JP4712126B2 - 部品圧着装置および部品圧着方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶パネルやＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネル等の基板に部品を圧着する部品圧着装置および部品圧着方法に関する。

例えば、液晶パネルのモジュール製造工程では、異方性導電テープ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ：ＡＣＦ）（以下、導電テープと称す）によって基板に仮圧着されたドライバＩＣやＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）やＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）やＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の部品を圧着ヘッドで本圧着する工程が行われ、そのような部品の本圧着には専用の部品圧着装置が用いられる。この部品圧着装置では圧着ヘッドを上下方向に動作する空圧シリンダによって昇降させるようになっており、基板に圧着ヘッドを上方から当接させることによって部品を基板に圧着する。

このような部品圧着装置の中には、複数の部品を同時に基板に圧着できるようにするため、複数の圧着ヘッドを並設状態にしてユニット化し、そのユニット化した複数の圧着ヘッドを上下方向に動作するひとつの空圧シリンダによって一括して昇降させるようにしたものが知られている（例えば特許文献１）。

特許第３２４９１７７号公報

しかしながら、上記従来の部品圧着装置では、基板に圧着ヘッドを当接させたときの反力の全てが圧着ヘッド駆動部（ここでは一つの空圧シリンダ）に集中して作用するため、圧着ヘッド駆動部には上記反力に耐え得るだけの剛性及び強度の大きな大型のものを用いる必要があり、部品圧着装置全体のコンパクト化が妨げられるという問題点がある。また、圧着ヘッド駆動部が大型化すると圧着ヘッドを高速に作動させることが困難となるため、基板の生産性が低下するおそれがあるという問題点がある。

そこで本発明は、圧着ヘッド駆動部を小型化することにより装置全体のコンパクト化と生産性の向上を図ることができる部品圧着装置および部品圧着方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、基板を保持する基板位置決め部により位置決めした基板の側縁部に複数の圧着ヘッドを上方から当接させて、基板に部品を圧着する部品圧着装置であって、
複数の圧着ヘッドが並設されるとともに、複数の圧着ヘッドをそれぞれ昇降自在に支持するフレームと、
各圧着ヘッドに対応して設けられ、各圧着ヘッドをそれぞれ昇降動作させる複数のリンク機構と、
それぞれのリンク機構を一括して動作させて、複数の圧着ヘッドを一括して昇降させる圧着ヘッド駆動部とを備え、
各リンク機構は、
圧着ヘッドの上端に回動自在に連結された一端を有する第１のリンク部材と、
第１のリンク部材の他端に回動自在に連結された一端と、圧着ヘッドの上方でフレームに回動自在に支持された他端とを有する第２のリンク部材と、
第１のリンク部材と第２のリンク部材との連結部に連結された連結スライド部とを有し、
フレームは、
複数の圧着ヘッドをそれぞれ昇降自在に支持する第１フレームと、
第１フレームとは別体にて構成され、圧着ヘッド駆動部を支持するとともに第２のリンク部材の他端を回動可能に支持する第２フレームとを備え、
圧着ヘッド駆動部は、
複数の圧着ヘッドの並設方向に往復移動される第１のスライダと、
各リンク機構の連結スライド部と連結され、カム機構を介して第１のスライダにより駆動されて各リンク機構の連結スライド部を複数の圧着ヘッドの並設方向と直交する方向に移動させる第２のスライダとを備え、
複数の圧着ヘッドの並設方向に第１のスライダを往復駆動させることで、カム機構および第２のスライダを介して、複数の圧着ヘッドの並設方向と直交する方向に各リンク機構の連結スライド部を駆動し、各リンク機構の第１のリンク部材と第２のリンク部材を上下方向に開閉させて、複数の圧着ヘッドを一括して昇降させる、部品圧着装置を提供する。

本発明の第２態様によれば、それぞれの圧着ヘッドが並設方向に移動可能にフレームに支持されるとともに、それぞれのリンク機構が、圧着ヘッドの並設方向に移動可能にフレームに支持され、
第２のスライダは、圧着ヘッドの並設方向に延在して形成されかつそれぞれの連結スライド部が前記並設方向に移動自在に連結された連結溝を有する、第１態様に記載の部品圧着装置を提供する。

本発明の第３態様によれば、圧着ヘッド駆動部のカム機構は、複数の圧着ヘッドの並設方向に対して傾斜された溝を有する溝カム機構である、第１態様に記載の部品圧着装置を提供する。

本発明の第４態様によれば、昇降自在に並設されるとともに並設方向に移動可能にフレームに支持された複数の圧着ヘッドを、基板の側縁部に上方から当接させて、基板に部品を圧着する部品圧着方法であって、
圧着ヘッドの上端に回動自在に連結された一端を有する第１のリンク部材と、第１のリンク部材の他端に回動自在に連結された一端と、圧着ヘッドの上方でフレームに回動自在に支持された他端とを有する第２のリンク部材と、第１のリンク部材と第２のリンク部材との連結部に連結された連結スライド部とを有し、各圧着ヘッドに対応して設けられるとともに、圧着ヘッドの並設方向に移動可能にフレームに支持された複数のリンク機構に対して、前記並設方向沿いの第１の向きに第１のスライダを移動させることで、カム機構および第２のスライダを介して、前記並設方向と直交する水平方向にそれぞれの連結スライド部を駆動し、第１のリンク部材と第２のリンク部材を上下方向に開くように動作させて、複数の圧着ヘッドを下降させ、
基板の側縁部に配置された複数の部品を、複数の圧着ヘッドにより圧着し、
その後、複数のリンク機構に対して、前記並設方向沿いの前記第１の向きとは逆向きに第１のスライダを移動させることで、カム機構および第２のスライダを介して、それぞれの連結スライド部を前記水平方向に駆動し、第１のリンク部材と第２のリンク部材を上下方向に閉じるように動作させて、複数の圧着ヘッドを上昇させる、部品圧着方法を提供する。

