JP3255166B2 - Thermocompression bonding equipment - Google Patents
Thermocompression bonding equipmentInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を液晶パ
ネルの縁部に熱圧着する熱圧着装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermocompression bonding apparatus for thermocompression bonding an electronic component to an edge of a liquid crystal panel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】回路モジュールの製造プロセスでは、基
板などのワークに、ＡＣＦ（異方性導電体）やＴＣＰ
（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）等の他
のワークを熱圧着するために、熱圧着装置が用いられ
る。2. Description of the Related Art In a circuit module manufacturing process, an ACF (anisotropic conductor) or TCP
A thermocompression bonding apparatus is used to thermocompression-bond other workpieces such as (Tape Carrier Package).
【０００３】図４は、従来の熱圧着装置の圧着ヘッドの
一部断面図である。図４において、１は上下方向Ｎ１に
昇降する移動ブロック、２は移動ブロック１の下部に支
持され熱源としてのヒータ３を内蔵する加熱ツールであ
り、加熱ツール２の下端面は、ワークを熱圧着するため
の加圧面２ａとなっている。FIG. 4 is a partial sectional view of a crimping head of a conventional thermocompression bonding apparatus. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a moving block that moves up and down in the vertical direction N1. Reference numeral 2 denotes a heating tool that is supported below the moving block 1 and has a built-in heater 3 as a heat source. Pressurizing surface 2a.
【０００４】ここで、熱圧着を精度良く行うためには、
加圧面２ａの高い位置精度が欠かせない。一方、加熱ツ
ール２はヒータ３を内蔵しており約４００°Ｃ前後の高
温となっている。この熱が、移動ブロック１側に伝わる
と、移動ブロック１が熱的な歪みを生じ加圧面２ａの位
置精度が低下する。そこで、従来の熱圧着装置では、高
温の加熱ツール２と移動ブロック１との間に、断熱材４
を介装し、移動ブロック１への伝熱を抑えていた。Here, in order to perform thermocompression with high accuracy,
High positional accuracy of the pressing surface 2a is indispensable. On the other hand, the heating tool 2 has a built-in heater 3 and has a high temperature of about 400 ° C. When this heat is transmitted to the moving block 1 side, the moving block 1 causes thermal distortion, and the positional accuracy of the pressing surface 2a is reduced. Therefore, in a conventional thermocompression bonding apparatus, a heat insulating material 4 is provided between the high-temperature heating tool 2 and the moving block 1.
The heat transfer to the moving block 1 was suppressed.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を採用しても、断熱材４が熱的に飽和すると、
移動ブロック１側への伝熱が発生する。また、移動ブロ
ック１側は、一般に熱容量が大きく、一旦移動ブロック
１への伝熱が始まると、移動ブロック１側が熱的な定常
状態になるまで非常に長い時間を要する。又、移動ブロ
ック１側の温度が変化してゆく間、移動ブロック１側の
熱的な歪みも変化し、その結果加圧面２ａの位置も時々
刻々と変化する。このような状態では、十分な位置精度
を得ることは極めて困難になる。However, even if such a configuration is adopted, if the heat insulating material 4 is thermally saturated,
Heat transfer to the moving block 1 side occurs. In addition, the moving block 1 generally has a large heat capacity, and once heat transfer to the moving block 1 starts, it takes a very long time until the moving block 1 becomes in a thermal steady state. Further, while the temperature of the moving block 1 changes, the thermal distortion of the moving block 1 also changes, and as a result, the position of the pressing surface 2a also changes every moment. In such a state, it is extremely difficult to obtain sufficient positional accuracy.
【０００６】そこで本発明は、加熱ツールによる熱的悪
影響を抑制できる熱圧着装置を提供することを目的とす
る。[0006] Therefore, an object of the present invention is to provide a thermocompression bonding apparatus which can suppress a thermal adverse effect caused by a heating tool.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の熱圧着装置は、
電子部品を液晶パネルの縁部に熱圧着する熱圧着装置で
あって、液晶パネルを下受けする下受台と、圧着ヘッド
と、圧着ヘッドを前記液晶パネルに向かって進退させる
進退機構とを備え、前記圧着ヘッドが、移動ブロック
と、移動ブロックに支持され且つ熱源を備えた加熱ツー
ルと、移動ブロックと加熱ツールとの間に介装され前記
加熱ツールからの熱が前記移動ブロックへ伝わるのを遮
断する多孔質材と、多孔質材に気体を供給し多孔質材か
ら外部へ気体を流通させる気体供給部とを備えている。The thermocompression bonding apparatus according to the present invention comprises:
A thermocompression bonding apparatus for thermocompression bonding an electronic component to an edge of a liquid crystal panel, comprising: a lower support for receiving a liquid crystal panel; a pressure bonding head; and an advance / retreat mechanism for moving the pressure bonding head toward and away from the liquid crystal panel. the crimping head includes a movable block is supported by a movable block and and heating tool with a heat source, it is interposed between the moving block and the heating tool the
Blocks heat from the heating tool from being transferred to the moving block
It comprises a porous material you cross, and a gas supply unit for circulating the gas to the outside from supplying gas to the porous material porous material.
