JP4082390B2 - 異方性導電材の貼着装置および貼着方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を基板に実装するために用いられる異方性導電材の貼着装置および貼着方法に関するものである。

電子部品を実装する方法として、異方性導電材を基板の電極上に貼着し、その上から電子部品を圧着する方法が知られている。異方性導電材（以下、「ＡＣＦ」という）は粘着性を有し取扱いにくいため、ベーステープに積層して異方性導電テープ（以下、「ＡＣＦテープ」という）とすることが行われる。ＡＣＦテープは供給リールに巻回して取扱われ、ＡＣＦを基板へ貼着する際には、供給リールから必要長さのＡＣＦテープを引き出して圧着ツールで基板に押しつけることにより、ＡＣＦテープのＡＣＦのみが基板に転写されて貼着される。

このとき、使用されるＡＣＦテープの幅は、実装される電子部品のサイズに応じたものとする必要がある。このため電子部品の種類が多い場合には、多種類のＡＣＦテープを準備し、電子部品の品種が切り換えられる場合には、その都度ＡＣＦテープの供給リールを人手により交換するか、またはＡＣＦの貼着装置に供給リールの自動交換機構を設け、多種類のＡＣＦテープの供給リールを貼着装置にセットしておく必要があった。

しかしながら、従来のＡＣＦの貼着方法では、以下に述べるような問題点があった。まず、電子部品の種類に対応して多数のＡＣＦテープを準備しなければならないため、ＡＣＦテープの在庫管理がきわめて煩雑であり、このために多大な労力を要していた。また人手によりＡＣＦテープの供給リールを交換する方法では、品種切り換え時の作業に時間を要し、生産性の低下要因となっていた。そして、ＡＣＦの貼着装置に供給リールの自動交換機構を設けると、設備の大型化や設備費の増大を招き、コスト上昇の要因となっていた。

そこで本発明は、多品種の電子部品を基板に実装する場合にも、少ない種類のＡＣＦテープで対応できるＡＣＦの貼着装置および貼着方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の異方性導電材の貼着装置は、電子部品を基板に実装するための異方性導電材を基板に貼着する異方性導電材の貼着装置であって、異方性導電材をベーステープに積層してなる異方性導電テープを供給する供給部と、供給された異方性導電テープを送るテープ送り手段と、前記異方性導電テープの幅よりも幅狭の圧着面を備え、異方性導電テープを基板に押しつけて異方性導電材を基板に貼着する圧着ツールと、圧着ツールを異方性導電テープに対して幅方向に相対的に移動させる移動手段と、基板を異方性導電テープに対して相対的に位置決めする基板の位置決め部とを備えた。

請求項２記載の異方性導電材の貼着方法は、電子部品を基板に実装するための異方性導電材を基板に貼着する異方性導電材の貼着方法であって、異方性導電材をベーステープに積層して成る圧着ツールよりも幅広の異方性導電テープを圧着ツールにより基板に押しつけて異方性導電材を基板に貼着し、次いで圧着ツールを上昇させて貼着された異方性導電材よりベーステープを剥がした後、圧着ツールを異方性導電テープの幅方向へ移動させ、再び圧着ツールを下降させて基板に異方性導電材を貼着することにより、所望の大きさの
異方性導電材の貼着部を基板に形成するようにした。

請求項３記載の異方性導電材の貼着方法は、請求項２記載の異方性導電テープの貼着方法であって、前記圧着ツールを所望の大きさの貼着部に応じて交換するようにした。

各請求項記載の本発明によれば、基板上に電子部品に応じて所望の大きさのＡＣＦの貼着部を形成するに際し、複数の貼着部を並べ合せ、また幅広のＡＣＦテープのＡＣＦを部分的に転写することにより、更には貼着部を重ね合せ、または相隣る貼着部の間に隙間を設けることにより、多品種の電子部品に対して少ない品種のＡＣＦテープで対応することができる。

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のＡＣＦテープの貼着装置の斜視図、図２は同ＡＣＦテープの貼着装置の側面図、図３（ａ），（ｂ）は同ＡＣＦテープの貼着装置の部分斜視図、図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は同ＡＣＦテープの貼着装置の圧着ツール交換の動作説明図、図５（ａ），（ｂ）は同基板の部分斜視図である。

