JP4323419B2 - Thermocompression bonding tool and thermocompression bonding apparatus - Google Patents

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Description

この発明はたとえば液晶表示パネルに接続された電子部品に異方性導電部材を介して重合された回路基板を加圧加熱して圧着するための熱圧着ツール及びその熱圧着ツールを用いた圧着装置に関する。   The present invention relates to, for example, a thermocompression bonding tool for pressurizing and heating a circuit board superposed on an electronic component connected to a liquid crystal display panel via an anisotropic conductive member, and a crimping apparatus using the thermocompression bonding tool. About.

液晶方式の表示装置の組立工程では、たとえば図７（ａ）に示すように、まずアウターリードボンダにより液晶表示パネル２００の外周の４辺のうちの所定の辺に、液晶駆動用ＩＣが搭載されたタブ（TAB:Tape Automated Bonding）などの電子部品２０２を図７（ｃ）に示すようにテープ状の異方性導電部材２０４を介して実装して電子部品付きの液晶表示パネル２００を製造する。   In the assembly process of the liquid crystal display device, for example, as shown in FIG. 7A, first, a liquid crystal driving IC is mounted on a predetermined side of the four sides of the outer periphery of the liquid crystal display panel 200 by an outer lead bonder. An electronic component 202 such as a tab (TAB: Tape Automated Bonding) is mounted via a tape-like anisotropic conductive member 204 as shown in FIG. 7C to manufacture a liquid crystal display panel 200 with the electronic component. .

ついで、電子部品付きの液晶表示パネル２００の電子部品２０２の部分に対して図７（ｂ）に示すように回路基板２０３を電気的に接続して液晶表示パネル２００を組み立てるということが行われている。上記回路基板２０３と電子部品２０２とは、図７（ｃ）に示すように電子部品２０２と液晶表示パネル２００との接続と同様、異方性導電部材２０４が用いられる。   Next, as shown in FIG. 7B, the liquid crystal display panel 200 is assembled by electrically connecting the circuit board 203 to the electronic component 202 of the liquid crystal display panel 200 with electronic components. Yes. As the circuit board 203 and the electronic component 202 are connected to the electronic component 202 and the liquid crystal display panel 200 as shown in FIG. 7C, an anisotropic conductive member 204 is used.

液晶表示パネル２００に予め接続された電子部品２０２に回路基板２０３を接続する、いわゆる本圧着は熱圧着装置によって行われる。熱圧着装置はバックアップツールを有し、このバックアップツールの上端面には上記回路基板２０３と上記電子部品２０２との圧着する部分が重ねた状態で載置される。上記バックアップツールの上方には熱圧着ツールが上下方向に駆動可能に設けられている。   The so-called main press bonding, in which the circuit board 203 is connected to the electronic component 202 previously connected to the liquid crystal display panel 200, is performed by a thermocompression bonding apparatus. The thermocompression bonding apparatus has a backup tool, and is placed on the upper end surface of the backup tool in a state where a portion to be bonded between the circuit board 203 and the electronic component 202 is overlapped. Above the backup tool, a thermocompression bonding tool is provided so as to be driven in the vertical direction.

上記バックアップツールと熱圧着ツールにはヒータが設けられ、この熱圧着ツールが下降方向に駆動されることで、上記回路基板２０３と上記電子部品２０２との重合部分が加圧されるとともに１５０〜２００℃に加熱される。それによって、上記回路基板２０３と上記電子部品２０２の間に介在する異方性導電部材２０４が溶融して硬化するため、上記回路基板２０３と電子部品とが圧着される。   The backup tool and the thermocompression tool are provided with a heater, and when the thermocompression tool is driven in the downward direction, the overlapping portion between the circuit board 203 and the electronic component 202 is pressurized and 150 to 200. Heated to ° C. As a result, the anisotropic conductive member 204 interposed between the circuit board 203 and the electronic component 202 is melted and cured, so that the circuit board 203 and the electronic component are pressure-bonded.

上記熱圧着ツールは、本体ブロックと、ヒータを有するとともに下面側にツール部が設けられたヒータブロックとに分離され、上記本体ブロックとヒータブロックの上面側は押しボルトと引きボルトからなる調整機構によって連結されている。   The thermocompression bonding tool is separated into a main body block and a heater block having a heater and having a tool portion provided on the lower surface side, and the upper surface side of the main body block and the heater block is adjusted by an adjustment mechanism including a push bolt and a pull bolt. It is connected.

この調整機構は、各押しボルトと引きボルトによって上記本体ブロックに対して上記ヒータブロックの長手方向の複数箇所をそれぞれ部分的に押し引きするためのものであって、それによって上記ヒータブロックが３００〜４００℃に加熱されて熱変形した状態で、このヒータブロックの下面側に設けられたツール部の平坦度を調整できるようになっている。   The adjusting mechanism is for partially pushing and pulling a plurality of portions in the longitudinal direction of the heater block with respect to the main body block by the push bolts and pull bolts. The flatness of the tool portion provided on the lower surface side of the heater block can be adjusted in a state where the heater block is heated to 400 ° C. and thermally deformed.

上記ツール部の平坦度が十分でないと、熱圧着ツールを下降させて回路基板２０３と電子部品２０２との重合部分を加圧加熱する際、その重合部分を全体にわたって均一に加圧加熱することができないため、圧着不良を招く虞がある。そこで、圧着作業を開始する前には上記ツール部の平坦度を上記調整機構によって調整するということが行われている。   If the flatness of the tool part is not sufficient, when the superposed part of the circuit board 203 and the electronic component 202 is pressurized and heated by lowering the thermocompression bonding tool, the superposed part may be uniformly heated under pressure. Since it cannot do, there exists a possibility of causing a crimping | compression-bonding defect. Therefore, before starting the crimping operation, the flatness of the tool part is adjusted by the adjusting mechanism.

従来、上記熱圧着ツールの本体ブロックとヒータブロックとは、ともに同じ金属材料、たとえば耐熱性を有するとともに、熱膨張係数（線膨張係数）が比較的高いステンレス鋼（ＳＵＳ６３０）などによって形成されていた。   Conventionally, the main body block and the heater block of the thermocompression bonding tool are both made of the same metal material, such as stainless steel (SUS630) having heat resistance and a relatively high thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient). .

