JP4155296B2 - 電子部品の熱圧着装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶パネルなどの基板に電子部品を熱圧着するための電子部品の熱圧着装置に関するものである。

電子部品の実装方法として、液晶パネルなどの基板の電極上に、異方性導電シート（以下、「ＡＣＦ」という）を貼着し、このＡＣＦ上に電子部品を熱圧着ツール（以下、単に「ツール」という）を押し付けて熱圧着することが知られている。このような電子部品としては、テープキャリアパッケージ等のフレキシブル基板にリード（端子）が形成されたものや、バンプ（端子）を有するフリップチップなどがある。

このような電子部品の熱圧着装置においては、ツールを下降させて電子部品の端子をＡＣＦ上に押し付けて熱圧着する際に、やわらかい樹脂などから成るＡＣＦの一部がツールの下面に付着しやすいが、ツールの下面に付着したＡＣＦは熱圧着作業の障害となる。

そこで、ツールの下方に汚れ防止用シートを介装し、このシートを介してツールを電子部品に押しつけて熱圧着を行うことが知られている。かかるシートは、ＡＣＦが付着して汚れやすいので、供給リールから巻取りリールへ適宜送ることにより、汚れのない新たなシートをツールの下方に繰り出すようになっている。

熱圧着作業が進行してシートを使い終わると、シート交換（使用済みの汚れたシートの回収と新しいシートのセット）をしなければならない。従来より、このシート交換はオペレータが手作業により行っているが、シートを巻き取るためのリールがツール等から成る圧着機構の反対側に位置しているため、シートの交換には手間と時間を要するという問題点があった。

したがって本発明は、ツールの汚れ防止用シートの交換を迅速に行える電子部品の熱圧着装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の電子部品の圧着装置は、基板を下方から支持する支持部と、この支持部の上方にあって上下動作することにより電子部品を基板に熱圧着する熱圧着ツールと、電子部品と熱圧着ツールの間に介装される汚れ防止用シートであって未使用のシートを供給する第１の回転軸並びに熱圧着によって汚れた前記汚れ防止用シートを巻き取る第２の回転軸を備えたシートユニットと、前記シートユニットを着脱自在に装着する装着部と、前記シートユニットの移動を案内して前記第２の回転軸が前記支持部と前記熱圧着ツールの間を通過するのを案内する左右一対のレールを備えた。

請求項２記載の電子部品の熱圧着装置は、請求項１記載の電子部品の熱圧着装置において、前記左右一対のレールは、その中央部で前記支持部を左右から挟むような位置に配置されている。

請求項３記載の電子部品の熱圧着装置は、請求項１又は２記載の電子部品の熱圧着装置において、前記レールの両端部に前記装着部を一体的に設けた。

本発明によれば、シートユニットを左右一対のレールに沿って移動させて支持部と熱圧着ツールの間を第２の回転軸を通過させて脱出させることにより、シートの交換を迅速に行うことができる。

以下、本発明の一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における電子部品の熱圧着装置の斜視図、図２〜図８は本発明の一実施の形態における電子部品の熱圧着装置の使用順序を示す側面図、図９は本発明の一実施の形態における電子部品の熱圧着装置のシートユニットの平面図である。

まず、図１を参照して電子部品の熱圧着装置の全体構造を説明する。図１において、基台１上にはシートユニット１０が設けられている。シートユニット１０は、左右一対の側板１１，１２と、側板１１，１２の間に水平に軸支された第１の回転軸１３および第２の回転軸１４を備えている。２はテープ状のシートであり、第１の回転軸１３と第２の回転軸１４により巻取り・巻き戻しされる。２’は第１の回転軸１３に巻回されたシート２の巻回体である。第１の回転軸１３の端部には円板１５が装着されており、円板１５には第１の回転軸１３を回転させる手回し用ハンドル１６が取り付けられている。また第２の回転軸１４の端部にはギヤ１７が装着されている。