本発明では、フレームに並設された複数の圧着ヘッドがそれぞれ、リンク機構を構成する第１のリンク部材と第２のリンク部材の開閉動作によって昇降するようになっている。これにより、基板の側縁部の部品に圧着ヘッドを当接させたときの反力の大部分をフレームに作用させることができ、圧着ヘッド駆動部に作用する力を低減することができる。したがって、圧着ヘッド駆動部には剛性及び強度の小さな小型のものを用いることができ、部品圧着装置全体のコンパクト化を図ることができる。また、複数の圧着ヘッドを一括して動作させる圧着ヘッド駆動部を小型化することができることから圧着ヘッドを高速に作動させることができ、これにより基板の生産性を向上させることができる。また、第１のリンク部材と第２のリンク部材を開閉させるためには連結スライド部を水平方向に駆動すればよく、したがって圧着ヘッド駆動部は連結スライド部を水平方向に駆動する構成とすることができる。このため複数の圧着ヘッドを一括して動作させる圧着ヘッド駆動部を比較的スペースに余裕のある水平方向、すなわち圧着ヘッドの並設方向に延在するように配置することができ、この面からも部品圧着装置全体のコンパクト化を図ることができる。

本発明のこれらの態様と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。
本発明の一実施の形態における部品圧着装置の斜視図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の正面図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の一部省略平面図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の側断面図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の一部省略斜視図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の一部断面部分斜視図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の一部断面部分側面図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置が備える圧着ヘッド駆動部の分解斜視図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置が備える圧着ヘッド駆動部の斜視図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の圧着ヘッド駆動部が備えるＹ軸スライダの平面図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の圧着ヘッド駆動部が備えるＹ軸スライダの下面図 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の圧着ヘッド駆動部が備えるＹ軸スライダの断面図（図９ＡのＹ軸スライダにおけるＡ−Ａ線断面図） 本発明の一実施の形態における部品圧着装置が備える圧着ヘッド駆動部の動作説明図（要部平面図） 本発明の一実施の形態における部品圧着装置が備える圧着ヘッド駆動部の動作説明図（要部平面図） 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の動作説明図（要部側断面図） 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の動作説明図（要部側断面図） 本発明の一実施の形態における部品圧着装置の動作手順を示すフローチャート 本発明の一実施の形態の変形例にかかる部品圧着装置が備える２重フレーム構造の模式図 本発明の一実施の形態の変形例における部品圧着装置の側断面図

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図４において、本実施の形態における部品圧着装置（以下、圧着装置と称する）１は、基台２と、基台２上に横方向（Ｘ軸方向とする）に延びて設けられた門型のフレーム３を有している。フレーム３は基台２のＸ軸方向の両端側から上方に延びて設けられた一対の縦部材３ａ，３ａと、これら両縦部材３ａ，３ａによって両端が支持された横部材３ｂから成っている。

ここで、圧着装置１においてオペレータＯＰが主に位置する位置であるＹ軸方向のオペレータＯＰ側を前面側（以下、前面側と称す）とし、Ｙ軸方向のオペレータＯＰ側との反対側を後方側（背面側）（以下、後方側或いは背面側と称す）とする。

また、基板位置決め部に基板ＰＮＬが保持され、この基板位置決め部により位置決めされた基板ＰＮＬの側縁部の部品ＰＳに対し、上方から当接させて基板ＰＮＬに部品ＰＳを圧着する複数の圧着ヘッド８が、それぞれ昇降自在にフレーム３に支持されている。具体的には、このように複数の圧着ヘッド８をそれぞれ昇降自在に支持する構成（圧着ヘッド支持部）は、フレーム３に支持されたビーム部材４、リンクブラケット５、補助プレート６等から構成されている。詳細には、フレーム３を構成する２つの縦部材３ａ，３ａの上下方向（Ｚ軸方向）の中間部にはＸ軸方向に延びて設けられたビーム部材４の両端が取り付けられている。フレーム３の横部材３ｂの下方には、圧着ヘッド８を昇降動作させるリンク機構７を介して圧着ヘッド８が取り付けられるリンクブラケット５がＸ軸方向に複数（ここでは６つ）並設されている。ビーム部材４の前面にはリンクブラケット５と、圧着ヘッド８の押圧体８ａを昇降可能に支持する補助プレート６とが一組となり、これが複数組（ここでは６つ）Ｘ軸方向に並設されている。各リンクブラケット５にはリンク機構７を介して昇降動作可能に圧着ヘッド８が取り付けられており、ビーム部材４には、各リンクブラケット５のリンク機構７を介してこれら複数（ここでは６つ）の圧着ヘッド８を一括して昇降動作するように作動させる圧着ヘッド駆動部９が設けられている。

