JP4694924B2 - 電子部品の実装装置 - Google Patents

Description

この発明はシートを介して基板に電子部品を圧着する電子部品の実装装置に関する。

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、縁部上面に両面粘着性の上記異方性導電部材を貼着し、この異方性導電部材に上記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、この装置本体にはバックアップツール及びこのバックアップツールの上方に下降方向に駆動される圧着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、バックアップツール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して溶融硬化させるために、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。それによって、ＴＣＰを加圧加熱した際、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。

実装時に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。

上記カセットには、上記テープが巻着された繰り出し体と、この繰り出し体のテープを巻き取る巻き取り体とが設けられている。装置本体にカセットを装着すると、上記巻き取り体がモータによって回転駆動されるようになる。

それによって、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、新しい部分が繰り出されるから、その部分を介してＴＣＰを基板に圧着することができる。
特開２００１−２８３８２号公報

従来、ＴＣＰを基板に圧着する毎に上記巻き取り体に巻き取られるシートの巻き取り量、つまりシートの送り量は、上記モータによる上記巻き取り体の回転数を制御して行われていた。

しかしながら、上記シートが上記巻き取り軸に巻き取られるにつれて、この巻き取り体に巻き取られたシートの外形寸法が大きくなる。シートの外径寸法が大きくなれば、巻き取り体を１回転させることによってこの巻き取り体に巻き取られるシートの長さが長くなる。

そのため、巻き取り体の回転数によってシートの送り量を制御する従来の方法では、シートの送り量が次第に長くなるということがあった。つまり、シートを必要以上の長さで送り出すことになるから、無駄が生じてコストアップの一因となるばかりか、カセットの交換時期が必要以上に早くなり、作業者の負担が増大するなどのことがある。

この発明は巻き取り体に巻き取られたシートの外形寸法が大きくなっても、シートの送り量を常に一定に維持できるようにした電子部品の実装装置を提供することにある。

この発明は、基板に電子部品を圧着ヘッドによってシートを介して圧着する電子部品の実装装置であって、
装置本体と、
この装置本体に設けられ上記基板を保持するステージと、
このステージに対向する位置に上下方向に駆動可能に設けられ上記ステージに保持された上記基板に上記電子部品を圧着する圧着ツールと、
上記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ステージ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、
上記圧着ツールが上記シートを介して上記電子部品を上記基板に圧着した後、上記巻き取り体を回転させて上記シートを巻き取ることでこのシートを送る駆動手段と、
上下方向に駆動可能に設けられた可動体と、
上記繰り出し体又は上記巻き取り体に巻かれた上記シートに接触するとともに、上記可動体に上記シートの外形寸法の変化に応じて変位可能に設けられ上記駆動源によって上記巻き取り体を回転させて上記シートが送られるときに上記繰り出し体又は上記巻き取り体に連動して回転する回転体と、
この回転体の回転によって上記シートの送り長さを検出し、その送り長さに基いて上記駆動手段による上記巻き取り体の回転を制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置にある。

上記制御手段は、上記回転体の回転角度を検出するエンコーダと、このエンコーダが検出する回転角度に応じて上記駆動手段を制御して上記シートの送り量を制御する制御部を有することが好ましい。

上記回転体と上記制御手段は、上記カセットを上記装置本体に着脱するときに、このカセットが干渉しない位置に退避可能に設けられていることが好ましい。

この発明によれば、シートの電子部品と圧着ツールの間に位置した部分を巻き取って新たな部分を繰り出すときに、シートの長さを検出してその巻取りを制御するため、巻き取られるシートの外形寸法が変化しても、常に一定の長さでシートの新たな部分を送り出すことができる。それによって、シートを必要以上の長さで送り出すという無駄をなくすことができる。

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ステージとしての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され、真空吸着などの手段によって保持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バックアップツール６が設けられている。このバックアップツール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によって後述するように本圧着される。

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によって図中矢印で示すＺ方向、つまり上下方向にスライド可能に設けられ、第１の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、上記バックアップツール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に図中矢印Ｘ方向から装着すると、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に設けられた巻き取りモータ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に図４に示す矢印Ｘ方向からカセット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は上記巻き取りモータ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。

上記装置本体１の所定の位置に上記カセット１２を装着すると、図１に示すように繰り出し軸１６に巻回されたシート１５の外周面に回転体４１が接触させることができるようになっている。この回転体４１はシリンダ４３にスライド可能に設けられた可動軸４２の下端に回転可能に取り付けられている。

上記可動軸４２は上記シリンダ４３に内蔵されたばね４４によって突出方向（下方向）に弾性的に付勢されている。上記シリンダ４３は、第２のＺ駆動源４５によって矢印で示すＺ方向である、上下方向に駆動される可動体４６に設けられている。

それによって、上記可動体４６が第２のＺ駆動源４５によって下方向に駆動されると、上記回転体４１は上記繰り出し軸１６に巻回された上記シート１５の外周面に上記ばね４４を圧縮しながら弾性的に接触するから、上記シート１５が上記繰り出し軸１６から繰り出されると、その繰り出し長さに応じた回転量（回転角度）で回転する。

上記回転体４１には第１のプーリ４７が一体的に設けられている。上記可動体４６にはエンコーダ４８が設けられ、このエンコーダ４８の入力軸４９には第２のプーリ５０が設けられている。上記第１のプーリ４７と上記第２のプーリ５０にはベルト５１が張設されている。したがって、上記第１のプーリ４７が上記回転体４１とともに回転すると、その回転が第２のプーリ５０を介して上記入力軸４９に伝達される。