側板１１，１２の側方には、左右一対の平行なレール２１，２２が支柱１８により基台１上に設置されている。レール２１，２２はその中央部で支持部４１を左右から挟むように配置されている。図２に示すように、その一端部は可動テーブル５０側に延出し、他端部は可動テーブル５０とは反対方向に延出している。

図１において、レール２１，２２の両端部にはシートユニット１０の装着部としての起立部２３，２４が一体的に設けられている。起立部２３，２４の上部には第１の回転軸１３や第２の回転軸１４の両端部が係脱自在に嵌合する凹部２５，２６が形成されている。シートユニット１０は、第１の回転軸１３と第２の回転軸１４が凹部２５，２６に嵌合することにより、所定の位置に位置決めされる。

起立部２３，２４の内側側面は、第２の回転軸１４がこれに沿って乗り上げて凹部２５，２６に嵌入しやすいように傾斜面２７，２８になっている。起立部２４の内面には上記ギヤ１７が係合離脱するギヤ２９が装着されており、外面にはギヤ２９を回転させる回転手段としてのモータ３０が装着されている。後述するように、第１の回転軸１３と第２の回転軸１４は、このモータ３０により回転させられる。

図９において、第１の回転軸１３の端部にワンウェイクラッチ機構を有するドリヴンプーリ５１が装着されている。また第２の回転軸１４の他端部にはプーリ５２が装着されている。ドリヴンプーリ５１とプーリ５２にはベルト５３が調帯されている。

図９に示すように、シートユニット１０を支持部４１側へ前進させてギヤ１７をギヤ２９に係合させた状態でモータ３０を正回転させると、第２の回転軸１４は回転してシート２を第１の回転軸１３から巻取る。このときドリヴンプーリ５１のワンウェイクラッチ機構により、ドリヴンプーリ５１は第１の回転軸１３には回転力を伝達しないため、第１の回転軸１３は第２の回転軸１４に巻き取られるシート２に引っ張られて従動回転する。またモータ３０を逆回転させると、第２の回転軸１４は逆回転し、その回転はプーリ５２、ベルト５３、ドリヴンプーリ５１を介して第１の回転軸１３へ伝達され、第１の回転軸１３は巻取り方向へ回転して汚れた使用済のシート２を第２の回転軸１４から巻取る。すなわち、モータ３０、ドリヴンプーリ５１、プーリ５２、ベルト５３などは、使用済みの汚
れたシート２を第２の回転軸１４から第１の回転軸１３に巻き戻して回収する巻き戻し手段となっている。

図１において、基台１上のレール２１，２２の間には、表示パネル（後述）の縁部を下方から支持する板状の支持部４１が設けられている。基台１の側面にはフレーム４２が立設されている。フレーム４２の上端部には基台１上に延出する台板４３が設けられている。台板４３上には上下動手段としてのシリンダ４４が倒立して設けられており、そのロッド４５の下端部には熱圧着用のツール４６が連結されている。ツール４６は支持部４１の上方にあって、シリンダ４４のロッド４５が突没することにより上下動し、電子部品の熱圧着作業を行う。

図５において、基台１には可動テーブル５０が設けられている。可動テーブル５０上には基板としての表示パネル３が載置して位置決めされている。可動テーブル５０は前後方向（Ｘ方向）に移動自在である。また可動テーブル５０はこれに載置された表示パネル３を水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）、上下方向（Ｚ方向）、水平回転方向（θ方向）に移動させることができる。表示パネル３としては、特許第３１０２３１２号公報に記載された表示パネル等が適用される。表示パネル３の縁部には、電子部品のリードやバンプなどの端子を合致させてボンディングするための電極が狭ピッチで並設されている。

