂ））。このため基板２への押し付けを避けるべき機能部品３Ｂやコネクタ３Ｃがフィルム状部品３の圧着時に基板２に押し付けられしまうことはなく、これらの部品が破損に至る事態が防止される。

以上説明したように、本実施の形態における部品圧着装置１によれば、複数の主吸着ブロック３３（第１の吸着ブロック）によってフィルム状部品３の圧着部位の上方部Ｒａを吸着し、副吸着ブロック３４（第２の吸着ブロック）によって、フィルム状部品３の基板２に対する非圧着部位の上方部Ｒｂを吸着することで、フィルム状部品３を、圧着部位の並びの端部の垂れ下がりを生じさせることなく、ピックアップすることができる。このため、フィルム状部品３の垂れ下がりに起因する不良基板の発生を低減することができる。

なお、上述の実施の形態では、副吸着ブロック３４（第２の吸着ブロック）が下端に備える押圧力吸収部材３４Ｊは蛇腹状のものであったが、押圧力吸収部材３４Ｊは、フィルム状部品３を基板２に対して押し付ける方向に弾性変形自在なものであればよい。よって押圧力吸収部材３４Ｊは必ずしも蛇腹状のものである必要はなく、例えば、筒状のゴム製の管等であってもよい。

また、上述の実施の形態では、第２の吸着ブロックとしての副吸着ブロック３４が、第１の吸着ブロックとしての主吸着ブロック３３の列の左右両側に１つずつ設けられていたが、これはフィルム状部品３の圧着部位の左右両端の垂れを防止するためである。よって、フィルム状部品３の形状等によっては、副吸着ブロック３４は主吸着ブロック３３の列の左右一方のみに設けられていてもよい。また、副吸着ブロック３４の主吸着ブロック３３に対する位置は任意であるし、数も２つに限られない。フィルム状部品３の形状等によっては、複数の主吸着ブロック３３の間に副吸着ブロック３４が配置されていてもよい。

ピックアップしたフィルム状部品の垂れ下がりに起因する不良基板の発生を低減できる部品圧着装置を提供する。

１ 部品圧着装置
２ 基板
３ フィルム状部品
２１ 圧着ツール
３２ ブロック保持部
３３ 主吸着ブロック（第１の吸着ブロック）
３４ 副吸着ブロック（第２の吸着ブロック）
３４Ｊ 押圧力吸収部材
４３ 固定螺子（ブロック固定手段）
４５ ガイド
Ｒａ 圧着部位の上方部
Ｒｂ 非圧着部位の上方部

Claims (3)

1. フィルム状部品を圧着ツールにより吸着し、その吸着したフィルム状部品の基板に対する圧着部位を基板に押し付けて前記フィルム状部品を前記基板に圧着する部品圧着装置であって、
   前記圧着ツールは、
   水平面内の一の方向に延びたガイドを備えたブロック保持部と、
   前記ブロック保持部の前記ガイドに沿って移動自在に設けられ、前記フィルム状部品の前記圧着部位の上方部を吸着する複数の第１の吸着ブロックと、
   前記ブロック保持部の前記ガイドに沿って移動自在に設けられ、前記フィルム状部品の基板に対する非圧着部位の上方部を吸着する第２の吸着ブロックと、
   前記複数の第１の吸着ブロック及び前記第２の吸着ブロックを前記ガイド内の所望の位置に固定するブロック固定手段とを備えたことを特徴とする部品圧着装置。
2. 前記第２の吸着ブロックは、前記複数の第１の吸着ブロックの列の外側の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の部品圧着装置。
3. 前記第２の吸着ブロックは、前記フィルム状部品を前記基板に対して押し付ける方向に弾性変形自在な押圧力吸収部材を介して前記フィルム状部品の前記非圧着部の上方部を吸着することを特徴とする請求項１又は２に記載の部品圧着装置。

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