基台２上のフレーム３のＹ軸方向の前後方向の後方位置には基板ＰＮＬを水平に保持してその位置決めを行う基板位置決め部１０が設けられている。フレーム３の直下には基板位置決め部１０により位置決めされた基板ＰＮＬの側縁部の下面を下方から支持する下受け部材であるバックアップステージ１１が設けられている。

図３、図４及び図５に示すように、基板ＰＮＬの保持及び移動（作業位置への位置決め）を行うための基板位置決め部１０は、Ｘテーブル軸１０ａと、Ｙテーブル軸１０ｂと、θテーブル軸１０ｃと、基板載置テーブル１０ｔとにより構成されている。Ｘテーブル軸１０ａは、基台２上をＸ軸方向に延びて設けられ基板ＰＮＬを保持した基板載置テーブル１０ｔをＸ軸方向に移動させる。Ｙテーブル軸１０ｂは、Ｘテーブル軸１０ａ上に配置され基板載置テーブル１０ｔをＹ軸方向に移動させる。θテーブル軸１０ｃは、Ｙテーブル軸１０ｂ上に配置され、基板載置テーブル１０ｔをＺ軸方向に上下移動及びθ方向に回転させる。基板載置テーブル１０ｔは、θテーブル軸１０ｃの上面に固定されている。圧着装置１が備えるコントローラ１２（図１参照）は、Ｘテーブル軸１０ａ、Ｙテーブル軸１０ｂ、θテーブル軸１０ｃを作動させて基板載置テーブル１０ｔを水平面内方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びθ方向）に移動させることにより、基板載置テーブル１０ｔ上に載置された基板ＰＮＬの基板ＰＮＬの側縁部に部品ＰＳを圧着する作業位置への位置決めを行う。

図３及び図５において、基板ＰＮＬはここでは方形形状をしており、基板ＰＮＬの側縁部の部品ＰＳが実装される複数の実装部位のそれぞれに、部品ＰＳが導電テープ、導電剤等の接合部材（ここでは導電テープ）を介して仮圧着された状態となっている。

図３、図４及び図５において、バックアップステージ１１は基板ＰＮＬの側縁部を支持するＸ軸方向に延びた下受け部材であり、その水平な上面から成るバックアップ面１１ａは基板位置決め部１０に載置された基板ＰＮＬの側縁部の下面を下方から支持する。

図６及び図７において、圧着ヘッド８を昇降動作させるリンク機構７を介して圧着ヘッド８が取り付けられるリンクブラケット５は、水平な上壁部２１と、上壁部２１のＸ軸方向の両端側から下方に延びて設けられた一対の側壁部２２の間にビーム部材４と平行に設けられた中間壁部２３を有している。上壁部２１の上面には、フレーム３の横部材３ｂの下面にＸ軸方向に延びて設けられた第１Ｘ軸ガイドレール３ｃ（図１、図２及び図７参照）と摺動可能に係合した第１ガイドブロック２４が設けられている。中間壁部２３の背面には、ビーム部材４の前面にＸ軸方向に延びて設けられた上下一対の第２Ｘ軸ガイドレール４ａと摺動可能に係合した２つのブラケット第２ガイドブロック２５が設けられている（図２及び図７参照）。このため、圧着ヘッド８及び圧着ヘッド８を昇降動作させるリンク機構７をそれぞれ備える各リンクブラケット５は、フレーム３に対してＸ軸方向（横方向）に移動可能に構成されている。

圧着ヘッド８の押圧体８ａを昇降可能に支持する各補助プレート６は、その背面に上下それぞれの位置に配置された一対の補助プレートガイドブロック６ａを有している。これら一対の補助プレートガイドブロック６ａは、フレーム３の縦部材３ａ，３ａの上下方向中間にその両端が取り付けられたビーム部材４の前面に設けられた第２Ｘ軸ガイドレール４ａの下方に位置し、Ｘ軸方向に延びてビーム部材４の前面に設けられた上下一対の第３Ｘ軸ガイドレール４ｂと摺動可能に係合している。このため各補助プレート６はフレーム３に対してＸ軸方向（横方向）に移動可能に構成されている。

図６及び図７において、各圧着ヘッド８は、シリンダ本体３１ａ及びピストンロッド３１ｂを備え、シリンダ本体３１ａが上方になるように上下方向に延びて設けられた空圧シリンダ３１、空圧シリンダ３１の（シリンダ本体３１ａの）上端に設けられた上部アタッチメント３２、空圧シリンダ３１のピストンロッド３１ｂの下端に設けられた押圧体８ａとを備えている。押圧体８ａは、圧着ツール保持部材３３及び圧着ツール保持部材３３の下端に取り付けられた圧着ツール３４を備えている。