この電子部品の熱圧着装置は上記のような構成より成り、次にその動作と使用方法を図２〜図８を参照して順に説明する。図２は当初の状態を示している。この状態でツール４６は上方位置に退避しており、支持部４１とツール４６の間には間隔Ｇがある。この間隔Ｇは、シート２の巻径が小さければ第２の回転軸１４は通過でき、巻径が大きければ通過できない大きさである。また可動テーブル５０は前方（図２で右方）に退避している。またシート２は未使用の状態で第１の回転軸１３に巻回されており、その巻回体２’の巻径Ｄは大きい。また第２の回転軸１４の直径は上述の間隔Ｇを十分余裕をもって通過できる寸法になっている。

そこでオペレータは第２の回転軸１４の両端部をレール２１，２２の上面に載せ、この状態でシートユニット１０を手押ししてレール２１，２２に沿って移動（前進）させる（矢印Ｎ）。図３は前進途中状態を示しており、図４は前進完了状態を示している。ここで、第２の回転軸１４のシート２の巻径はゼロ若しくは極小であって、上記間隔Ｇよりも小さいので、この間隔Ｇを通過することができる。図４の前進完了状態において、第１の回転軸１３の両端部は起立部２３の凹部２５に嵌合し、第２の回転軸１４の両端部は起立部２４の凹部２６に嵌合し、これによりシートユニット１０は所定の位置に位置決めして装着される。またその状態で、ギヤ１７はギヤ２９に係合する。この前進動作のとき、レール２１，２２や傾斜面２８は第２の回転軸１４が凹部２６にスムーズに嵌入してシートユニット１０を所定の位置に装着できるようにこれを案内する案内手段となる。

図４の状態において、第１の回転軸１３と第２の回転軸１４の間に水平若しくは略水平に調帯されたシート２は支持部４１とツール４６の間に位置している。１９は側板１１，１２間に水平に配設されたシャフトであり、シート２はこのシャフト１９上に張設されることにより、水平若しくは略水平な姿勢となる。

そこで図５に示すように、可動テーブル５０上に電子部品が仮付けされた表示パネル３をセットし、可動テーブル５０を点線で示す退避位置から実線で示す作業位置へ移動（前進）させ（矢印参照）、表示パネル３の縁部を支持部４１に下方から支持させる。以上により熱圧着作業の準備は完了する。そこでツール４６を上下動作（矢印参照）させて、表示パネル３の縁部の電極上に電子部品の端子５を熱圧着してボンディングしていく（図６）。

さて、図示しないが、表示パネル３上の電子部品はＡＣＦを介して仮付けされており、ツール４６を下降させて電子部品５に押しつけると、ＡＣＦの一部は溶出し、シート２に付着し、シート２は汚れる。そこでモータ３０を駆動して第２の回転軸１４を回転させることにより、第１の回転軸１３のシート２を第２の回転軸１４に巻取って、新しい汚れのないシート２を支持部４１とツール４６の間に繰り出しながら、熱圧着作業を遂行する。モータ３０の駆動タイミングはツール４６が上昇してシート２が電子部品から離れた後であれば、任意に決定できる。

図７は、熱圧着作業が進行し、シート２がすべて若しくはほぼすべて第２の回転軸１４に巻取られた状態（シート２が使用尽くされた状態）を示している。このようにシート２が使用尽くされたならば、シート交換を行う。ここで、第２の回転軸１４のシート２の巻回体２’の巻径Ｄ’は、支持部４１とツール４６の間隔Ｇよりも大きい。したがってシート交換のためにシートユニット１０を図２に示す当初位置に戻すために、シートユニット１０を図７において右方へ移動（後退）させても、巻回体２’はこの間隔Ｇを通過することはできない。

そこで図７の状態においてモータ３０を逆回転させて第１の回転軸１３をシート巻取り方向に回転させ（その機構は、図９を参照して説明したとおりである）、第２の回転軸１４に巻取られた使用済のシート２を第１の回転軸１３に巻戻す。図８はシート２を第１の回転軸１３に巻戻した状態を示しており、第２の回転軸１４におけるシート２の巻径はゼロ若しくは極小となっているので、第２の回転軸１４は上記間隔Ｇを通過することができる。なおこの巻戻し作業中には、可動テーブル５０は図８に示すように後方へ退避させておくことが望ましい。

