JP4133926B2 - 実装装置 - Google Patents

Description

この発明は基板に電子部品を加圧して圧着する実装装置に関する。

たとえば、基板としての液晶セルには接着材料としての異方性導電部材を介して電子部品であるＴＣＰ（Tape Carrier Package）が圧着される。上記液晶セルは、２枚のガラス板をシール剤を介して所定の間隔で接着し、これらガラス板間に液晶を封入するとともに、各ガラス板の外面にそれぞれ偏光板を貼着して構成される。そして、上記構成の液晶セルには、縁部上面にテープ状の上記異方性導電部材を圧着し、この異方性導電部材上に上記ＴＣＰを仮圧着した後、本圧着するようにしている。

基板にＴＣＰを仮圧着したり、本圧着する場合、実装装置が用いられる。実装装置は、周知のように装置本体を有し、この装置本体には受け部材（バックアップ）及びこの受け部材の上方に上下駆動されたボンディグツールが設けられている。

異方性導電部材を介してＴＣＰが貼着された基板の縁部下面を、バックアップ部材の上端面に載置した後、上記圧着ツールを下降させることで、上記ＴＣＰを上記基板に仮圧着或いは本圧着するようにしている。

基板にＴＣＰを本圧着する場合、異方性導電部材を加熱硬化させるために、上記圧着ヘッドは高温度に加熱されている。そのため、ＴＣＰが圧着ヘッドによって加圧加熱されると、異方性導電部材が加熱されて溶融し、その一部がＴＣＰからはみ出して圧着ヘッドに付着することがある。

圧着ヘッドに異方性導電部材が付着すると、圧着ヘッドによってＴＣＰを均一に加圧することができなくなる加圧不良を招いたり、圧着ヘッドに付着していた異方性導電部材がＴＣＰに転移して汚れの原因になるなどのことがあり、好ましくない。

そこで、ＴＣＰを本圧着する場合、ＴＣＰと圧着ヘッドとの間にシリコーン樹脂製やフッ素樹脂製の耐熱性を有するシートを介在させることで、ＴＣＰを加圧加熱する際に、溶融した異方性導電部材が圧着ヘッドに付着するのを防止するようにしている。

ボンディング時にＴＣＰと圧着ヘッドとの間に上記シートを介在させる手段としては、装置本体にカセットを装着し、このカセットに設けられたシートを介して圧着ヘッドによってＴＣＰを基板に加圧するということが行なわれている。このような先行技術は特許文献１に示されている。

特許文献１によれば、上記カセットには、上記テープが巻着された繰り出し軸と、この繰り出し軸のテープを巻き取る巻き取り軸とが設けられている。巻き取り軸をカセットに装着する支持具はカセットの側面から突出し、その突出端には一対のピンが所定間隔で突設されている。

装置本体にカセットを装着したときに、上記支持具に対向する部位には駆動モータが設けられている。この駆動モータの回転軸には、この回転軸の軸線に対して直交するＴ字形回転軸が設けられている。

そして、上記カセットを装置本体の所定の位置に装着すると、上記一対のピンの間に上記Ｔ字形回転軸が入り込む。それによって、上記モータを駆動すれば、Ｔ字形回転軸が回転して一対のピンに回転が伝達され、繰り出し軸に装着されたテープを巻き取り軸に巻き取ることができる。

したがって、圧着ヘッドによってＴＣＰを基板に圧着する毎に上記シートを所定寸法巻き取るようにすれば、シートの異方性導電部材が溶着していない、新しい部分を介してＴＣＰを基板に圧着することができるというものである。
特開２００１−２８３８２号公報

ところで、このような構成によると、カセットを装置本体に対して着脱する際、Ｔ字形回転軸が水平状態になっていない場合には、カセット側に設けられた一対のピンの間に上記Ｔ字形回転軸が円滑に入り込まず、ぶつかってしまうということがある。これらＴ字形回転軸とピンとがぶつかる状態で、カセットを装着したり、取り外したりすると、カセットのピンが設けられた部分が損傷してしまうということがある。