上部アタッチメント３２の背面には、リンクブラケット５の中間壁部２３の前面にＺ軸方向に延びて設けられた第１Ｚ軸ガイドレール５ｃと摺動可能に係合した上部アタッチメントガイドブロック３５が設けられており、空圧シリンダ３１を上下方向に動作可能に支持している。また、押圧体８ａの圧着ツール保持部材３３の背面には下部アタッチメント３６が設けられている。さらに、下部アタッチメント３６の背面には、補助プレート６の前面にＺ軸方向に延びて設けられた第２Ｚ軸ガイドレール６ｂと摺動可能に係合した下部アタッチメントガイドブロック３７が設けられ、押圧体８ａを上下方向に動作可能に支持している。

このためビーム部材４、リンクブラケット５、補助プレート６等から構成され、複数の圧着ヘッド８をそれぞれ昇降自在に支持する圧着ヘッド支持部により、圧着ヘッド８は、リンクブラケット５及び補助プレート６とともにフレーム３に対してＸ軸方向に移動可能であるとともに、フレーム３に対しＺ軸方向に移動（すなわち昇降）自在である。すなわち、複数の圧着ヘッド８は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に移動自在に、圧着ヘッド支持部を介してフレーム３に支持されている。

なお、各圧着ヘッド８は、その圧着ヘッド８が備える圧着ツール３４が基板ＰＮＬの側縁部を支持する下受け部材であるバックアップステージ１１のバックアップ面１１ａの直上に位置するように配置されている（図４参照）。

また、図４、図６及び図７に示すように、各圧着ヘッド８に対応して圧着ヘッド支持部に設けられ、各圧着ヘッド８をそれぞれ昇降動作させるリンク機構７は、第１リンク部材４１と、第２リンク部材４２と、連結スライド部４３とが互いに連結されることにより構成されている。第１リンク部材４１は、第１連結ピンＰ１によって圧着ヘッド８の上端に回動自在に連結された一端と、この一端に対して圧着ヘッド８のＹ軸方向後方の斜め上方に位置する他端とを有している。第２リンク部材４２は、第１リンク部材４１の他端に第２連結ピンＰ２によって回動自在に連結された一端と、圧着ヘッド８の上方（ここでは圧着ヘッド８の昇降軸線のＪ上方側）でリンクブラケット５から下方に張り出して設けられた張り出し部５ａに第３連結ピンＰ３によって回動自在に連結された他端とを有している。連結スライド部４３は、第１リンク部材４１と第２リンク部材４２を連結する第２連結ピンＰ２に連結されている。

ここで、連結スライド部４３は、一端が第２連結ピンＰ２に連結され、他端が第２連結ピンＰ２のＹ軸方向の後方に位置する第３リンク部材４３ａと、第３リンク部材４３ａの他端が第４連結ピンＰ４によって一端に回動自在に連結される連結スライド部材４３ｂとにより構成されている。連結スライド部材４３ｂは、リンクブラケット５の上壁部２１の下面にＹ軸方向に延びて設けられた第１Ｙ軸ガイドレール５ｂに摺動可能に係合したガイドブロック４３ｃを備えており、フレーム３に対してＹ軸方向（前後方向）に移動自在である。

図４及び図７において、圧着ヘッド駆動部９は、ビーム部材４のオペレータＯＰ側から見て背面（Ｙ軸方向）に取り付けられている。図８Ａおよび図８Ｂに示すように、圧着ヘッド駆動部９は、上方に開口してＸ軸方向に延びたＸ軸スライダ移動空間５１ａを有するボールねじ保持部材５１と、Ｘ軸スライダ移動空間５１ａ内をＸ軸方向に延びて設けられたボールねじ５２と、Ｘ軸スライダ移動空間５１ａ内をＸ軸方向に移動自在に設けられ、Ｘ軸回りに軸回転されるボールねじ５２によってＸ軸方向に移動するＸ軸スライダ５３と、ボールねじ５２をＸ軸回りに回転駆動する駆動モータ５４と、ボールねじ保持部材５１の上方に配置されたＹ軸スライダ５５とを備えている。

コントローラ１２からの制御によって駆動モータ５４が回転するとボールねじ５２がＸ軸回りに駆動され、これによりＸ軸スライダ５３がＸ軸スライダ移動空間５１ａ内をＸ軸方向、すなわち複数の圧着ヘッド８の並設方向に移動する。Ｘ軸スライダ５３のＸ軸方向での移動方向の切り替えは、コントローラ１２から駆動モータ５４の回転方向を変えることによって行われる。

図６、図８Ａ〜図８Ｂ及び図９Ａ〜図９Ｃにおいて、ボールねじ保持部材５１の上方に配置されたＹ軸スライダ５５はＸ軸方向に延びた形状を有しており、その上面には上方に開口してＸ軸方向に延びた上面溝５５ａ（連結溝）が設けられている。また、Ｙ軸スライダ５５の下面には下方に開口し、Ｘ軸方向に対して水平面内で所定角度θ（例えばθ＝１０〜３０度、ここでは２０度）の傾きを有して延びた下面溝５５ｂが設けられている。下面溝５５ｂにはＸ軸スライダ５３の上面から上方に突出して延びて設けられた突起（カムフォロア）５３ａが下方から嵌入している。また、Ｙ軸スライダ５５のＸ軸方向の両端側の下面には、その両端側に対向する位置のボールねじ保持部材５１のＸ軸方向の両端側の上面にＹ軸方向に延びて設けられた第２Ｙ軸ガイドレール５１ｂと係合し、Ｙ軸方向に摺動するガイドブロック５５ｃが設けられている。