熱圧着ツールのヒータブロックはヒータによって３００〜４００℃に加熱されるのに対し、本体ブロックはヒータによって加熱されず、ヒータブロックからの熱伝導によって加熱されるだけである。そのため、本体ブロックの温度上昇はヒータブロックに比べて低く、たとえば１００〜１５０℃程度である。   The heater block of the thermocompression bonding tool is heated to 300 to 400 ° C. by the heater, whereas the main body block is not heated by the heater but only heated by heat conduction from the heater block. Therefore, the temperature rise of the main body block is lower than that of the heater block, for example, about 100 to 150 ° C.

一方、本体ブロックとヒータブロックとは同じ熱膨張係数の金属材料で作られている。そのため、温度上昇の高いヒータブロックは本体ブロックに比べて熱膨張率（線膨張率）が大きくなるから、これら両者の熱膨張率の差によって温度上昇時にヒータブロックに大きな熱応力が生じ、その熱応力によってヒータブロックに生じる歪も大きくなる。   On the other hand, the main body block and the heater block are made of a metal material having the same thermal expansion coefficient. For this reason, the heater block with a high temperature rise has a larger coefficient of thermal expansion (linear expansion coefficient) than the main body block. Therefore, a large thermal stress is generated in the heater block when the temperature rises due to the difference between the two coefficients of thermal expansion. The strain generated in the heater block due to the stress also increases.

温度上昇時にヒータブロックに大きな歪が生じると、ヒータブロックに設けられたツール部の平坦度が大きく損なわれるから、調整機構による平坦度の調整に多くの手間が掛かるばかりか、調整機構によっては十分に調整しきれず、高い平坦精度が得られないということもある。   If a large distortion occurs in the heater block when the temperature rises, the flatness of the tool part provided on the heater block will be greatly impaired. Therefore, it takes a lot of time to adjust the flatness by the adjustment mechanism. In some cases, the flatness cannot be fully adjusted and high flatness accuracy cannot be obtained.

この発明は、本体ブロックとヒータブロックとの熱膨張率の差を少なくすることで、ヒータブロックが温度上昇しても、ツール部の平坦度が低下するのを防止できるようにした熱圧着ツール及びその熱圧着ツールを用いた熱圧着装置を提供することにある。   The present invention relates to a thermocompression bonding tool capable of preventing the flatness of the tool portion from being lowered even if the temperature of the heater block rises by reducing the difference in coefficient of thermal expansion between the main body block and the heater block. The object is to provide a thermocompression bonding apparatus using the thermocompression bonding tool.

この発明は、２つの部品の重合部分を加圧加熱して圧着する熱圧着ツールであって、
本体ブロックと、
下面側にツール部が設けられ上面側が上記本体ブロックに上記ツール部の長手方向の平坦度を調整する調整機構を介して取り付けられたヒータブロックを具備し、
上記ヒータブロックは上記本体ブロックに比べて熱膨張係数の低い材料によって形成されていて、
上記本体ブロックの上面には、上記本体ブロックの長手方向の膨張に対して相対的に移動可能にツール取り付け部材が連結されていることを特徴とする記載の熱圧着ツールにある。 The present invention is a thermocompression bonding tool for pressurizing and heating a superposed portion of two parts,
A body block;
A tool block is provided on the lower surface side, and the upper surface side includes a heater block attached to the main body block via an adjustment mechanism that adjusts the flatness in the longitudinal direction of the tool portion,
The heater block is formed of a material having a low thermal expansion coefficient compared to the main body block ,
The tool attachment member is connected to the upper surface of the main body block so as to be relatively movable with respect to the expansion in the longitudinal direction of the main body block .

上記ヒータブロックには、幅方向に沿う複数のヒータが長手方向に所定間隔で設けられているとともに、これらヒータによる長手方向の温度分布を均一化するヒートパイプが設けられていることが好ましい。   The heater block is preferably provided with a plurality of heaters along the width direction at predetermined intervals in the longitudinal direction, and a heat pipe for making the temperature distribution in the longitudinal direction by these heaters uniform.

上記本体ブロックの材料はステンレス鋼であって、上記ヒータブロックの材料は低熱膨張合金であることが好ましい。   The material of the main body block is preferably stainless steel, and the material of the heater block is preferably a low thermal expansion alloy.

この発明は、２つの部品の重合部分を加圧加熱して圧着する熱圧着ツールであって、
本体ブロックと、
下面側にツール部が設けられ上面側が上記本体ブロックに上記ツール部の長手方向の平坦度を調整する調整機構を介して取り付けられたヒータブロックを具備し、
上記ヒータブロックは上記本体ブロックに比べて熱膨張係数の低い材料によって形成されているとともに、上記ツール部は上記ヒータブロックよりも硬い金属材料によってこのヒータブロックと別体に形成され、かつ上記ヒータブロックの下面に、互いの熱膨張に対して長手方向に相対的に移動可能に取り付けられていることを特徴とする熱圧着ツールにある。 The present invention is a thermocompression bonding tool for pressurizing and heating a superposed portion of two parts,
A body block;
A tool block is provided on the lower surface side, and the upper surface side includes a heater block attached to the main body block via an adjustment mechanism that adjusts the flatness in the longitudinal direction of the tool portion,
The heater block is formed of a material having a lower thermal expansion coefficient than the main body block, and the tool portion is formed separately from the heater block by a metal material harder than the heater block, and the heater block The thermocompression bonding tool is attached to the lower surface of the tool so as to be relatively movable in the longitudinal direction with respect to the thermal expansion of each other.

上記本体ブロックには長手方向に貫通した貫通孔が設けられていることが好ましい。   The main body block is preferably provided with a through hole penetrating in the longitudinal direction.

上記ヒータブロックと上記本体ブロックとは長手方向の膨張に対して相対的に移動可能に連結されていることが好ましい。   The heater block and the main body block are preferably connected so as to be relatively movable with respect to expansion in the longitudinal direction.