そこで、上記駆動モータに、上記Ｔ字形回転軸のＴ字の上辺が水平状態となる回転位置を検出するセンサを設け、このセンサによって上記モータを制御するということが行なわれている。しかしながら、センサによってＴ字形回転軸が水平状態となる回転位置を検出して制御するようにすると、センサや制御回路が必要となるため、構成の複雑化やコストの上昇を招くということがある。

しかも、カセット装着時にＴ字形回転軸が水平に位置決め制御されても、カセット側の一対のピンの間にＴ字形回転軸が入り込むよう、これらのピンが位置決めされていない状態であれば、ピンがＴ字形回転軸にぶつかり、損傷する虞がある。

この発明は、互いに係合するカセット側とモータ側の部材を位置決めしなくとも、これら部材をカセットの着脱に応じて確実に係脱させることができるようにした実装装置を提供することにある。

この発明は、基板に設けられた電子部品をシートを介して圧着ヘッドにより加圧して圧着する実装装置であって、
上記基板を受ける受け部材を有する装置本体と、
上記受け部材に対向する位置に上下駆動可能に設けられ上記受け部材上に位置決めされた上記基板の上記電子部品を加圧して圧着する圧着ツールと、
シートが装着される繰り出し体及びこの繰り出し体に装着されたシートを巻き取る巻き取り体とを有し、上記シートの上記繰り出し体と巻き取り体との間に位置する部分が上記受け部材と上記圧着ツールとの間に位置するよう上記装置本体に着脱可能に装着されるカセットと、
上記巻き取り体の上記カセットの外部に突出した一端部に設けられた従動歯車と、
上記カセットを上記装置本体に装着したときに、上記巻き取り体と対応する位置に設けられた駆動モータと、
この駆動モータの回転軸に設けられ上記カセットを上記装置本体に対して着脱することで上記従動歯車に係脱する駆動歯車と
を具備したことを特徴とする実装装置にある。

上記駆動歯車と上記従動歯車とは、上記カセットを上記装置本体に装着したときに、このカセットの装着方向と交差する上下方向に位置して係合することが好ましい。

上記駆動歯車と上記従動歯車とは、上記カセットを上記装置本体に装着したときに、このカセットの装着方向に沿うほぼ水平方向に位置して係合することが好ましい。

この発明によれば、カセットと駆動モータとにそれぞれ歯車を設けたから、これらの歯車の回転角度を位置決めしなくとも、カセットの着脱に応じて駆動モータ側の駆動歯車に対してカセット側の従動歯車を確実に係脱させることが可能となる。

以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は実装装置の概略的構成を示し、この実装装置は装置本体１を備えている。この装置本体１には、水平方向である、Ｘ方向とＹ方向とに駆動されるＸＹテーブル２が設けられている。このＸＹテーブル２にはたとえば液晶セルなどの基板３が一側縁部をＸＹテーブル２の上面から突出させた状態で供給載置され、真空吸着などの手段によって保持固定されるようになっている。この基板３の一側縁部には異方性導電部材４を介して電子部品としてのＴＣＰ５が仮圧着されている。

上記装置本体１には、上記ＸＹテーブル２に保持された基板３の一側縁部の下面を上端面によって受ける受け部材６が設けられている。この受け部材６の上端面に支持された基板３の縁部に仮圧着されたＴＣＰ５は圧着ツール７によって本圧着されるようになっている。

上記圧着ツール７は加圧ヘッド８の下面に設けられている。この加圧ヘッド８は、リニアガイド９によってＺ方向、つまり上下方向にスライド可能に設けられ、Ｚ駆動源１０によってＺ方向に駆動されるようになっている。

上記装置本体１の上記圧着ツール７の下方であって、上記受け部材６よりも上方にはレール部材１１が水平方向に沿って設けられている。装置本体１には、上記レール部材１１に沿ってカセット１２を着脱することができるようになっている。カセット１２を装置本体１に装着すると、所定の位置で上記カセット１２に設けられたストッパ（図示せず）が上記装置本体１に設けられた当接部（図示せず）に当接する。それによって、上記カセット１２が位置決めされるようになっている。