Ｘ軸スライダ５３が複数の圧着ヘッド８の並設方向のＸ軸方向に移動すると、Ｘ軸スライダ５３の突起（カムフォロア）５３ａはＹ軸スライダ５５の下面溝５５ｂの壁面を押してＸ軸方向に進むため、Ｙ軸スライダ５５はガイドブロック５５ｃを第２Ｙ軸ガイドレール５１ｂ上で摺動させつつ、Ｙ軸方向に移動される。

本実施の形態では、図８Ａ〜図８Ｂ、図９Ａ〜図９Ｃ及び図１０Ａ〜図１０Ｂに示すように、Ｙ軸スライダ５５の下面に設けられた下面溝５５ｂは、圧着装置１のＺ軸方向の上方側から見て図１０Ａおよび図１０ＢのＸ軸方向において、図示右前方から左後方に水平面内で傾いて延びている。そのため、駆動モータ５４が一の方向（これを正方向とする）に回転してＸ軸スライダ５３の突起（カムフォロア）５３ａがフレーム３のＸ軸方向に図示右側から左側に移動したときには、Ｙ軸スライダ５５はフレーム３のＹ軸方向の後方から前方へ移動する（すなわち、図１０Ａに示す状態から図１０Ｂに示す状態へと移動する（図１２参照））。

また、駆動モータ５４が他の方向（これを正方向に対して逆方向とする）に回転してＸ軸スライダ５３の突起（カムフォロア）５３ａがフレーム３のＸ軸方向の図示左側から右側に移動したときには、Ｙ軸スライダ５５はフレーム３のＹ軸方向の前方から後方へ移動する（すなわち、図１０Ｂに示す状態から図１０Ａに示す状態へと移動する（図１１参照））。

すなわち、Ｙ軸スライダ５５の下面溝５５ｂとＸ軸スライダ５３の突起（カムフォロア）５３ａは溝カム方式のカム機構を構成しており、Ｘ軸スライダ５３は駆動モータ５４によって複数の圧着ヘッド８の並設方向（Ｘ軸方向）に往復移動され、カム機構を介してＹ軸スライダ５５を複数の圧着ヘッド８の並設方向（Ｘ軸方向）と直交する水平方向（Ｙ軸方向）に移動させるものとなっている（図１１、図１２参照）。

図６、図７、図１１及び図１２等に示すように、各圧着ヘッド８のリンク機構７を備えるリンクブラケット５をＸ軸方向にスライド可能に構成されたＹ軸スライダ５５の上面溝５５ａには、各リンク機構７の連結スライド部４３の連結スライド部材４３ｂの下面から下方に突出して設けられた突起部（カムフォロア）４３ｄが上方から嵌入されている。連結スライド部４３の突起部（カムフォロア）４３ｄのＹ軸方向寸法はＹ軸スライダ５５の上面溝５５ａの溝幅（Ｙ軸方向の内寸法）よりも若干小さい大きさに形成されているので、Ｙ軸スライダ５５がＹ軸方向に往復移動すると、これに伴って各リンク機構７の連結スライド部４３もＹ軸方向に往復移動する。

ここで、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、Ｘ軸スライダ５３の突起（カムフォロア）５３ａがフレーム３のＸ軸方向の図示右側から左側に移動することによってＹ軸スライダ５５がＹ軸方向に前進する（すなわち、図１０Ａに示す状態から図１０Ｂに示す状態へと前進する）。

これにより図１２に示すように、連結スライド部４３がＹ軸方向の前方に移動すると（すなわち、図１１に示す状態から図１２に示す状態へと移動する）、連結スライド部４３の一端に連結され、第２リンク部材４２の一端側と第１リンク部材４１の他端側との連結部である第２連結ピンＰ２は、Ｙ軸方向の前方に移動する。ところが、第２リンク部材４２の他端側は第３連結ピンＰ３によってリンクブラケット５の張り出し部５ａに対しＹ軸方向及びＺ軸方向に移動しないように固定的に連結されているため、第２リンク部材４２は第３連結ピンＰ３を支点にして揺動する。これにより、第１リンク部材４１の他端と第２リンク部材４２の一端を連結する連結部である第２連結ピンＰ２はＹ軸方向の前下方に移動する。その結果、第１リンク部材４１と第２リンク部材４２とは第２連結ピンＰ２を支点にして上下方向に開くように動作する。これにより第１リンク部材４１の下端側の一端は下方に移動し、この第１リンク部材４１の一端に第１連結ピンＰ１によってその上端が連結された圧着ヘッド８は下降する（図１２）。

一方、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、Ｘ軸スライダ５３の突起（カムフォロア）５３ａがフレーム３のＸ軸方向の図示左側から右側に移動することによってＹ軸スライダ５５がＹ軸方向に後進する（すなわち、図１０Ｂに示す状態から図１０Ａに示す状態へと後進する）。

これにより図１１に示すように、連結スライド部４３がＹ軸方向の後方に移動すると、連結スライド部４３の一端に連結され、第２リンク部材４２の一端側と第１リンク部材４１の他端側の連結部である第２連結ピンＰ２はＹ軸方向の後方に移動する。