【０００８】この発明において、気体供給部から供給さ
れる気体は、移動ブロックと高温の加熱ツールとの間に
ある多孔質材から外部へ排出される。ここで、加熱ツー
ルが高温となっても、加熱ツールの熱は、この気体に伝
達され熱を受け取った気体は直ちに外部へ排出され、次
々と新たな気体が供給されるから、加熱ツールの熱のほ
とんどは、外部へ排出される気体に奪われ、移動ブロッ
クには殆ど伝わらない。即ち、多孔質材内から外部へ排
出される気体によって、移動ブロックは高温の加熱ツー
ルから熱的に遮断されるものである。このため、移動ブ
ロックは殆ど熱的な歪みを発生せず加熱ツールの位置精
度を高く保持することができる。In the present invention, the gas supplied from the gas supply section is discharged to the outside from the porous material between the moving block and the high-temperature heating tool. Here, even if the temperature of the heating tool becomes high, the heat of the heating tool is transferred to this gas, and the gas that receives the heat is immediately discharged to the outside, and new gas is supplied one after another. Most of the water is taken away by the gas discharged to the outside, and is hardly transmitted to the moving block. That is, the moving block is thermally shielded from the high-temperature heating tool by the gas discharged from the inside of the porous material to the outside. For this reason, the moving block hardly generates thermal distortion, and can maintain high positional accuracy of the heating tool.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】次に図面を参照しながら、本発明
の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形
態における熱圧着装置の斜視図、図２および図３は本発
明の一実施の形態における熱圧着装置の圧着ヘッドの断
面図である。図１において、５は基台であり、基台５上
に設けられたＸテーブル６、Ｙテーブル７、θテーブル
８によって、保持部９が、ＸＹθ方向移動自在となって
いる。この保持部９は、液晶パネル１０の下面中央部を
吸着している。したがって、Ｘテーブル６、Ｙテーブル
７、θテーブル８を駆動すれば、液晶パネル１０を自在
に位置決めできる。そして、液晶パネル１０の縁部に
は、ワークとしての電子部品１１が搭載されており、こ
の熱圧着装置は、電子部品１１を液晶パネル１０に熱圧
着するものである。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a thermocompression bonding apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views of a crimping head of the thermocompression bonding apparatus according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a base, and an X table 6, a Y table 7, and a θ table 8 provided on the base 5 allow the holding unit 9 to move in the XYθ directions. The holding portion 9 sucks the center of the lower surface of the liquid crystal panel 10. Therefore, by driving the X table 6, the Y table 7, and the θ table 8, the liquid crystal panel 10 can be freely positioned. An electronic component 11 as a work is mounted on the edge of the liquid crystal panel 10, and this thermocompression bonding apparatus is for thermocompression bonding the electronic component 11 to the liquid crystal panel 10.
【００１０】また基台５の後部には、Ｘ方向と平行な上
下一対の台部１２が設けてあり、下方の台部１２には、
液晶パネル１０の縁部下面を下受けする下受台１３が立
設されている。そして、上方の台部１２の上部には、圧
着ヘッド１４を昇降させる進退機構としてのシリンダ１
５が配設されている。シリンダ１５を駆動すると、圧着
ヘッド１４を電子部品１１へ向けて下降させ、電子部品
１１を液晶パネル１０に熱圧着できる。A pair of upper and lower pedestals 12 are provided at the rear of the base 5 in parallel with the X direction.
A lower support 13 that supports the lower surface of the edge of the liquid crystal panel 10 is provided upright. A cylinder 1 as an advancing / retracting mechanism for raising and lowering the pressure bonding head 14 is provided above the upper base 12.
5 are provided. When the cylinder 15 is driven, the pressure bonding head 14 is lowered toward the electronic component 11, and the electronic component 11 can be thermally bonded to the liquid crystal panel 10.