上記カセット１２は、図１と図２に示すように連結軸１３によって所定の間隔で連結された矩形状の一対の側板１４を有する。連結軸１３は少なくとも上記側板１４の四隅部を連結している。

一対の側板１４の長手方向一端部にはシリコーン樹脂製やフッ素樹脂製の耐熱性を有するシート１５が巻装された繰り出し体としての繰り出し軸１６が上記側板１４に対して回転可能かつ着脱可能に設けられている。

上記側板１４の長手方向他端部には上記繰り出し軸１６に巻装されたシート１５を、複数の中継ローラ１７を介して巻き取る巻き取り体１８が設けられている。この巻き取り体１８は図２と図３に示すように巻き取りドラム１９を有する。この巻き取りドラム１９の両端には端部軸２１が突設されている。

一方の端部軸２１には、その端面に開放した筒状の中空部２２が形成されている。この中空部２２には中継軸２３がばね２４を介して突没可能に設けられている。この中継軸２３の一端部には上記端部軸２１に形成された長孔２５にスライド可能に係合した第１のピン２６が設けられ、他端部には第２のピン２７が設けられている。したがって、上記中継軸２３は上記第１のピン２６が長孔２５に沿ってスライドする範囲で軸方向に突没可能になっている。他方の端部軸２１には第３のピン２８が設けられている。

一対の側板１４の巻き取り体１８が装着される部位には、それぞれ支持軸３１が図示しない軸受によって回転可能に支持されている。各支持軸３１の側板１４の端面側に突出した一端には外周面に開放した係合溝３３を有する受け具３４が設けられている。そして、巻き取りドラム１９は、一対の受け具３４に、上記中継軸２３と他方の端部軸２１とを、上記ばね２４の付勢力に抗して弾性的に係合させることで、回転可能かつ着脱可能に取着されている。

上記中継軸２３が装着される一方の支持軸３１の上記側板１４の外面に突出した端部には従動歯車３６が嵌着されている。この従動歯車３６は、カセット１２をレール部材１１に沿って装置本体１の所定の位置に装着したとき、この装置本体１に設けられた駆動モータ３７の回転軸３８に嵌着された駆動歯車３９に噛合するようになっている。

装置本体１にカセット１２を装着したとき、上記カセット１２に設けられた従動歯車３６は上記駆動モータ３７の回転軸３８に設けられた駆動歯車３９に対して垂直方向下方、つまり装置本体１にカセット１２を着脱する水平方向に対して直交する上下方向の下方に位置して上記駆動歯車３９に噛合するようになっている。

そして、装置本体１の所定の位置にカセット１２が装着されると、このカセット１２に設けられたシート１５の繰り出し軸１６と巻き取りドラム１９との間に位置する部分が基板３に仮圧着されたＴＣＰ５の上方に対向位置するようになっている。

このような構成の実装装置においては、装置本体１にカセット１２が装着された状態で、ＸＹテーブル２が駆動され、ＴＣＰ５が仮圧着された基板３の一側縁部が受け部材６の上端面に位置決めされると、Ｚ駆動源１０によって圧着ツール７が下方へ駆動される。それによって、圧着ツール７はシート１５を介してＴＣＰ５を基板３に加熱しながら加圧するから、このＴＣＰ５が基板３に本圧着されることになる。

ＴＣＰ５が本圧着されると、圧着ツール７が上昇する。ついで、ＸＹテーブル２が圧着ツール７の下方から離れる方向に駆動され、ＴＣＰ５が本圧着された基板３がＸＹテーブル２から取り出される。ついで、ＸＹテーブル２にＴＣＰ５が仮圧着された新たな基板３が供給され、この基板３の一側縁部が受け部材６の上端面に対向位置するよう位置決めされる。