この発明は、バックアップツール上に異方性導電部材を介して重合された第１の部品と第２の部品とを載置し、これら部品の重合部分を熱圧着ツールで加圧加熱して圧着する熱圧着装置であって、
上記熱圧着ツールは請求項１に記載された構成であることを特徴とする熱圧着装置にある。 In the present invention, a first part and a second part that are superposed via an anisotropic conductive member are placed on a backup tool, and the superposed portion of these parts is pressure-heated with a thermocompression-bonding tool and then crimped. A thermocompression bonding apparatus,
The thermocompression bonding tool is a thermocompression bonding apparatus having the structure described in claim 1.

この発明によれば、ヒータブロックと本体ブロックとの熱膨張率の差を小さくした。そのため、ヒータブロックが温度上昇したとき、このヒータブロックに大きな歪が生じるのを防止できるから、ヒータブロックに設けられたツール部の平坦度が損なわれるのを防止することができる。   According to this invention, the difference in thermal expansion coefficient between the heater block and the main body block is reduced. Therefore, when the temperature of the heater block rises, it is possible to prevent a large distortion from occurring in the heater block, and thus it is possible to prevent the flatness of the tool portion provided in the heater block from being impaired.

以下、この発明の一実施の形態を図１乃至図５を参照して説明する。
図１はこの発明の熱圧着装置の概略的構成図であって、この熱圧着装置はベース１上に立設された平板状のバックアップツール２を有する。このバックアップツール２の上方には熱圧着ツール３がリニアガイド４に沿って上下動可能に設けられている。この熱圧着ツール３は同図に鎖線で示すＺ駆動源５により、後述するように上記リニアガイド４に沿って上下方向に駆動可能となっている。なお、バックアップツール２の上部には電熱ヒータ（図示せず）が設けられ、このバックアップツール２を約５０〜１００℃に加熱するようになっている。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a thermocompression bonding apparatus according to the present invention, and this thermocompression bonding apparatus has a flat backup tool 2 erected on a base 1. A thermocompression bonding tool 3 is provided above the backup tool 2 so as to move up and down along the linear guide 4. The thermocompression bonding tool 3 can be driven in the vertical direction along the linear guide 4 as will be described later by a Z drive source 5 indicated by a chain line in FIG. An electric heater (not shown) is provided on the upper part of the backup tool 2, and the backup tool 2 is heated to about 50 to 100 ° C.

図２に示すように、上記熱圧着ツール３は角柱状の本体ブロック６を有する。この本体ブロック６はたとえばステンレス鋼であるＳＵＳ６０３（ＪＩＳ規格）などの耐熱性を有する金属材料によって形成されている。この本体ブロック６の上面にはツール取り付け部材７が設けられている。このツール取り付け部材７は、図１に示すように側面形状が逆Ｌ字状となっていて、水平な一辺の長手方向両端部及び中央部の三箇所には取り付け部８が設けられ、上面には連結部９が設けられている。   As shown in FIG. 2, the thermocompression bonding tool 3 has a prismatic body block 6. The main body block 6 is formed of a heat-resistant metal material such as stainless steel SUS603 (JIS standard). A tool attachment member 7 is provided on the upper surface of the main body block 6. As shown in FIG. 1, the tool attachment member 7 has a reverse L-shaped side surface, and is provided with attachment portions 8 at the three longitudinal end portions and the central portion of one horizontal side. Is provided with a connecting part 9.

さらに、上記本体ブロック６の高さ方向の中央よりも下側には、長手方向に貫通した貫通孔２８が形成されている。この貫通孔２８の一端開口からは図示しない送気チューブによって冷却気体が供給され、他端開口から流出するようになっている。   Further, a through hole 28 penetrating in the longitudinal direction is formed below the center of the main body block 6 in the height direction. Cooling gas is supplied from one end opening of the through hole 28 by an air supply tube (not shown), and flows out from the other end opening.

それによって、本体ブロック６は冷却されるとともに、その冷却の度合いは高さ方向下側が上側よりも大きくなるから、後述するように本体ブロック６の高さ方向の下面側から熱伝導があっても、下面側と上面側とをほぼ同じ温度に維持することができる。つまり、本体ブロック６が下面側と上面側とに温度差が生じて歪みや反りが生じるのを防止することができる。   As a result, the main body block 6 is cooled, and the degree of cooling is higher on the lower side in the height direction than on the upper side. Therefore, even if there is heat conduction from the lower surface side in the height direction of the main body block 6 as will be described later. The lower surface side and the upper surface side can be maintained at substantially the same temperature. That is, it is possible to prevent the body block 6 from being distorted or warped due to a temperature difference between the lower surface side and the upper surface side.

図３に示すように、各取り付け部８の下端には舌片１１がＬ字状に設けられ、この舌片１１には本体ブロック６の長手方向に沿って長い長孔１２が形成されている。そして、この長孔１２から上記本体ブロック６の上面に開口して形成されたねじ孔１０にねじ込まれたねじ１３によって上記舌片１１が本体ブロック６の上面にシート状の断熱材１１ａを介して連結されている。   As shown in FIG. 3, a tongue piece 11 is provided in an L shape at the lower end of each attachment portion 8, and a long slot 12 is formed in the tongue piece 11 along the longitudinal direction of the main body block 6. . Then, the tongue piece 11 is attached to the upper surface of the main body block 6 via the sheet-like heat insulating material 11a by the screw 13 screwed into the screw hole 10 formed to open from the long hole 12 to the upper surface of the main body block 6. It is connected.

つまり、ツール取り付け部材７は取り付け部８に設けられた舌片１１の長孔１２を介して本体ブロック６に取り付けられているため、ツール取り付け部材７と本体ブロック６の熱による膨張率に差が生じても、上記ねじ１３と上記長孔１２とが相対的に移動する。そのため、ツール取り付け部材７と本体ブロック６が異なる熱膨張率の差によって膨張しても、これらの間に応力が発生し、その応力で歪が生じるのを防止できるようになっている。   That is, since the tool attachment member 7 is attached to the main body block 6 through the long hole 12 of the tongue piece 11 provided in the attachment portion 8, there is a difference in the coefficient of thermal expansion between the tool attachment member 7 and the main body block 6. Even if it occurs, the screw 13 and the elongated hole 12 move relatively. Therefore, even if the tool mounting member 7 and the main body block 6 expand due to different differences in thermal expansion coefficient, stress is generated between them, and distortion can be prevented from occurring due to the stress.