まず図１を参照してＡＣＦテープの貼着装置の全体構造を説明する。図１において、１は可動テーブルであり、Ｘテーブル２、Ｙテーブル３より成る。可動テーブル１上には、基板４が載置されている。可動テーブル１を駆動することにより、基板４は水平方向に移動し、位置決めされる。すなわち可動テーブル１は基板４の位置決め部となっている。

可動テーブル１の上方には、フレーム５が立設されている。フレーム５の側面に設けられた供給リール６には、ＡＣＦテープ７が巻回されている。ＡＣＦテープ７は供給リール６から引き出されて下流側（矢印ａ）に送られる。すなわち供給リール６はＡＣＦテープ７の供給部になっている。ＡＣＦテープ７は、ＡＣＦ７ａをベーステープ７ｂに積層して成り、異る幅寸法の多種類のものがそれぞれ供給リール６に卷回された状態で準備され、必要に応じて供給リール６ごと変換して用いられる。

供給リール６より矢印ａ方向に引き出されたＡＣＦテープ７は、２つのガイドローラ８ａ，８ｂを経て、テープ送り手段であるテープ送りローラ９と押えローラ１０の間に挟まれて所要長さだけ送られる。ガイドローラ８ａ、８ｂ間で圧着ツール１３により基板４に押しつけられてＡＣＦ７ａのみが貼着された後、ベーステープ７ｂのみとなったＡＣＦテープ７は、回収リール１１に巻き取られて回収される。

フレーム５の側面には、スライドテーブル１２が水平姿勢で配設されており、スライドテーブル１２にはシリンダ１３が下向きに装着されている。シリンダ１３のロッド１４にはホルダ１５が結合されている。ホルダ１５には圧着ツール１６が着脱自在に装着され、シリンダ１３のロッド１４が突没することにより、圧着ツール１６は上下動する。圧着ツールの下面は圧着面となっており、圧着ツール１６が下降することにより、ガイドローラ８ａ，８ｂ間に展張されたＡＣＦテープ７を基板４上に押しつけ、ＡＣＦテープ７のうち、ベーステープ７ｂに積層されたＡＣＦ７ａを基板４の表面に貼着する。

また、スライドテーブル１２を駆動することにより、シリンダ１３はＹ方向に水平移動し、圧着ツール１６も同様にＹ方向に水平移動する。したがって、スライドテーブル１２は、圧着ツール１６をＡＣＦテープ７に対して幅方向へ相対的に移動する移動手段となっている。

次に、図２を参照してＡＣＦテープの貼着装置のツール交換について説明する。図２において、可動テーブル１の後方にはツール交換部１７が配設されている。ツール交換部１７は、スライドテーブル１８とツールプレート１９より成る。ツールプレート１９には、圧着面のサイズが異なる３種類の圧着ツール１６ａ，１６ｂ，１６ｃが着脱自在に装着されている。スライドテーブル１８を駆動することにより、ツールプレート１９は前後動し（矢印ｂ参照）、圧着ツール１６ａ，１６ｂ，１６ｃのいずれかをホルダ１５の下方に位置させて、ホルダ１５に圧着ツール１６ａ，１６ｂ，１６ｃのいずれかを受渡すことにより、圧着ツール１６の交換を行う。

このＡＣＦテープの貼着装置は上記のような構成より成り、次に各図を参照して動作を説明する。まず、図１において、所定の幅寸法のＡＣＦテープ７の供給リール６が装着され、ＡＣＦテープ７の先端部を引き出してガイドローラ８ａ，８ｂ、送りローラ９を経由して回収リール１１に巻き取る。次にスライドテーブル１２を駆動して、圧着ツール１６を移動させてＡＣＦテープ７の位置に合せる。