また、駆動モータ３７が駆動して巻き取りドラム１９がシート１５を所定量巻き取り、シート１５の新たな部分がＴＣＰ５に対向するよう、繰り出し軸１６から繰り出される。そして、上述したように圧着ツール７が下降方向に駆動され、ＴＣＰ５を基板３に本圧着するという作業が繰り返して行なわれる。

このようにしてＴＣＰ５の本圧着が繰り返して行なわれることで、繰り出し軸１６に装着されたシート１５が所定量以下になると、そのことが図示しないセンサによって検出され、作業者に知らされる。

シート１５がなくなったならば、作業を中止し、カセット１２を装置本体１から取り外す。駆動モータ３７からカセット１２への動力伝達は、駆動モータ３７に設けられた駆動歯車３９とカセット１２に設けられた従動歯車３６とを噛合させているだけである。

そのため、カセット１２を装置本体１からレール部材１１に沿って引き出すだけで、このカセット１２に設けられた従動歯車３６と駆動モータ３７に設けられた駆動歯車３９との噛合状態を解除することができるから、上記カセット１２の取り外しを簡単に行なうことができる。

つまり、従来のように駆動モータ３７からカセット１２への動力伝達を、一対のピンとＴ字形回転軸との係合によって行なう場合には、Ｔ字形回転軸のＴ字の上辺が水平になるよう、このＴ字形回転軸を回転させて位置決めしてからでなければ、カセット１２を装置本体１に対して着脱することができなかった。

しかしながら、この発明では駆動モータ３７からカセット１２への動力伝達を、一対の歯車３６，３９を噛合させることで行なうようにしている。噛合状態にある一対の歯車３６，３９は、一方を他方に対して離間する方向に移動させるだけで、これら歯車３６，３９の噛合状態を、カセット１２側の従動歯車３６を回転させながら解除することができ、離間している状態にある場合には、一方を他方に対して接近する方向に移動させるだけで、これら歯車３６，３９を、従動歯車３６を回転させながら噛合させることができる。つまり、カセット１２に設けられた従動歯車３６は回転が拘束されていないから、カセット１２を着脱する際に、上記従動歯車３６が駆動歯車３９に対して当たることで回転するため、一対の歯車３６，３９の噛合や離脱を確実に行なうことができる。

そのため、カセット１２を装置本体１に対して着脱する際、駆動モータ３７を作動させて駆動歯車３９の回転角度を設定することなく、カセット１２を装置本体１に対して着脱することができるから作業性が向上するばかりか、カセット１２の着脱時に互いの歯車３６，３９が強くぶつかり合ってカセット１２や駆動モータ３７などを損傷させるというようなこともない。

なお、カセット１２を着脱して一対の歯車３６，３９を噛合させたり、噛合状態を解除する場合、カセット１２の着脱にともない少なくともどちらか一方、たとえばカセット１２に設けられた従動歯車３６がカセット１２を着脱することで回転するため、一対の歯車３６，３９の噛合や噛合の解除を円滑に行なうことができる。

カセット１２を図４に鎖線で示す位置から実線で示す位置まで矢印Ｘ方向にスライドさせて装置本体１に装着すると、従動歯車３６と駆動歯車３９とは、矢印Ｘで示すカセット１２の装着方向に対して直交する、上下方向に位置して噛合することになる。

従動歯車３６と駆動歯車３９とが上下方向に位置すると、カセット１２を装着するときに、従動歯車３６は駆動歯車３９の接線方向からこの駆動歯車３９に噛合することになる。そして、噛合時に従動歯車３９の歯が駆動歯車３６の歯に当たると、この従動歯車３６と駆動歯車３９のうち、たとえば従動歯車３６が回転するから、これら歯車３６，３９の噛合が円滑に行なわれることになる。

また、装置本体１に装着されたカセット１２を取り外す際、駆動歯車３９に噛合した従動歯車３６若しくは駆動歯車３９は、噛合させるときと逆方向に回転するから、その回転によって噛合状態を円滑に解除することができる。つまり、カセット１２の着脱に応じて従動歯車３６を駆動歯車３９に着脱させる構造であるから、上記カセット１２の着脱を容易かつ円滑に行なうことが可能となる。