図１に示すように、上記ツール取り付け部材７の垂直な他辺の外面には水平方向に離間した一対の受け部材１４（１つのみ図示）が垂直方向に沿って設けられている。この受け部材１４は装置本体１５から垂設されたガイド部１６に設けられた上記リニアガイド４に移動可能に係合している。   As shown in FIG. 1, a pair of receiving members 14 (only one is shown) spaced apart in the horizontal direction are provided along the vertical direction on the outer surface of the other vertical side of the tool mounting member 7. The receiving member 14 is movably engaged with the linear guide 4 provided on a guide portion 16 that is suspended from the apparatus main body 15.

上記ツール取り付け部材７の上面に設けられた連結部９は軸線を垂直にして設けられたシリンダなどの上記Ｚ駆動源５の駆動軸５ａに連結されている。したがって、上記熱圧着ツール３はＺ駆動源５によってＺ方向である、上下方向に駆動可能となっている。   A connecting portion 9 provided on the upper surface of the tool attachment member 7 is connected to a drive shaft 5a of the Z drive source 5 such as a cylinder provided with its axis line vertical. Therefore, the thermocompression bonding tool 3 can be driven in the vertical direction, which is the Z direction, by the Z drive source 5.

図２に示すように、上記本体ブロック６の下面側には調整機構２１によってヒータブロック２２が設けられている。上記ヒータブロック２２は上記本体ブロック６に比べて熱膨張係数の低い材料である低熱膨張合金、たとえばインバー合金やコバール合金などの金属材料によって形成されている。この実施の形態ではコバール合金によって形成されている。   As shown in FIG. 2, a heater block 22 is provided by an adjustment mechanism 21 on the lower surface side of the main body block 6. The heater block 22 is made of a metal material such as a low thermal expansion alloy, such as an invar alloy or a kovar alloy, which is a material having a lower thermal expansion coefficient than the main body block 6. In this embodiment, it is made of Kovar alloy.

すなわち、本体ブロック６を形成するＳＵＳ６３０の熱膨張係数は１２×１０−６／℃であり、ヒータブロック２２を形成するコバール合金の熱膨張係数は４．５×１０−６／℃である。 That is, the thermal expansion coefficient of SUS630 forming the main body block 6 is 12 × 10 −6 / ° C., and the thermal expansion coefficient of the Kovar alloy forming the heater block 22 is 4.5 × 10 −6 / ° C.

なお、ヒータブロック２２を形成する金属材料としては、低熱膨張合金以外の材料、たとえば低熱膨張超耐熱合金（商品面：ＨＲＡ９２９）やカーボンなどであってもよく、前者の熱膨張係数は５×１０−６／℃であり、後者の熱膨張係数は１×１０−６／℃である。 The metal material forming the heater block 22 may be a material other than a low thermal expansion alloy, for example, a low thermal expansion super heat resistant alloy (product surface: HRA929) or carbon, and the former thermal expansion coefficient is 5 × 10. −6 / ° C., and the latter coefficient of thermal expansion is 1 × 10 −6 / ° C.

上記調整機構２１は、上記本体ブロック６とヒータブロック２２との長手方向に対して所定間隔で交互に設けられた複数の押しボルト２３と引きボルト２４によって構成されている。   The adjustment mechanism 21 includes a plurality of push bolts 23 and pull bolts 24 that are alternately provided at predetermined intervals in the longitudinal direction of the main body block 6 and the heater block 22.

つまり、図４に示すように上記押しボルト２３は、本体ブロック６の厚さ方向に貫通して形成されたねじ孔２５に螺合されこの本体ブロック６の下面から突出させた下端面を上記ヒータブロック２２の上面に当接させている。上記引きボルト２４は、上記本体ブロック６の厚さ方向に貫通し、かつ本体ブロック６の長手方向に沿って長く形成された挿通孔２６に挿通され、この挿通孔２６から突出させた先端部を上記ヒータブロック２２の上面に開口して形成されたねじ孔２７に螺合させている。   That is, as shown in FIG. 4, the push bolt 23 is screwed into a screw hole 25 formed so as to penetrate in the thickness direction of the main body block 6, and the lower end surface protruding from the lower surface of the main body block 6 is the heater. The block 22 is in contact with the upper surface. The pulling bolt 24 is inserted through an insertion hole 26 that extends in the thickness direction of the main body block 6 and is elongated along the longitudinal direction of the main body block 6, and has a tip portion protruding from the insertion hole 26. The heater block 22 is screwed into a screw hole 27 formed in the upper surface.

したがって、上記押しボルト２３をねじ込む方向に回転させれば、ヒータブロック２２の押しボルト２３に対応する部分を押圧することができ、上記引きボルト２４を戻す方向に回転させればヒータブロック２２の引きボルト２４に対応する部分を引くことができる。つまり、押しボルト２３と引きボルト２４をそれぞれ回転させることで、ヒータブロック２２の各ボルト２３，２４に対応する部分を押したり引いたりすることができるようになっている。   Therefore, if the push bolt 23 is rotated in the screwing direction, the portion corresponding to the push bolt 23 of the heater block 22 can be pressed, and if the pull bolt 24 is rotated in the returning direction, the heater block 22 is pulled. A portion corresponding to the bolt 24 can be pulled. That is, by rotating the push bolt 23 and the pull bolt 24, the portions corresponding to the bolts 23 and 24 of the heater block 22 can be pushed and pulled.

上記押しボルト２３は本体ブロック６のねじ孔２５に螺合されているが先端はヒータブロック２２の上面に当接しており、引きボルト２４は先端部をヒータブロック２２のねじ孔２７に螺合させているが、本体ブロック６に対してはこの長手方向に沿って長い挿通孔２６に挿通されている。   The push bolt 23 is screwed into the screw hole 25 of the main body block 6, but the tip is in contact with the upper surface of the heater block 22, and the pulling bolt 24 is screwed into the screw hole 27 of the heater block 22. However, the main body block 6 is inserted through a long insertion hole 26 along the longitudinal direction.