【００１１】次に、図１〜図３を参照しながら、圧着ヘ
ッド１４の詳細な構造を説明する。図２において、１６
は上方の台部１２に垂直に立設された支持板であり（図
１も参照）、支持板１６の前面には、垂直なガイドレー
ル１７が固定されている。そして、圧着ヘッド１４全体
を保持するフレーム１９の背面に設けられたスライダ１
８が、ガイドレール１７とスライド自在に係合してい
る。さらに、フレーム１９の頂部には、シリンダ１５の
ロッド１５ａが連結されている。したがって、シリンダ
１５を駆動すると、フレーム１９ごと圧着ヘッド１４全
体を昇降させることができる。Next, the detailed structure of the pressure bonding head 14 will be described with reference to FIGS. In FIG.
Is a support plate vertically provided on the upper base 12 (see also FIG. 1), and a vertical guide rail 17 is fixed to the front surface of the support plate 16. Then, the slider 1 provided on the back surface of the frame 19 that holds the entire crimping head 14
8 is slidably engaged with the guide rail 17. Further, a rod 15 a of the cylinder 15 is connected to the top of the frame 19. Therefore, when the cylinder 15 is driven, the entire pressure bonding head 14 together with the frame 19 can be moved up and down.
【００１２】２０は、フレーム１９の内部に、中間プレ
ート２１を挟んで装備される移動ブロックである。２２
は中間プレート２１を介してフレーム１９に移動ブロッ
ク２０の上部を固定する中空ボルト、２３は中間プレー
ト２１の下部に移動ブロック２０の下部を固定する固定
ボルトである。そして、固定ボルト２３と中間プレート
２１との間には、球面軸受２４が装着されている。これ
ら、中間プレート２１、中空ボルト２２、固定ボルト２
３及び球面軸受２４を調整することにより、フレーム１
９に対して移動ブロック２０の上下方向位置や水平方向
及び垂直方向の傾きを微調整できるようになっている。Reference numeral 20 denotes a moving block provided inside the frame 19 with the intermediate plate 21 interposed therebetween. 22
Is a hollow bolt for fixing the upper part of the moving block 20 to the frame 19 via the intermediate plate 21, and 23 is a fixing bolt for fixing the lower part of the moving block 20 to the lower part of the intermediate plate 21. A spherical bearing 24 is mounted between the fixing bolt 23 and the intermediate plate 21. These intermediate plate 21, hollow bolt 22, fixing bolt 2
3 and the spherical bearing 24, the frame 1
9, the vertical position of the moving block 20 and the inclination in the horizontal and vertical directions can be finely adjusted.
【００１３】そして、移動ブロック２０の下部には、位
置決めピン２６によって位置出しされた状態で加熱ツー
ル２５が支持されている。２５ａは加熱ツール２５の加
圧面、２７は熱源としてのヒータである。また、移動ブ
ロック２０の下面と加熱ツール２５の上面との間には、
上方から多孔質材２９、断熱材２８の順に熱を遮断する
ための部材が介装されている。多孔質材２９としては、
ステンレス鋼やセラミックス等からなるものが好適であ
る。A heating tool 25 is supported below the movable block 20 in a state where the heating tool 25 is positioned by a positioning pin 26. 25a is a pressing surface of the heating tool 25, and 27 is a heater as a heat source. Also, between the lower surface of the moving block 20 and the upper surface of the heating tool 25,
A member for shutting off heat is provided in the order of the porous material 29 and the heat insulating material 28 from above. As the porous material 29,
Those made of stainless steel, ceramics and the like are preferred.
【００１４】３０は中間プレート２１を貫通し移動ブロ
ック２０の前面中程に装着されるジョイントであり、ジ
ョイント３０には、気体供給部としてのエア供給源３１
から配管３２を介して圧縮空気が供給される。そして、
移動ブロック２０の内部には、ジョイント３０の先端部
から移動ブロック２０の下面と多孔質材２９の上面との
境目に至る流路３３が形成されている。また流路３３の
下端部は、拡径部３３ａとなっており、多孔質材２９内
にまんべんなく圧縮空気が供給されるようになってい
る。Reference numeral 30 denotes a joint which penetrates the intermediate plate 21 and is mounted in the middle of the front surface of the moving block 20. The joint 30 has an air supply source 31 as a gas supply unit.
Compressed air is supplied through a pipe 32. And
Inside the moving block 20, a flow path 33 is formed from the tip of the joint 30 to the boundary between the lower surface of the moving block 20 and the upper surface of the porous material 29. The lower end of the flow channel 33 is an enlarged diameter portion 33 a, so that compressed air is evenly supplied into the porous material 29.