これにより第２リンク部材４２の他端側は、リンクブラケット５の張り出し部５ａに対しＹ軸方向及びＺ軸方向に移動しないように固定的に連結されている第３連結ピンＰ３を支点にして揺動する。その結果、第１リンク部材４１の他端と第２リンク部材４２の一端を連結する連結部である第２連結ピンＰ２はＹ軸方向の後上方に移動するので、第１リンク部材４１と第２リンク部材４２は、その連結部である第２連結ピンＰ２を支点にして上下方向に閉じるように動作する。

これにより、第１リンク部材４１の下端側の一端は上方に移動し、この第１リンク部材４１の一端に第１連結ピンＰ１によって上端が連結された圧着ヘッド８は上昇する（図１１）。

ここで、本実施形態において、第１リンク部材４１と第２リンク部材４２とが第２連結ピンＰ２を支点にして上下方向に開くように動作するとは、第１リンク部材４１と第２リンク部材４２とが互いに離れるように移動すること、あるいは、第１リンク部材４１と第２リンク部材４２との間の角度が大きくなるように動作することを意味する。また、第１リンク部材４１と第２リンク部材４２とが第２連結ピンＰ２を支点にして上下方向に閉じるように動作するとは、第１リンク部材４１と第２リンク部材４２とが互いに近づくように移動すること、あるいは、第１リンク部材４１と第２リンク部材４２との間の角度が小さくなるように動作することを意味する。

コントローラ１２は、図１、図２、図４及び図１３において、基板ＰＮＬの側縁部の仮圧着された部品ＰＳを圧着ヘッド８によって基板ＰＮＬに圧着（いわゆる本圧着）するには、はじめに図示しない基板搬送装置を作動させて基板ＰＮＬを圧着装置１内に搬入し、その基板ＰＮＬを基板位置決め部１０の基板載置テーブル１０ｔ上に載置した後（図１３のステップＳＴ１）、基板位置決め部１０の作動制御を行って、基板ＰＮＬの位置決めを行う（ステップＳＴ２）。この基板ＰＮＬの位置決めでは、基板ＰＮＬ上の側縁部の部品ＰＳが各圧着ヘッド８の圧着ツール３４の直下に位置するようにする。これにより、基板ＰＮＬの側縁部の部品ＰＳが仮圧着されている部分の下面がバックアップステージ１１のバックアップ面１１ａにより下方から支持された状態となる。また、この基板ＰＮＬの位置決めにおいて、基板ＰＮＬ上の仮圧着されている部品ＰＳの位置に応じて各圧着ヘッド８の位置をＸ軸方向に移動させる必要があるときには、各圧着ヘッド８をその圧着ヘッド８が取り付けられているリンクブラケット５ごとＸ軸方向にスライドさせて、各圧着ヘッド８間のピッチ（すなわち、Ｘ軸方向の間隔）を変更させるようにする。

コントローラ１２は、基板ＰＮＬ上の位置決めを行ったら、駆動モータ５４を回転駆動させて基板ＰＮＬへの部品ＰＳの圧着を行う（ステップＳＴ３）。駆動モータ５４が正方向に回転することによって６つの圧着ヘッド８が同時に（一括して）下降して基板ＰＮＬの側縁部に上方から当接し、各圧着ヘッド８の圧着ツール３４が直下の部品ＰＳを基板ＰＮＬに押し付けるので（このとき各圧着ツール３４に設けられた図示しないヒータにより部品ＰＳを加熱する）、各部品ＰＳは基板ＰＮＬの側縁部に圧着（本圧着）される。なお、このときの圧着ツール３４による部品ＰＳの押し付け力は、空圧シリンダ３１内へ供給圧力によって設定される。

また、その後駆動モータ５４が逆方向に回転することによって６つの圧着ヘッド８は同時に上昇し、各圧着ヘッド８の圧着ツール３４は部品ＰＳから離間する。

コントローラ１２は、基板ＰＮＬの側縁部に部品ＰＳを圧着（本圧着）した後、この基板ＰＮＬに圧着する予定の全ての部品ＰＳの圧着が終了したかどうかの判断を行う（ステップＳＴ４）。そして、全ての部品ＰＳの圧着を終了していなかった場合にはステップＳＴ２に戻ってまだ圧着を行っていない基板ＰＮＬの側縁部の部品ＰＳを圧着ヘッド８の直下に位置させ、その上でステップＳＴ３にて、基板ＰＮＬの側縁部に対し部品ＰＳの圧着（本圧着）を行う。なお、基板ＰＮＬの長辺側についての部品ＰＳの圧着作業と、基板ＰＮＬの短辺側についての部品ＰＳの圧着作業の切り替え時における基板ＰＮＬの位置決めは、基板位置決め部１０の基板載置テーブル１０ｔをθ方向に９０度回転させることによって行う。

一方、コントローラ１２は、ステップＳＴ４において、現在部品ＰＳの圧着作業を行っている基板ＰＮＬに圧着する予定の全ての部品ＰＳの圧着を終了していた場合には、前述の図示しない基板搬送装置を作動させて、基板位置決め部１０上の基板ＰＮＬを圧着装置１の外部に搬出する（ステップＳＴ５）。