そのため、本体ブロック６とヒータブロック２２との熱膨張率に差があっても、これらは長手方向に対して相対的に移動可能であるから、本体ブロック６やヒータブロック２２に熱歪みや反りが生じ難いようになっている。   Therefore, even if there is a difference in the coefficient of thermal expansion between the main body block 6 and the heater block 22, they can move relative to the longitudinal direction, so that the main body block 6 and the heater block 22 are subject to thermal distortion and warpage. It has become difficult to occur.

上記ヒータブロック２２の下面には、断面形状がＴ字状のツール部２９が長手方向ほぼ全長にわたって一体形成されている。また、ヒータブロック２２には幅方向に貫通した複数の電熱ヒータ３１が長手方向に所定間隔で設けられている。ヒータブロック２２は上記電熱ヒータ３１によって３００〜４００℃に加熱されるようになっている。   A tool portion 29 having a T-shaped cross section is integrally formed on the lower surface of the heater block 22 over almost the entire length in the longitudinal direction. The heater block 22 is provided with a plurality of electric heaters 31 penetrating in the width direction at predetermined intervals in the longitudinal direction. The heater block 22 is heated to 300 to 400 ° C. by the electric heater 31.

さらに、上記ヒータブロック２２の両側面には長手方向に沿ってヒートパイプ３２が設けられている。このヒートパイプ３２は、上記ヒータブロック２２が上記電熱ヒータ３１によって加熱されたとき、その熱をヒータブロック２２の長手方向に対して均一に伝達する。それによって、上記電熱ヒータ３１によって加熱される上記ヒータブロック２２は長手方向の温度分布がほぼ均一になる。   Further, heat pipes 32 are provided on both side surfaces of the heater block 22 along the longitudinal direction. When the heater block 22 is heated by the electric heater 31, the heat pipe 32 uniformly transmits the heat in the longitudinal direction of the heater block 22. As a result, the heater block 22 heated by the electric heater 31 has a substantially uniform temperature distribution in the longitudinal direction.

このように構成された熱圧着ツール３を用いた熱圧着装置によれば、バックアップツール２上に図７に示す回路基板２０３と電子部品２０２とを重合させて供給位置決めしたならば、Ｚ駆動源１８を作動させて上記熱圧着ツール３を下降させる。それによって、回路基板２０３と電子部品２０２との重合部分がバックアップツール２と熱圧着ツール３のツール部２９とによって加圧加熱される。   According to the thermocompression bonding apparatus using the thermocompression bonding tool 3 configured as described above, if the circuit board 203 and the electronic component 202 shown in FIG. 18 is operated to lower the thermocompression bonding tool 3. Thereby, the overlapping portion of the circuit board 203 and the electronic component 202 is pressurized and heated by the backup tool 2 and the tool portion 29 of the thermocompression bonding tool 3.

回路基板２０３と電子部品２０２との重合部分が加圧加熱されると、これらの重合部分に介在する異方性導電部材２０４が溶融して硬化するから、上記回路基板２０３と電子部品２０２とを固着することができる。   When the superposed portion between the circuit board 203 and the electronic component 202 is heated under pressure, the anisotropic conductive member 204 interposed between the superposed portions melts and hardens. It can be fixed.

上記熱圧着ツール３は、ヒータブロック２２に設けられた電熱ヒータ３１によって３００〜４００℃に加熱される。それに対して、上記ヒータブロック２２に調整機構２１を介して連結された本体ブロック６は押しボルト２３と引きボルト２４によってヒータブロック２２の熱が伝わるだけであるから、１００〜１５０℃程度にしか温度が上昇しない。   The thermocompression bonding tool 3 is heated to 300 to 400 ° C. by an electric heater 31 provided in the heater block 22. On the other hand, the main body block 6 connected to the heater block 22 via the adjusting mechanism 21 only transfers the heat of the heater block 22 by the push bolt 23 and the pulling bolt 24, so the temperature is only about 100 to 150 ° C. Does not rise.

ヒータブロック２２と本体ブロック６とには２５０〜３００℃の温度差が生じる。そのため、その温度差により熱膨張率に差が生じ、その差によってヒータブロック２２に歪が生じることになる。ヒータブロック２２に歪みが生じれば、その下面に設けられたツール部２９も歪むから、その歪によってツール部２９の下面の平坦度が低下する。   A temperature difference of 250 to 300 ° C. occurs between the heater block 22 and the main body block 6. Therefore, a difference in thermal expansion coefficient occurs due to the temperature difference, and distortion occurs in the heater block 22 due to the difference. If the heater block 22 is distorted, the tool portion 29 provided on the lower surface of the heater block 22 is also distorted, and the flatness of the lower surface of the tool portion 29 is reduced by the distortion.

ツール部２９の平坦度が低下すれば、上記回路基板２０３と電子部品２０２との重合部分の全長を、ツール部２９とバックアップツール２とによって均一に加圧加熱することができず、圧着不良を招く虞がある。   If the flatness of the tool part 29 is lowered, the entire length of the overlapped portion of the circuit board 203 and the electronic component 202 cannot be uniformly heated by the tool part 29 and the backup tool 2, resulting in poor crimping. There is a risk of inviting.

しかしながら、この実施の形態の熱圧着ツール３は、ヒータブロック２２を本体ブロック６に比べて熱膨張係数の低い材料によって形成した。具体的には、本体ブロック６をＳＵＳ６３０で形成し、ヒータブロック２２を低熱膨張合金であるコバール合金によって形成した。コバール合金はＳＵＳ６３０に比べて熱膨張係数が略３分の１である。   However, in the thermocompression bonding tool 3 of this embodiment, the heater block 22 is formed of a material having a lower thermal expansion coefficient than the main body block 6. Specifically, the main body block 6 was formed of SUS630, and the heater block 22 was formed of a Kovar alloy that is a low thermal expansion alloy. Kovar alloy has a coefficient of thermal expansion approximately one third that of SUS630.