【００１５】さて、熱圧着を行う際には、ヒータ２７に
より発生する熱で、加熱ツール２５は、数百°Ｃという
高温になっている。このとき、エア供給源３１から圧縮
空気を供給すると、この圧縮空気は、配管３２、ジョイ
ント３０、流路３３を介して多孔質材２９内を通過し、
外部へ排出される。When performing thermocompression bonding, the heat generated by the heater 27 causes the heating tool 25 to reach a high temperature of several hundred degrees Celsius. At this time, when compressed air is supplied from the air supply source 31, the compressed air passes through the porous material 29 via the pipe 32, the joint 30, and the flow path 33,
It is discharged outside.
【００１６】したがって、加熱ツール２５側から移動ブ
ロック２０側へ伝わろうとする熱は、断熱材２８を通過
しても、多孔質材２９から次々に外部へ流れ出す圧縮空
気に奪われて外部へ排出されるため、殆ど移動ブロック
２０へ伝達されない。なおこのとき断熱材２８が、熱的
に飽和していても圧縮空気によって熱が遮断されること
に変わりなく、問題なく対処できる。このため、移動ブ
ロック２０を低温に保持した状態を維持することがで
き、加圧面２５ａの位置精度を高く保持できる。Therefore, even if the heat which is going to be transmitted from the heating tool 25 side to the moving block 20 side passes through the heat insulating material 28, it is taken away by the compressed air which flows out one after another from the porous material 29 and is discharged to the outside. Therefore, it is hardly transmitted to the moving block 20. At this time, even if the heat insulating material 28 is thermally saturated, the heat is still shut off by the compressed air, which can be dealt with without any problem. Therefore, the state in which the moving block 20 is kept at a low temperature can be maintained, and the positional accuracy of the pressing surface 25a can be kept high.
【００１７】さて、断熱材２８が、多孔質材２９と加熱
ツール２５との間に介装されているのは、次の意味があ
る。上述したように、圧縮空気の流通によって、移動ブ
ロック２０と加熱ツール２５には、相当の温度差があ
る。このため、断熱材２８を上述のように配置し、上記
温度差による温度勾配を断熱材２８で持たせて、その結
果、加熱ツール２５の熱変形を極力抑制するのである。
なお、圧縮空気を流通させると、通常騒音が発生する
が、本形態では、多孔質材２９を介して圧縮空気を排出
させることとしているので、多孔質材２９が一種のサイ
レンサとしての役割を果たし、作業環境を悪化させない
ようにすることもできる。The reason why the heat insulating material 28 is interposed between the porous material 29 and the heating tool 25 has the following meaning. As described above, there is a considerable temperature difference between the moving block 20 and the heating tool 25 due to the flow of the compressed air. For this reason, the heat insulating material 28 is disposed as described above, and the heat insulating material 28 has a temperature gradient due to the temperature difference. As a result, thermal deformation of the heating tool 25 is suppressed as much as possible.
It should be noted that, when the compressed air is circulated, noise is usually generated. However, in the present embodiment, since the compressed air is discharged through the porous material 29, the porous material 29 plays a role as a kind of silencer. In addition, the working environment can be prevented from deteriorating.
【００１８】なお図２において、３４はロッド１５ａか
ら移動ブロック２０へ作用する圧力を計測する圧力セン
サである。以上述べたように、移動ブロック２０は低温
のまま保持されるので、圧力センサ３４の計測値の信頼
性も向上する。In FIG. 2, reference numeral 34 denotes a pressure sensor for measuring a pressure acting on the moving block 20 from the rod 15a. As described above, since the moving block 20 is kept at a low temperature, the reliability of the measurement value of the pressure sensor 34 is also improved.
【００１９】次に図３を参照しながら、移動ブロック２
０に対する多孔質材２９、断熱材２８及び加熱ツール２
５の支持機構について説明する。図３に示すように、移
動ブロック２０の側部には、凹部２０ａ，２０ｂが形成
されている。Next, referring to FIG.
Porous material 29, heat insulating material 28 and heating tool 2
The support mechanism 5 will be described. As shown in FIG. 3, concave portions 20a and 20b are formed on the side of the moving block 20.
【００２０】そして、３５，３６は凹部２０ａ，２０ｂ
から多孔質材２９及び断熱材２８を貫通するカラーであ
る。カラー３５，３６には、ボルト３７，３８がスライ
ド自在に挿通され、ボルト３７，３８の下部は、加熱ツ
ール２５の上部にねじしめされている。また、ボルト３
７，３８の上部には、皿ばね３９，４０を挟んで座金４
１，４２が装着され、座金４１，４２の上部では、ボル
ト３７，３８の頂部にナット４３，４４が螺合してあ
る。これにより、多孔質材２９、断熱材２８を挟んで加
熱ツール２５が移動ブロック２０の下部に支持されてい
る。And 35, 36 are recesses 20a, 20b.