ここで、基板４上に形成するＡＣＦの貼着部の所望大きさ、使用されるＡＣＦテープ７の幅寸法により、貼着方法が異る。以下、図３（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は、小さい幅寸法Ｂ１のＡＣＦテープ７を用いて幅寸法Ｂ１よりも幅広な所望大きさのＡＣＦ７ａの貼着部を形成する例を示している。まずスライドテーブル１２を駆動して圧着ツール（この場合には、ＡＣＦテープ７に応じて、圧着面の幅寸法Ｂ１、長さ寸法Ｌ１の圧着ツール１６ａ）の位置をＡＣＦテープ７に合せる。次に可動テーブル１を駆動して基板４を移動させ、圧着ツール１６ａに対して位置決めする。

次いで圧着ツール１６ａを下降させてＡＣＦテープ７を基板４に押しつける。これにより、基板４の表面には幅寸法Ｂ１、長さ寸法Ｌ１のＡＣＦ７ａが貼着される。この後、圧着ツール１６ａを上昇させ、テープ剥がし手段（図示せず）により貼着されたＡＣＦ７ａからベーステープ７ｂを剥がす。次にＡＣＦテープ７を長さＬ１だけ送ることにより、ＡＣＦテープ７のベーステープ７ｂのみが残った部分が下流側へ送られ（矢印ｃ参照）、圧着ツール１６ａの下面には上流側から新たなＡＣＦテープ７が送られる。

上記動作と並行して可動テーブル１を駆動して基板４を幅寸法Ｂ１に対応した距離だけＡＣＦテープの幅方向へピッチ送りし（矢印ｄ参照）、再び圧着ツール１６ａを下降させる。これにより基板４上には新たに貼着されたＡＣＦ７ａと既に貼着されたＡＣＦ７ａがＡＣＦテープ７の幅方向に並べ合わされる。この貼着動作を所望回数繰返すことにより、小さい幅寸法Ｂ１のＡＣＦテープ７を用いて幅寸法Ｂ１よりも幅広な所望の大きさのＡＣＦ７ａの貼着部を形成することができる。

次に、ＡＣＦテープ７と同じ幅の複数のＡＣＦ７ａの貼着部を組合せて、１つのＡＣＦ７ａの貼着部を形成する際に行われる重ね合せおよび隙間形成について図５（ａ），（ｂ）を参照して説明する。基板４上に形成されるＡＣＦ７ａの貼着部は、実装される電子部品の種類により様々な大きさのものが必要とされる。これらの種類すべてに対応したＡＣＦテープ７や圧着ツール１６を準備し、その都度交換する煩を避けるため、以下に示すような貼着部の重ね合せや隙間形成が行われる。

図５（ａ）は、幅Ｂの貼着部を形成するに際し、２つのＡＣＦ７ａの貼着部を重ね代Ｄだけ重ね合せた例を示している。このような重ね合せを行うことにより、同一のＡＣＦテープ７を用いて任意の幅ＢのＡＣＦ７ａの貼着部を形成することができる。また図５（ｂ）は、幅ＢのＡＣＦ７ａの貼着部を形成するに際し、相隣るＡＣＦ７ａの貼着部の間に隙間Ｓを設ける例を示している。このように隙間Ｓを設けることにより、同一のＡＣＦテープ７を用いて、任意の幅ＢのＡＣＦ７ａの貼着部を形成することができる。

ところで電子部品によっては、バンプの配置などの条件により、同一貼着部の中でＡＣＦ７ａの厚みが部分的に異なっている方が望ましい場合がある。このような場合には、上記の重ね合せ、または隙間形成により、部分的にＡＣＦ７ａの厚みが異るＡＣＦ７ａの貼着部を形成することができる。すなわち、図５（ａ）の重ね合せによれば、幅Ｂ方向について中央部の厚みを大きくした貼着部を、また図５（ｂ）の隙間形成によれば、幅Ｂ方向について中央部を薄くした貼着部を形成することができる。ＡＣＦ７ａを用いて電子部品を実装する場合には、電子部品をＡＣＦ７ａ上に圧着するとともに加熱する熱圧着方式が用いられており、熱圧着の際にＡＣＦ７ａは加熱されて流動化する。したがって、ＡＣＦ７ａが部分的に重ね合されていたり、また隙間が設けられていることによる厚みの不連続はＡＣＦ７ａの流動により緩和されるため、正常な圧着が重ね合わせや隙間形成により妨げられることはない。