そのため、ヒータブロック２２が３００〜４００℃に温度上昇するのに対し、本体ブロック６の温度上昇が約３分の１の１００〜１５０℃であるから、これらに約２５０〜３００℃の温度差が生じても、上記ヒータブロック２２と本体ブロック６との熱膨張率をほぼ同じにすることができる。   Therefore, while the temperature of the heater block 22 rises to 300 to 400 ° C., the temperature rise of the main body block 6 is 100 to 150 ° C., which is about one third. Therefore, there is a temperature difference of about 250 to 300 ° C. Even if it occurs, the thermal expansion coefficients of the heater block 22 and the main body block 6 can be made substantially the same.

上記ヒータブロック２２と本体ブロック６との熱膨張率がほぼ同じであれば、これらが調整機構２１の押しボルト２３と引きボルト２４によって連結されていても、ヒータブロック２２及び本体ブロック６に歪が生じることがないから、ヒータブロック２２の下面に設けられたツール部２９にもほとんど歪が生じることがない。   If the thermal expansion coefficients of the heater block 22 and the main body block 6 are substantially the same, even if they are connected by the push bolt 23 and the pulling bolt 24 of the adjusting mechanism 21, the heater block 22 and the main body block 6 are distorted. Since it does not occur, the tool portion 29 provided on the lower surface of the heater block 22 is hardly distorted.

したがって、圧着作業を開始する前に、上記ツール部２９の平坦度をたとえば感圧紙を用いて調整すれば、その後は従来のようにヒータブロック２２と本体ブロック６との温度差に起因してヒータブロック２２に歪みが生じるということがほとんどない。   Therefore, if the flatness of the tool portion 29 is adjusted using, for example, pressure-sensitive paper before the crimping operation is started, the heater is then caused by the temperature difference between the heater block 22 and the main body block 6 as in the prior art. The block 22 is hardly distorted.

その結果、上記ツール部２９の平坦度を精度よく維持することができるばかりか、仮に熱歪みが生じたとしても、その歪みはわずかであるから、調整作業も調整機構２１によって簡単に行うことができる。   As a result, not only can the flatness of the tool portion 29 be maintained with high accuracy, but even if thermal distortion occurs, the distortion is slight, so that the adjustment work can be easily performed by the adjustment mechanism 21. it can.

しかも、上記ヒータブロック２２と本体ブロック６とを連結した調整機構２１は、押しボルト２３が先端をヒータブロック２２の上面に圧接させ、引きボルト２４が本体ブロック６の長手方向に沿って長く形成された挿通孔２６に挿通されている。   In addition, the adjusting mechanism 21 that connects the heater block 22 and the main body block 6 has a push bolt 23 that presses the tip against the upper surface of the heater block 22, and a pulling bolt 24 that is elongated along the longitudinal direction of the main body block 6. The insertion hole 26 is inserted.

そのため、調整機構２１は本体ブロック６とヒータブロック２２とを連結しているものの、これらを相対的に移動可能としているから、そのことによっても本体ブロック６やヒータブロック２２に熱歪が生じ難い。   Therefore, although the adjustment mechanism 21 connects the main body block 6 and the heater block 22, these can be moved relatively, so that the main body block 6 and the heater block 22 are less likely to cause thermal distortion.

さらに、本体ブロック６の高さ方向の下部に長手方向に貫通した貫通孔２８を形成し、この貫通孔２８に冷却気体を流すようにしたから、ヒータブロック２２からの熱が伝わり易い本体ブロック６の下面側を冷却することができる。そのため、ヒータブロック２２の上面側と下面側の温度差を少なくできるから、そのことによっても本体ブロック６に熱歪みや反りが生じるのを防止することができる。   Further, since the through hole 28 penetrating in the longitudinal direction is formed in the lower part of the main body block 6 in the height direction, and the cooling gas is allowed to flow through the through hole 28, the heat from the heater block 22 is easily transmitted. The lower surface side of can be cooled. Therefore, since the temperature difference between the upper surface side and the lower surface side of the heater block 22 can be reduced, it is possible to prevent the main body block 6 from being thermally distorted or warped.

なお、上記貫通孔２８には冷却気体を強制的に流すようにしたが、冷却気体を強制的に流さなくとも、貫通孔２８が形成されているだけであっても、貫通孔２８に流通する外気によって本体ブロック６の下面側の温度上昇を上面側よりも低くすることができる。   Although the cooling gas is forced to flow through the through hole 28, the cooling gas is forced to flow, but even if the through hole 28 is formed, it flows through the through hole 28. The temperature rise on the lower surface side of the main body block 6 can be made lower than that on the upper surface side by outside air.

上記ヒータブロック２２は、長手方向に所定間隔で設けられた複数の電熱ヒータ３１によって加熱される。しかしながら、ヒータブロック２２の電熱ヒータ３１の間の部分や両端では他の部分と温度にばらつきが生じ、そのばらつきによって歪が生じる虞がある。   The heater block 22 is heated by a plurality of electric heaters 31 provided at predetermined intervals in the longitudinal direction. However, the portion between the electric heaters 31 of the heater block 22 and both ends have variations in temperature with other portions, and the variation may cause distortion.

しかしながら、上記ヒータブロック２２には長手方向に沿ってヒートパイプ３２を設け、ヒータブロック２２の長手方向の温度を均一化するようにしている。そのため、ヒータブロック２２が複数の電熱ヒータ３１によって加熱される構成であっても、長手方向に温度差が生じ、その温度差で歪が生じるということがない。   However, the heater block 22 is provided with a heat pipe 32 along the longitudinal direction so that the temperature in the longitudinal direction of the heater block 22 is made uniform. Therefore, even if the heater block 22 is heated by the plurality of electric heaters 31, there is no temperature difference in the longitudinal direction, and no distortion occurs due to the temperature difference.

したがって、そのことによってもヒータブロック２２の下面に設けられたツール部２９に歪みが生じるのを抑制することがきるばかりか、回路基板２０３と電子部品２０２との重合部分を均一に加熱しながら加圧することができる。   Therefore, this not only suppresses the occurrence of distortion in the tool portion 29 provided on the lower surface of the heater block 22, but also applies heat while uniformly heating the overlapping portion of the circuit board 203 and the electronic component 202. Can be pressed.