このようにしてシート２を巻き戻したならば、第１の回転軸１３と第２の回転軸１４をそれぞれ凹部２５，２６から脱出させ、シートユニット１０をレール２１，２２に沿って移動（後退）させれば、第２の回転軸１４は上記間隔Ｇを通過してツール４６と支持部４１の間から脱出し、図２に示す状態となる。そこで作業者はシート交換を行う。このシート交換は、シートユニット１０自体を交換することにより行ってもよく、シートユニット１０に調帯されたシート２のみを交換するようにしてもよい。そして使用済の汚れたシート２を回収したならば、新しいシートをセットし、上記作業を再開する。

電子部品の熱圧着装置では、支持部４１の上面と圧着ツール４６の下面との平行度の管理が厳しく要求される。通常、熱圧着ツールの昇降ストロークが大きな熱圧着装置ほど平行度の管理が難しくなる。本実施の形態ではシート２の巻径がゼロ若しくは極小となった第２の回転軸１４を支持部４１と熱圧着ツール４６の間を通過させるので、熱圧着ツール４６の昇降ストローク（間隔Ｇ）を極力小さくして、上記平行度を確保しやすくできる利点がある。

なお本実施の形態では、シートユニット１０の移動（前進後退）はオペレータが手作業を行うようにしているが、モータやシリンダ等の動力を用いて行ってもよい。また第１の回転軸１３と第２の回転軸１４の回転手段も図９に示す例に限定されず、自由に設計できるのであって、例えば第１の回転軸１３と第２の回転軸１４にそれぞれ独立して別個に駆動するモータを設けてもよく、あるいはオペレータが手回しで回転させるようにしてもよい。

以上説明したように本発明によれば、熱圧着ツールの汚れ防止用シートの交換を迅速に行うことができので、液晶パネルなどの基板に電子部品を熱圧着するための電子部品の熱
圧着装置として有用である。

本発明の一実施の形態における電子部品の熱圧着装置の斜視図 本発明の一実施の形態における電子部品の熱圧着装置の使用順序を示す側面図 本発明の一実施の形態における電子部品の熱圧着装置の使用順序を示す側面図 本発明の一実施の形態における電子部品の熱圧着装置の使用順序を示す側面図 本発明の一実施の形態における電子部品の熱圧着装置の使用順序を示す側面図 本発明の一実施の形態における電子部品の熱圧着装置の使用順序を示す側面図 本発明の一実施の形態における電子部品の熱圧着装置の使用順序を示す側面図 本発明の一実施の形態における電子部品の熱圧着装置の使用順序を示す側面図 本発明の一実施の形態における電子部品の熱圧着装置のシートユニットの平面図

符号の説明

２ シート
２’ シートの巻回体
３ 表示パネル（基板）
５ 電子部品
１０ シートユニット
１３ 第１の回転軸
１４ 第２の回転軸
２１，２２ レール（案内手段）
２３，２４ 起立部（装着部）
３０ モータ
４１ 支持部
４６ 熱圧着ツール

Claims (3)

1. 基板を下方から支持する支持部と、この支持部の上方にあって上下動作することにより電子部品を基板に熱圧着する熱圧着ツールと、電子部品と熱圧着ツールの間に介装される汚れ防止用シートであって未使用のシートを供給する第１の回転軸並びに熱圧着によって汚れた前記汚れ防止用シートを巻き取る第２の回転軸を備えたシートユニットと、前記シートユニットを着脱自在に装着する装着部と、前記シートユニットの移動を案内して前記第２の回転軸が前記支持部と前記熱圧着ツールの間を通過するのを案内する左右一対のレールを備えたことを特徴とする電子部品の熱圧着装置。
2. 前記左右一対のレールは、その中央部で前記支持部を左右から挟むような位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品の熱圧着装置。
3. 前記レールの両端部に前記装着部を一体的に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品の熱圧着装置。
   

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