Is a collar that penetrates through the porous material 29 and the heat insulating material 28. Bolts 37, 38 are slidably inserted through the collars 35, 36, and the lower portions of the bolts 37, 38 are screwed to the upper portion of the heating tool 25. Also, bolt 3
The washer 4 is sandwiched between the disc springs 39 and 40 at the top of
At the top of the washers 41 and 42, nuts 43 and 44 are screwed to the tops of the bolts 37 and 38, respectively. Thus, the heating tool 25 is supported below the moving block 20 with the porous material 29 and the heat insulating material 28 interposed therebetween.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、多孔質材から外部へ排
出される気体によって移動ブロックを高温の加熱ツール
から熱的に遮断でき、その結果熱的歪みを減らして加熱
ツールの位置精度を高く保持できる。According to the present invention, the moving block can be thermally shielded from the high-temperature heating tool by the gas discharged from the porous material to the outside. As a result, the thermal distortion is reduced and the positioning accuracy of the heating tool is improved. Can be kept high.
【図１】本発明の一実施の形態における熱圧着装置の斜
視図FIG. 1 is a perspective view of a thermocompression bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施の形態における熱圧着装置の圧
着ヘッドの断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of a crimping head of the thermocompression bonding apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施の形態における熱圧着装置の圧
着ヘッドの断面図FIG. 3 is a sectional view of a crimping head of the thermocompression bonding apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図４】従来の熱圧着装置の圧着ヘッドの一部断面図FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a crimping head of a conventional thermocompression bonding apparatus.
１０ 液晶パネル １１ 電子部品 １３ 下受台 １４ 圧着ヘッド １５ シリンダ ２０ 移動ブロック ２５ 加熱ツール ２９ 多孔質材 ３１ エア供給源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal panel 11 Electronic component 13 Lower receiving stand 14 Crimping head 15 Cylinder 20 Moving block 25 Heating tool 29 Porous material 31 Air supply source
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/52 Ｈ０１Ｌ 21/52 Ｈ Ｈ０５Ｋ 3/32 Ｈ０５Ｋ 3/32 Ｃ (56)参考文献 特開 昭60−148667（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−2558（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−178543（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−319119（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−20721（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭63−47420（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1345 B23K 11/00 B23K 31/02 G09F 9/00 H01L 21/52 H05K 3/32 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H01L 21/52 H01L 21/52 H H05K 3/32 H05K 3/32 C (56) References JP-A-60-148667 (JP, A) JP-A-62-2558 (JP, A) JP-A-7-178543 (JP, A) JP-A-63-319119 (JP, A) JP-B-1-20721 (JP, B2) JP-B-63-47420 ( (JP, Y2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1345 B23K 11/00 B23K 31/02 G09F 9/00 H01L 21/52 H05K 3/32
Claims (3)
熱圧着装置であって、液晶パネルを下受けする下受台
と、圧着ヘッドと、圧着ヘッドを前記液晶パネルに向か
って進退させる進退機構とを備え、前記圧着ヘッドが、
移動ブロックと、移動ブロックに支持され且つ熱源を備
えた加熱ツールと、前記移動ブロックと前記加熱ツール
との間に介装され前記加熱ツールからの熱が前記移動ブ
ロックへ伝わるのを遮断する多孔質材と、前記多孔質材
に気体を供給し前記多孔質材から外部へ気体を流通させ
る気体供給部とを備えたことを特徴とする熱圧着装置。1. A thermocompression bonding apparatus for thermocompression bonding an electronic component to an edge of a liquid crystal panel, comprising: a lower support for receiving a liquid crystal panel; a compression head; An advance / retreat mechanism, wherein the crimping head is
A moving block, a heating tool supported by the moving block and provided with a heat source, and heat interposed between the moving block and the heating tool, the heat from the heating tool being transferred by the moving block.
Thermocompression bonding apparatus for porous you block the transmitted to the locking member, characterized in that a said porous material gas is supplied to the gas supply unit to the porous material to flow gas to the outside.
熱材を介装したことを特徴とする請求項１記載の熱圧着
装置。2. A thermocompression bonding apparatus according to claim 1, wherein a heat insulating material is interposed between said porous material and said heating tool.
多孔質材へ送る流路は、前記多孔質材と前記移動ブロッ
クとの境目に開口していることを特徴とする請求項１記
載の熱圧着装置。3. A flow path for sending a gas supplied from the gas supply unit to the porous material is opened at a boundary between the porous material and the moving block. Thermocompression bonding equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000039582A JP3255166B2 (en) | 1996-07-12 | 2000-02-17 | Thermocompression bonding equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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