上記本体ブロック６の上面にはツール取り付け部材７が設けられている。そのため、この本体ブロック６とツール取り付け部材７との間にも温度差が生じ、その温度差によって本体ブロック６に歪が生じ、その歪に影響を受けてヒータブロック２２に歪が生じるということがある。   A tool attachment member 7 is provided on the upper surface of the main body block 6. Therefore, a temperature difference also occurs between the main body block 6 and the tool attachment member 7, and the main body block 6 is distorted due to the temperature difference, and the heater block 22 is distorted due to the distortion. is there.

しかしながら、上記ツール取り付け部材７は、取り付け部８の下端に設けられた舌片１１に長孔１２を形成し、この長孔１２を介してねじ１３によって上記本体ブロック６に連結している。つまり、上記本体ブロック６には、上記取り付け部８の舌片１１がねじ１３によって相対的に移動可能に連結されている。   However, the tool attachment member 7 forms a long hole 12 in a tongue piece 11 provided at the lower end of the attachment portion 8, and is connected to the main body block 6 by a screw 13 through the long hole 12. That is, the tongue 11 of the mounting portion 8 is connected to the main body block 6 by the screw 13 so as to be relatively movable.

そのため、ヒータブロック２２に近い本体ブロック６がツール取り付け部材７よりも高い温度に上昇し、本体ブロック６とツール取り付け部材７との熱膨張率に差が生じても、その差に応じて上記本体ブロック６が上記舌片１１に対して相対的に移動するから、これらの間に歪みが生じて本体ブロック６が変形するということもない。   Therefore, even if the main body block 6 close to the heater block 22 rises to a temperature higher than that of the tool attachment member 7 and a difference in the coefficient of thermal expansion between the main body block 6 and the tool attachment member 7 occurs, Since the block 6 moves relative to the tongue 11, the main body block 6 is not deformed due to distortion between them.

上記一実施の形態ではヒータブロック２２の下面にツール部２９を一体形成した。ヒータブロック２２は本体ブロック６に比べて熱膨張係数が低い低熱膨張合金であるコバール合金によって形成されている。コバール合金によってヒータブロック２２と一体形成されたツール部２９の硬度は本体ブロック６を形成するＳＵＳ６３０に比べて低くなるということがある。そのため、ツール部２９が早期に損傷する虞がある。   In the above embodiment, the tool portion 29 is integrally formed on the lower surface of the heater block 22. The heater block 22 is made of a Kovar alloy which is a low thermal expansion alloy having a lower thermal expansion coefficient than the main body block 6. The hardness of the tool portion 29 integrally formed with the heater block 22 by Kovar alloy may be lower than that of SUS630 that forms the main body block 6. Therefore, there is a possibility that the tool part 29 may be damaged early.

そのような場合、図５と図６に示すようにヒータブロック２２の下端面を平坦面とし、ここにヒータブロック２２よりも硬い金属材料、たとえば本体ブロック６と同じ金属材料である、ＳＵＳ６３０で断面形状がＴ字状に形成されたツール部２９Ａを設ける。   In such a case, as shown in FIGS. 5 and 6, the lower end surface of the heater block 22 is a flat surface, and here is a cross section of SUS630 which is a metal material harder than the heater block 22, for example, the same metal material as the main body block 6. A tool portion 29A having a T-shape is provided.

つまり、ヒータブロック２２の下面に設けられたツール部２９Ａの両側部をＬ字状の押え部材３４で保持し、この押え部材３４に形成された通孔３５にねじ３６を挿通し、このねじ３６を上記ヒータブロック２２の下面の開口形成されたねじ孔３７に螺合する。   That is, both side portions of the tool portion 29A provided on the lower surface of the heater block 22 are held by the L-shaped pressing member 34, and the screw 36 is inserted into the through hole 35 formed in the pressing member 34. Is screwed into the screw hole 37 formed in the lower surface of the heater block 22.

上記押え部材３４によって両側部が保持されたツール部２９Ａは、上記ヒータブロック２２の長手方向に対して相対的に移動可能である。そのため、ツール部２９Ａとヒータブロック２２とがそれぞれ温度上昇し、これらが異なる熱膨張係数で膨張しても、ツール部２９Ａはヒータブロック２２の下面で、このヒータブロック２２の長手方向に対して相対的に移動しながら膨張する。   The tool portion 29 </ b> A whose both side portions are held by the pressing member 34 can move relative to the longitudinal direction of the heater block 22. Therefore, even if the temperature of the tool portion 29A and the heater block 22 rises and they expand with different thermal expansion coefficients, the tool portion 29A is relatively on the lower surface of the heater block 22 with respect to the longitudinal direction of the heater block 22. Swell while moving.

したがって、ツール部２９Ａとヒータブロック２２とが異なる熱膨張係数で膨張しても、これらの間に応力が生じることがほとんどないから、ツール部２９Ａが変形してその下面の平坦度が低下するのを防止できる。   Therefore, even if the tool portion 29A and the heater block 22 expand with different thermal expansion coefficients, stress is hardly generated between them, so that the tool portion 29A is deformed and the flatness of the lower surface thereof is lowered. Can be prevented.

つまり、ヒータブロック２２とツール部２９Ａとを熱膨張係数が異なる材料で別体に形成した場合であっても、温度上昇時にこれらヒータブロック２２とツール部２９Ａとの熱膨張係数の違いにより、歪が生じるのを防止できる。   That is, even when the heater block 22 and the tool portion 29A are formed separately from materials having different thermal expansion coefficients, the distortion due to the difference in thermal expansion coefficient between the heater block 22 and the tool portion 29A when the temperature rises. Can be prevented.

なお、この実施の形態においても、ヒータブロック２２の側面には長手方向全長にわたってヒートパイプ３２を設けるなど、ツール部２９Ａ以外の部分は上記一実施の形態と構成としても差し支えない。   Also in this embodiment, the heat block 32 may be provided on the side surface of the heater block 22 over the entire length in the longitudinal direction.

さらに、本体ブロックをステンレス鋼によって形成する例を挙げたが、本体ブロックはステンレス鋼以外の鉄系金属など、他の材料で形成するようにしてもよい。   Furthermore, although the example which forms a main body block with stainless steel was given, you may make it form a main body block with other materials, such as ferrous metals other than stainless steel.