この発明は上記一実施の形態に限定されず、たとえばカセットを装置本体に装着したとき、従動歯車が駆動歯車の下方に噛合するようにしたが、駆動歯車が下方で、従動歯車が上方になるようにこれら歯車を噛合させてもよい。

また、図５に示すように、従動歯車３６と駆動歯車３９とは、噛合したときの位置関係が上下方向でなく、水平方向に近い状態、つまり図５にｈで示すようにに上下方向にわずかにずれたほぼ水平方向に位置する関係であってもよい。水平方向に近い状態であれば、従動歯車３６をほとんど回転させずにこれら一対の歯車３６，３９を噛合させたり、噛合状態を解除することができるから、より一層、これら歯車３６，３９の噛合や噛合状態の解除を円滑に行なうことが可能となる。

なお、従動歯車３６と駆動歯車３９とは、上下方向にわずかにずれている場合の方がカセット１２の装着時に噛合させ易いが、上下方向の位置がずれていない水平な状態であっても差し支えない。つまり、一対の歯車３６，３９はカセット１２の装着方向に沿うほぼ水平な位置関係にあればよい。

また、この実施の形態ではＴＣＰを基板に圧着するときに、圧着ツールとＴＣＰとの間に介在させるシート用カセットについて説明したが、異方性導電部材を基板に貼着する際に用いられる、異方性導電部材の供給用のカセットにもこの発明を適用することができる。
また、この実施の形態では従動歯車と駆動歯車との歯数とピッチ円直径とが同じ場合について説明したが、歯数とピッチ円直径とが異なる場合であっても差し支えない。

この発明の一実施の形態を示す実装装置の概略的構成図。 装置本体に装着されたカセットの駆動モータとの関係を示す一部省略した平面図。 巻き取り体の従動歯車が設けられた一端部の平面図。 装置本体にカセットを装着して従動歯車を駆動歯車に噛合させるときの説明図。 この発明の他の実施の形態を示す従動歯車と駆動歯車との噛合状態の説明図。

符号の説明

１…装置本体、３…基板、５…ＴＣＰ（電子部品）、６…受け部材、７…圧着ツール、１１…レール部材、１２…カセット、１５…シート、１６…繰り出し軸（繰り出し体）、１８…巻き取り体、３６…従動歯車、３７…駆動モータ、３８…回転軸、３９…駆動歯車。

Claims (3)

1. 基板に設けられた電子部品をシートを介して圧着ヘッドにより加圧して圧着する実装装置であって、
   上記基板を受ける受け部材を有する装置本体と、
   上記受け部材に対向する位置に上下駆動可能に設けられ上記受け部材上に位置決めされた上記基板の上記電子部品を加圧して圧着する圧着ツールと、
   シートが装着される繰り出し体及びこの繰り出し体に装着されたシートを巻き取る巻き取り体とを有し、上記シートの上記繰り出し体と巻き取り体との間に位置する部分が上記受け部材と上記圧着ツールとの間に位置するよう上記装置本体に着脱可能に装着されるカセットと、
   上記巻き取り体の上記カセットの外部に突出した一端部に設けられた従動歯車と、
   上記カセットを上記装置本体に装着したときに、上記巻き取り体と対応する位置に設けられた駆動モータと、
   この駆動モータの回転軸に設けられ上記カセットを上記装置本体に対して着脱することで上記従動歯車に係脱する駆動歯車と
   を具備したことを特徴とする実装装置。
2. 上記駆動歯車と上記従動歯車とは、上記カセットを上記装置本体に装着したときに、このカセットの装着方向と交差する上下方向に位置して係合することを特徴とする請求項１記載の実装装置。
3. 上記駆動歯車と上記従動歯車とは、上記カセットを上記装置本体に装着したときに、このカセットの装着方向に沿うほぼ水平方向に位置して係合することを特徴とする請求項１記載の実装装置。

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