上記エンコーダ４８に入力された上記回転体４１の回転は電気信号に変換されて制御手段としての制御装置５２に出力される。この制御装置５２は上記回転体４１の回転に連動する入力軸４９の回転角度から上記回転体４１の回転量、つまり上記シート１５の上記繰り出し軸１６から繰り出される長さを算出する。

上記制御装置５２には、上記シート１５が上記繰り出し軸１６から１回当たり繰り出される長さ、つまり上記巻き取り体１８によって巻き取られる長さが予め設定されている。そして、上記制御装置５２は、上記シート１５が上記繰り出し軸１６から予め設定された長さだけ繰り出されると、上記巻き取りモータ３７の回転を停止して上記巻き取り体１８によるシート１５の巻き取りを終了させるようになっている。

なお、上記制御装置５２は上記第１、第２のＺ駆動源１０，４５及び上記巻き取りモータ３７の駆動を制御するようになっている。つまり、上記制御装置５２は、上記第１のＺ駆動源１０を作動させて上記圧着ツール７を下降させ、ＴＣＰ５を基板３に上記シート１５を介して圧着させる。

ついで、上記圧着ツール７を上昇させてから第２のＺ駆動源４５を作動させ、可動体４６を下降させる。それによって、上記回転体４１を繰り出し軸１６に巻回されたシート１５の外周面にばね４４の復元力に抗して所定の圧力で弾性的に接触させる。その後、上記制御装置５２は巻き取りモータ３７を作動させ、上記巻き取り体１８による上記シート１５の巻き取りを開始させ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の一側縁部がバックアップツール６の上端面に位置決めされると、第１の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。圧着ツール７が上昇すると、制御装置５２が巻き取りモータ３７を作動させる。それによって、巻き取り体１８が回転駆動されてシート１５が巻き取り体１８の巻き取りドラム１９に巻き取られる。

シート１５が巻き取り体１８の巻き取りドラム１９に巻き取られる際、そのシート１５を送り出す繰り出し軸１６に巻回されたシート１５の繰り出し長さが、シート１５の外周面に接触した回転体４１の回転によってエンコーダ４８を介して検出される。

上記エンコーダ４８の検出信号は制御装置５２に入力され、ここで繰り出し軸１６から繰り出されるシート１５の長さが予め設定された設定長さと比較される。そして、上記シート１５の繰り出し長さが設定長さになると、上記制御装置５２は巻き取りモータ３７を停止して巻き取り体１８によるシート１５の巻取りを終了する。

すなわち、巻き取り体１８によるシート１５の巻き取り長さ、つまり繰り出し軸１６からの繰り出し長さは、上記巻き取り体１８の回転数でなく、上記繰り出し軸１６から繰り出されるシート１５の長さによって制御されているから、シート１５が巻き取り体１８に巻き取られるにつれてその外形寸法が次第に大きくなってきても、上記巻き取り体１８による１回当たりの巻き取り長さが必要な長さに比べて長くなるのを防止することができる。

言い換えれば、巻き取られるシート１５の長さが必要以上になるのを防止できるから、無駄を無くすことができるばかりか、カセット１２に装着されたシート１５が早期になくなるのを防止できるから、カセット１２の交換時期が早まって作業者の負担が増大するのを防止できるなどの利点がある。

上記回転体４１はばね４４の付勢力によって繰り出し軸１６に巻回されたシート１５の外周面に弾性的に接触しているから、繰り出し軸１６に巻回されたシート１５の外形寸法が次第に小さくなってきても、上記回転体４１は巻回されたシート１５の外周面に確実に接触する。

そのため、上記回転体４１は繰り出し軸１６に巻回されたシート１５の外形寸法が次第に小さくなってきても、繰り出し軸１６から繰り出されるシート１５の長さに応じて確実に回転するから、繰り出し軸１６から繰り出されるシート１５の長さを正確に測定することができる。

上記一実施の形態では回転体を繰り出し軸に巻回されたシートの外周面に接触させたが、上記回転体は巻き取り体に巻き取られるシートの外周面に接触させるようにしてもよい。

この発明の一実施の形態を示す実装装置の構成図。 装置本体に装着されたカセットの巻き取り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。

符号の説明

１…装置本体、３…基板、５…ＴＣＰ（電子部品）、７…圧着ツール、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、３７…巻き取りモータ（駆動手段）、４１…回転体、４４…ばね、４８…エンコーダ、５２…制御装置（制御手段）。

Claims (3)

1. 基板に電子部品を圧着ヘッドによってシートを介して圧着する電子部品の実装装置であって、
   装置本体と、
   この装置本体に設けられ上記基板を保持するステージと、
   このステージに対向する位置に上下方向に駆動可能に設けられ上記ステージに保持された上記基板に上記電子部品を圧着する圧着ツールと、
   上記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ステージ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、
   上記圧着ツールが上記シートを介して上記電子部品を上記基板に圧着した後、上記巻き取り体を回転させて上記シートを巻き取ることでこのシートを送る駆動手段と、
   上下方向に駆動可能に設けられた可動体と、
   上記繰り出し体又は上記巻き取り体に巻かれた上記シートに接触するとともに、上記可動体に上記シートの外形寸法の変化に応じて変位可能に設けられ上記駆動源によって上記巻き取り体を回転させて上記シートが送られるときに上記繰り出し体又は上記巻き取り体に連動して回転する回転体と、
   この回転体の回転によって上記シートの送り長さを検出し、その送り長さに基いて上記駆動手段による上記巻き取り体の回転を制御する制御手段と
   を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置。
2. 上記制御手段は、上記回転体の回転角度を検出するエンコーダと、このエンコーダが検出する回転角度に応じて上記駆動手段を制御して上記シートの送り量を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
3. 上記回転体と上記制御手段は、上記カセットを上記装置本体に着脱するときに、このカセットが干渉しない位置に退避可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。

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