また、上記実施の形態では回路基板と電子部品を本圧着する場合について説明したが、この発明はアウターリードボンダの本圧着に限らず、ＡＣＦテープの貼着やその他の圧着作業全般に適用することが可能である。   In the above embodiment, the case where the circuit board and the electronic component are finally bonded is described. However, the present invention is not limited to the main bonding of the outer lead bonder, but can be applied to the pasting of the ACF tape and other crimping operations in general. Is possible.

この発明の一実施の形態の熱圧着装置を示す概略的構成図。The schematic block diagram which shows the thermocompression bonding apparatus of one Embodiment of this invention. 熱圧着ツールの正面図。The front view of a thermocompression bonding tool. 本体ブロックとツール取り付け部材との連結構造の一部を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows a part of connection structure of a main body block and a tool attachment member. 本体ブロックとヒータブロックとの連結構造の一部を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows a part of connection structure of a main body block and a heater block. この発明の他の実施の形態を示すヒータブロックの側面図。The side view of the heater block which shows other embodiment of this invention. 上記ヒータブロックに対するツール部の取り付け構造を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the attachment structure of the tool part with respect to the said heater block. （ａ）〜（ｃ）は液晶パネルに電子部品を介して回路基板を接続する説明図。(A)-(c) is explanatory drawing which connects a circuit board via an electronic component to a liquid crystal panel.

符号の説明Explanation of symbols

２…バックアップツール、３…熱圧着ツール、６…本体ブロック、２１…調整機構、２２…ヒータブロック、２３…押しボルト、２４…引きボルト、２９，２９Ａ…ツール部、３１…電熱ヒータ、３２…ヒートパイプ。   2 ... Backup tool, 3 ... Thermocompression bonding tool, 6 ... Main body block, 21 ... Adjustment mechanism, 22 ... Heater block, 23 ... Push bolt, 24 ... Pull bolt, 29, 29A ... Tool part, 31 ... Electric heater, 32 ... heat pipe.

Claims (7)

２つの部品の重合部分を加圧加熱して圧着する熱圧着ツールであって、
本体ブロックと、
下面側にツール部が設けられ上面側が上記本体ブロックに上記ツール部の長手方向の平坦度を調整する調整機構を介して取り付けられたヒータブロックを具備し、
上記ヒータブロックは上記本体ブロックに比べて熱膨張係数の低い材料によって形成されていて、
上記本体ブロックの上面には、上記本体ブロックの長手方向の膨張に対して相対的に移動可能にツール取り付け部材が連結されていることを特徴とする記載の熱圧着ツール。 A thermocompression bonding tool that pressurizes and heats the overlapped part of two parts,
A body block;
A tool block is provided on the lower surface side, and the upper surface side includes a heater block attached to the main body block via an adjustment mechanism that adjusts the flatness in the longitudinal direction of the tool portion,
The heater block is formed of a material having a low thermal expansion coefficient compared to the main body block ,
The thermocompression bonding tool according to claim 1 , wherein a tool attachment member is connected to the upper surface of the main body block so as to be relatively movable with respect to expansion in the longitudinal direction of the main body block . 上記ヒータブロックには、幅方向に沿う複数のヒータが長手方向に所定間隔で設けられているとともに、これらヒータによる長手方向の温度分布を均一化するヒートパイプが設けられていることを特徴とする請求項１記載の熱圧着ツール。   The heater block is provided with a plurality of heaters along the width direction at predetermined intervals in the longitudinal direction, and a heat pipe for uniforming the temperature distribution in the longitudinal direction by the heaters. The thermocompression bonding tool according to claim 1. 上記本体ブロックの材料はステンレス鋼であって、上記ヒータブロックの材料は低熱膨張合金であることを特徴とする請求項１記載の熱圧着ツール。   2. The thermocompression bonding tool according to claim 1, wherein the material of the main body block is stainless steel, and the material of the heater block is a low thermal expansion alloy. 上記本体ブロックには長手方向に貫通した貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載の熱圧着ツール。 Claim 1 Symbol placement thermocompression bonding tool to the body block, characterized in that the through hole penetrating in the longitudinal direction are provided. 上記ヒータブロックと上記本体ブロックとは長手方向の膨張に対して相対的に移動可能に連結されていることを特徴とする請求項１又は請求項４のいずれかに記載の熱圧着ツール。 The thermocompression bonding tool according to any one of claims 1 and 4 , wherein the heater block and the main body block are connected so as to be relatively movable with respect to expansion in a longitudinal direction. ２つの部品の重合部分を加圧加熱して圧着する熱圧着ツールであって、
本体ブロックと、
下面側にツール部が設けられ上面側が上記本体ブロックに上記ツール部の長手方向の平坦度を調整する調整機構を介して取り付けられたヒータブロックを具備し、
上記ヒータブロックは上記本体ブロックに比べて熱膨張係数の低い材料によって形成されているとともに、上記ツール部は上記ヒータブロックよりも硬い金属材料によってこのヒータブロックと別体に形成され、かつ上記ヒータブロックの下面に、互いの熱膨張に対して長手方向に相対的に移動可能に取り付けられていることを特徴とする熱圧着ツール。 A thermocompression bonding tool that pressurizes and heats the overlapped part of two parts,
A body block;
A tool block is provided on the lower surface side, and the upper surface side includes a heater block attached to the main body block via an adjustment mechanism that adjusts the flatness in the longitudinal direction of the tool portion,
The heater block is formed of a material having a lower thermal expansion coefficient than the main body block, and the tool portion is formed separately from the heater block by a metal material harder than the heater block, and the heater block The thermocompression-bonding tool is attached to the lower surface of the thermocompression bonding tool so as to be relatively movable in the longitudinal direction with respect to thermal expansion of each other. バックアップツール上に異方性導電部材を介して重合された第１の部品と第２の部品とを載置し、これら部品の重合部分を熱圧着ツールで加圧加熱して圧着する熱圧着装置であって、
上記熱圧着ツールは請求項１に記載された構成であることを特徴とする熱圧着装置。 A thermocompression bonding apparatus in which a first part and a second part superposed via an anisotropic conductive member are placed on a backup tool, and the superposed part of these parts is pressurized and heated with a thermocompression bonding tool. Because
The thermocompression bonding apparatus having the configuration described in claim 1.
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