本実施の形態における圧着装置１では、フレーム３に並設された複数の圧着ヘッド８がそれぞれ、リンク機構７を構成する第１リンク部材４１と第２リンク部材４２の開閉動作によって昇降するようになっており、基板ＰＮＬに圧着ヘッド８を当接させたときの反力の大部分をリンクブラケット５からフレーム３に作用させることができ、圧着ヘッド駆動部９に作用する力を低減することができる。したがって、基板ＰＮＬの複数の部品ＰＳを圧着するように複数の圧着ヘッド８を一括して動作させる圧着ヘッド駆動部９には剛性及び強度の小さな小型のものを用いることができ、圧着装置１全体のコンパクト化を図ることができる。また、圧着ヘッド駆動部９を小型化することができることから圧着ヘッド８を高速に作動させることができ、これにより基板ＰＮＬの生産性を向上させることができる。また、第１リンク部材４１と第２リンク部材４２を開閉させるためには連結スライド部４３を水平方向に駆動すればよく、したがって複数の圧着ヘッド８を一括して動作させる圧着ヘッド駆動部９は従来のように上下方向ではなく、比較的スペースに余裕のある水平方向に動作する構成とすることができるので、この面からも圧着装置１全体のコンパクト化を図ることができる。

更に、本実施の形態における圧着装置１では、圧着ヘッド駆動部９は、複数の圧着ヘッド８の並設方向（Ｘ軸方向）に往復移動されるＸ軸スライダ５３（第１のスライダ）と、各リンク機構７の連結スライド部４３と連結され、溝カム方式のカム機構（Ｙ軸スライダ５５の下面溝５５ｂ及びＸ軸スライダ５３の突起（カムフォロア）５３ａ）を介してＸ軸スライダ５３により駆動されて各リンク機構７の連結スライド部４３を複数の圧着ヘッド８の並設方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に移動させるＹ軸スライダ５５（第２のスライダ）を備えたものである。これにより、複数の圧着ヘッド８を一括して動作させる圧着ヘッド駆動部９の動作方向を、水平方向の中でも最もスペースに余裕のある複数の圧着ヘッド８の並設方向のＸ軸方向に配置することができるので、より一層圧着装置１のコンパクト化を図ることができる。

また、圧着ヘッド駆動部９は、複数の圧着ヘッド８の並設方向（Ｘ軸方向）に往復移動し、Ｘ軸方向に対して所定角度θの傾きを有するカム機構（例えば、傾斜された溝を有する溝カム機構）を有しているので、リンク機構７の動作により基板ＰＮＬに圧着ヘッド８を当接させたときの反力を更に低減させることができる。よって、圧着ヘッド駆動部９の駆動アクチュエータ（駆動モータ５４）の小型化が図られて圧着ヘッド駆動部９をコンパクト化することができる。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。

例えば、上述の実施の形態では、圧着ヘッドは６つであったが、圧着ヘッドの数は複数、すなわち、２つ以上であればよい。

また、上述の実施の形態では、フレーム３に設けられて複数の圧着ヘッド８をそれぞれ昇降自在に支持するリンク機構７を支持するリンクブラケット５は個々の圧着ヘッド８に対応して設けられていたが、複数の圧着ヘッド８に対応して設けられていてもよい。

また、各圧着ヘッド８はフレーム３に並設して配置される横方向（Ｘ軸方向）に移動可能となっていたが、このような構成は必ずしも必要というわけではない。つまり、基板ＰＮＬに部品ＰＳを圧着する圧着ヘッド８間のピッチを変更する必要がない場合は、上記構成は備えなくてもよいということは言うまでもない。

また、圧着ヘッド駆動部９のＹ軸スライダ５５は、水平方向であるＹ軸方向にスライド移動することで、それぞれの連結スライド部４３を、水平方向であるＹ軸方向に進退移動させるような場合を例として説明したが、Ｙ軸スライダ５５および連結スライド部４３は、少なくともＹ軸方向の移動ベクトル成分を有していればよく、例えば水平方向に対して傾斜した方向に移動するような構成を採用することもできる。

また、上述の実施の形態では、複数の圧着ヘッド８を昇降自在に支持する圧着ヘッド支持部（ビーム部材４、リンクブラケット５、補助プレート６等から構成）が、フレーム３に支持されるような構成が採用される例について説明したが、圧着ヘッド８の支持形態はこのような構成のみに限定されるものではない。

例えば、上述の実施の形態の変形例にかかる圧着装置として、図１４の模式図に示すように、外側フレーム１０３（第２フレーム）と、この外側フレーム１０３とは別体にて独立して圧着装置の基台上に固定された内側フレーム１１４（第１フレーム）とを備えるような２重フレーム構造を採用しても良い。

このような２重フレーム構造では、図１５の圧着装置の側断面図に示すように、複数の圧着ヘッド８が昇降自在に内側フレーム１１４に支持されて、リンク機構７、リンクブラケット５、および圧着ヘッド駆動部９を外側フレーム１０３に支持される。具体的には、内側フレーム１１４のＹ軸方向の後方側に固定されたビーム部材１０４に複数の圧着ヘッド８が昇降自在に支持されている。また、外側フレーム１０３は、縦部材１０３ａ、横部材１０３ｂ、およびビーム部材１０３ｃにより構成されている。複数のリンクブラケット５を介して、リンク機構７が横部材１０３ｂにＸ軸方向に移動自在に支持されており、さらに、圧着ヘッド駆動部９がビーム部材１０３ｃに支持されている。