このように、ＡＣＦテープ７と同じ幅の複数のＡＣＦ７ａを組合せて貼着部を形成するに際し、ＡＣＦ７ａを部分的に重ね合せることにより、また相隣るＡＣＦ７ａの間に隙間を設けることにより、限定された種類のＡＣＦテープ７、圧着ツール１６を用いて任意の幅の、また部分的に異る厚みを有するＡＣＦ７ａの貼着部を形成することができる。

次に図３（ｂ）を参照して、圧着ツール１６の圧着面の幅よりも幅広の幅寸法Ｂ２のＡＣＦテープ７’を用いて所望の大きさのＡＣＦ７ａの貼着部を形成する方法について説明する。まずスライドテーブル１２を駆動して圧着ツール（この場合は所望の貼着部７’ａの大きさに応じて圧着面の幅寸法Ｂ３、長さ寸法Ｌ２の圧着ツール１６ｃ）の位置をＡＣＦテープ７’の縁部に沿わせて合わせる。次に可動テーブル１を駆動して基板４を圧着ツール１６ｃに対して位置決めし、圧着ツール１６ｃを下降させてＡＣＦテープ７’を基板４に押しつける。これにより基板４の表面には、幅寸法Ｂ３、長さ寸法Ｌ２のＡＣＦ７’ａが、幅広のＡＣＦテープ７’より所望の大きさの圧着面を備えた圧着ツール１６ｃで部分的に転写されて貼着される。

この後、圧着ツール１６ｃを上昇させ、テープ剥ぎ取り手段（図示せず）により貼着されたＡＣＦ７’ａからベーステープ７ｂをはぎ取る。次いでＡＣＦテープ７’を長さＬ２だけ送ることにより、ＡＣＦテープ７’のベーステープ７’ｂのみが残った部分が下流側へ送られ（矢印ｅ参照）、圧着ツール１６ｃの下面には上流側から新たなＡＣＦテープ７’が送られる。なお、幅広のＡＣＦテープ７’を用いる場合では、ＡＣＦテープ７’の幅Ｂ２は所望の大きさＢ３より充分大きいので、幅方向についても圧着ツール１６ｃをＡＣＦテープ７に対して移動させることにより、ＡＣＦテープ７’を下流側に送ることなく複数回のＡＣＦ７’ａの転写が可能である。このため、スライドテーブル１２を駆動して圧着ツール１６ｃをＡＣＦテープ７’の幅方向に移動させ（矢印ｆ参照）、ＡＣＦテープ７’の未転写部分に位置合わせする。

この後、再び可動テーブル１を駆動して基板４を圧着ツール１６ｃに対して位置決めする。その後圧着ツール１６ｃを下降させてＡＣＦテープ７’を基板４に押しつけ、ＡＣＦ７’ａを基板４表面に転写して貼着する。図３（ｂ）の例では、同一の圧着ツール１６ｃを連続して用いているが、貼着部の所望の大きさが異なる場合には、圧着ツール１６を貼着部の大きさに応じたものと交換することにより、同一のＡＣＦテープ７’を用いて異る大きさの貼着部を形成することができる。

以上説明したように、小さい幅のＡＣＦテープ７から転写された複数の貼着部を並べ合わせることにより、また、幅広のＡＣＦテープ７’よりＡＣＦ７’ａを所望の大きさの圧着面を備えた圧着ツールで部分的に転写することにより、所望の大きさのＡＣＦ７ａの貼着部を形成するに際しその都度ＡＣＦテープ７を交換することなく、ＡＣＦ７ａの貼着部
を形成することができる。

次に図４を参照して、圧着ツール１６の交換動作について説明する。この交換動作は、ＡＣＦテープ７や所望の貼着部の大きさに応じて圧着ツール１６を自動的に交換するものである。図４（ａ）は、圧着ツール１６ａを使用した貼着動作を終了し、圧着ツール１６ａが他の圧着ツール（この場合は１６ｂ）と交換される前の状態を示している。このとき、圧着ツール１６ａを装着したホルダ１５は上昇位置にあり、この状態で他の圧着ツール１６ｂ，１６ｃが装着されたツールプレート１９が矢印ｇ方向へ移動する。次いで図４（ｂ）に示すように、圧着ツール１６ａの収納位置がホルダ１５の直下に位置するようツールプレート１９が位置決めされたならば、シリンダ１３のロッド１４が突出し、ホルダ１５に装着された圧着ツール１６ａをツールプレート１９の所定の収納位置に収納する。

次に、ホルダ１５を上昇させたならば、図４（ｃ）に示すように交換される圧着ツール１６ｂの収納位置をホルダ１５の直下に位置決めし、再びホルダ１５を下降させて圧着ツール１６ｂを装着する。次いで新たに使用される圧着ツール１６ｂを装着したホルダ１５が上昇する（矢印ｉ参照）とともに、前回使用された圧着ツール１６ａを収納したツールプレート１９が待機位置に復帰し（矢印ｊ参照）、圧着ツール１６の交換が完了する。

本発明は、多品種の電子部品に少ない種類のＡＣＦテープや圧着ツールで対応でき、また複数の貼着部を組合せて１つの貼着部を形成するに際し、ＡＣＦを重ね合せ、または相隣るＡＣＦの間に隙間を設けることにより、任意の幅の、また部分的に異る厚みを有するＡＣＦの貼着部を形成することができるので、異方性導電材の貼着装置および貼着方法として有用である。

本発明の一実施の形態のＡＣＦテープの貼着装置の斜視図 本発明の一実施の形態のＡＣＦテープの貼着装置の側面図 （ａ）本発明の一実施の形態のＡＣＦテープの貼着装置の部分斜視図（ｂ）本発明の一実施の形態のＡＣＦテープの貼着装置の部分斜視図 （ａ）本発明の一実施の形態のＡＣＦテープの貼着装置の圧着ツール交換の動作説明図（ｂ）本発明の一実施の形態のＡＣＦテープの貼着装置の圧着ツール交換の動作説明図（ｃ）本発明の一実施の形態のＡＣＦテープの貼着装置の圧着ツール交換の動作説明図（ｄ）本発明の一実施の形態のＡＣＦテープの貼着装置の圧着ツール交換の動作説明図 （ａ）本発明の一実施の形態の基板の部分斜視図（ｂ）本発明の一実施の形態の基板の部分斜視図

符号の説明

１ 可動テーブル
４ 基板
６ 供給リール
７ ＡＣＦテープ
７ａ ＡＣＦ
９ 送りローラ
１１ 回収リール
１２ スライドテーブル
１３ シリンダ
１５ ホルダ
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 圧着ツール
１７ ツール交換部
１８ スライドテーブル
１９ ツールプレート

Claims (3)

1. 電子部品を基板に実装するための異方性導電材を基板に貼着する異方性導電材の貼着装置であって、異方性導電材をベーステープに積層してなる異方性導電テープを供給する供給部と、供給された異方性導電テープを送るテープ送り手段と、前記異方性導電テープの幅よりも幅狭の圧着面を備え、異方性導電テープを基板に押しつけて異方性導電材を基板に貼着する圧着ツールと、圧着ツールを異方性導電テープに対して幅方向に相対的に移動させる移動手段と、基板を異方性導電テープに対して相対的に位置決めする基板の位置決め部とを備えたことを特徴とする異方性導電材の貼着装置。
2. 電子部品を基板に実装するための異方性導電材を基板に貼着する異方性導電材の貼着方法であって、異方性導電材をベーステープに積層して成る圧着ツールよりも幅広の異方性導電テープを圧着ツールにより基板に押しつけて異方性導電材を基板に貼着し、次いで圧着ツールを上昇させて貼着された異方性導電材よりベーステープを剥がした後、圧着ツールを異方性導電テープの幅方向へ移動させ、再び圧着ツールを下降させて基板に異方性導電材を貼着することにより、所望の大きさの異方性導電材の貼着部を基板に形成することを特徴とする異方性導電材の貼着方法。
3. 前記圧着ツールを所望の大きさの貼着部に応じて交換することを特徴とする請求項２記載の異方性導電材の貼着方法。

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