このような２重フレーム構造が採用されていることにより、複数の圧着ヘッド８の昇降動作により生じる力（反力）の大半を外側フレーム１０３にて受けるようにすることができ、複数の圧着ヘッド８を昇降自在に支持する内側フレーム１１４に作用する力を低減させることができる。よって、圧着ヘッド８による圧着動作が、複数の圧着ヘッド８の位置精度（例えば、Ｘ軸方向やＹ軸方向の位置精度）に与える影響を低減することができ、高い位置精度の部品圧着を実現することができる。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明によれば、圧着ヘッド駆動部を小型化することにより装置全体のコンパクト化と生産性の向上を図ることができる部品圧着装置を提供する。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

２００９年８月６日に出願された日本国特許出願Ｎｏ．２００９−１８２９９４号の明細書、図面、及び特許請求の範囲の開示内容は、全体として参照されて本明細書の中に取り入れられるものである。

Claims (4)

1. 基板を保持する基板位置決め部により位置決めした基板の側縁部に複数の圧着ヘッドを上方から当接させて、基板に部品を圧着する部品圧着装置であって、
   複数の圧着ヘッドが並設されるとともに、複数の圧着ヘッドをそれぞれ昇降自在に支持するフレームと、
   各圧着ヘッドに対応して設けられ、各圧着ヘッドをそれぞれ昇降動作させる複数のリンク機構と、
   それぞれのリンク機構を一括して動作させて、複数の圧着ヘッドを一括して昇降させる圧着ヘッド駆動部とを備え、
   各リンク機構は、
   圧着ヘッドの上端に回動自在に連結された一端を有する第１のリンク部材と、
   第１のリンク部材の他端に回動自在に連結された一端と、圧着ヘッドの上方でフレームに回動自在に支持された他端とを有する第２のリンク部材と、
   第１のリンク部材と第２のリンク部材との連結部に連結された連結スライド部とを有し、
   フレームは、
   複数の圧着ヘッドをそれぞれ昇降自在に支持する第１フレームと、
   第１フレームとは別体にて構成され、圧着ヘッド駆動部を支持するとともに第２のリンク部材の他端を回動可能に支持する第２フレームとを備え、
   圧着ヘッド駆動部は、
   複数の圧着ヘッドの並設方向に往復移動される第１のスライダと、
   各リンク機構の連結スライド部と連結され、カム機構を介して第１のスライダにより駆動されて各リンク機構の連結スライド部を複数の圧着ヘッドの並設方向と直交する方向に移動させる第２のスライダとを備え、
   複数の圧着ヘッドの並設方向に第１のスライダを往復駆動させることで、カム機構および第２のスライダを介して、複数の圧着ヘッドの並設方向と直交する方向に各リンク機構の連結スライド部を駆動し、各リンク機構の第１のリンク部材と第２のリンク部材を上下方向に開閉させて、複数の圧着ヘッドを一括して昇降させる、部品圧着装置。
2. それぞれの圧着ヘッドが並設方向に移動可能にフレームに支持されるとともに、それぞれのリンク機構が、圧着ヘッドの並設方向に移動可能にフレームに支持され、
   第２のスライダは、圧着ヘッドの並設方向に延在して形成されかつそれぞれの連結スライド部が前記並設方向に移動自在に連結された連結溝を有する、請求項１に記載の部品圧着装置。
3. 圧着ヘッド駆動部のカム機構は、複数の圧着ヘッドの並設方向に対して傾斜された溝を有する溝カム機構である、請求項１に記載の部品圧着装置。
4. 昇降自在に並設されるとともに並設方向に移動可能にフレームに支持された複数の圧着ヘッドを、基板の側縁部に上方から当接させて、基板に部品を圧着する部品圧着方法であって、
   圧着ヘッドの上端に回動自在に連結された一端を有する第１のリンク部材と、第１のリンク部材の他端に回動自在に連結された一端と、圧着ヘッドの上方でフレームに回動自在に支持された他端とを有する第２のリンク部材と、第１のリンク部材と第２のリンク部材との連結部に連結された連結スライド部とを有し、各圧着ヘッドに対応して設けられるとともに、圧着ヘッドの並設方向に移動可能にフレームに支持された複数のリンク機構に対して、前記並設方向沿いの第１の向きに第１のスライダを移動させることで、カム機構および第２のスライダを介して、前記並設方向と直交する水平方向にそれぞれの連結スライド部を駆動し、第１のリンク部材と第２のリンク部材を上下方向に開くように動作させて、複数の圧着ヘッドを下降させ、
   基板の側縁部に配置された複数の部品を、複数の圧着ヘッドにより圧着し、
   その後、複数のリンク機構に対して、前記並設方向沿いの前記第１の向きとは逆向きに第１のスライダを移動させることで、カム機構および第２のスライダを介して、それぞれの連結スライド部を前記水平方向に駆動し、第１のリンク部材と第２のリンク部材を上下方向に閉じるように動作させて、複数の圧着ヘッドを上昇させる、部品圧着方法。

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