JP6019401B2 - 電子部品圧着装置及び電子部品圧着方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板に搭載された電子部品を圧着ヘッドによって圧着する電子部品圧着装置及び電子部品圧着方法に関するものである。

液晶パネルやプラズマディスプレイといった表示パネル等の基板に対して電子部品を圧着する装置として、基板に対して昇降自在な複数の圧着ヘッドが一方向に並列した状態で備えられた電子部品圧着装置（以下、「圧着装置」と称する）が知られている。この圧着装置を用いた圧着動作では、基板に形成された複数の電極に異方性導電シート（以下、「ＡＣＦ」と称する）を介して搭載された電子部品に対して、１又は複数の圧着ヘッドを下降させることによって電子部品を上方から押圧して圧着する。

前述の圧着動作においては、電子部品の押圧時にＡＣＦが電子部品の外縁から滲み出て圧着ヘッドに付着する等の事態が生じ得る。そのため、圧着ヘッドと基板の間にフッ素樹脂等の素材から成る圧着シートを送り込み、当該圧着シートを介在させた状態で圧着ヘッドを下降させて電子部品を押圧する方法が知られている（例えば特許文献１）。

この圧着シートを用いた圧着方法では、１又は複数回の圧着動作が終了する都度、圧着シートをピッチ送りして次の圧着動作を実行する。ここで、圧着シートは高価な消耗品であるため、未使用部分を極力少なくした状態でピッチ送りすることが望ましい。この点、特許文献１に記載の発明は圧着ヘッド毎に圧着シート及び圧着シート送り機構を設けているので、圧着シート送り機構を個別に制御して圧着シートをピッチ送りすることによって当該要望を満たすことができる。

また、圧着装置においては１枚の圧着シートを複数の圧着ヘッドで共有して使用し、１又は複数回の圧着動作が終了する都度、圧着シートを複数の圧着ヘッドと並列する方向にピッチ送りすることによって未使用部分を圧着ヘッドの下方に送り込む形態のものがある。ここで、複数の圧着ヘッドは所定の間隔をあけた状態で配置されるが、複数の圧着ヘッドが配置される長さ分だけ圧着シートをピッチ送りすると、各圧着ヘッド間に位置する圧着シートの部分は未使用のまま廃棄されることとなる。このような無駄を防止するため、２つの圧着ヘッドを同時に下降させて基板に電子部品を圧着した後、加圧力が作用した圧着シートの使用部分が両圧着ヘッドの間に位置するよう圧着シートのピッチ送りを制御する方法が提案されている（例えば特許文献２）。これによれば、未使用部分を極力減らして圧着シートの無駄を防止することができる。

特開２０１１−２３３６１５号公報 特開２００９−２９５６４０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、圧着ヘッド毎に圧着シート及び圧着シート送り機構を設けているので、装置の構成が複雑になるとともに装置コストが高くなる。また特許文献２に記載の発明では、複数の圧着ヘッドが並列する方向と直交する方向に圧着シートをピッチ送りする形態の圧着装置には適用することができない。このように、１枚の圧着シートを複数の圧着ヘッドで共有して使用すると共に、複数の圧着ヘッドの並列方向と直交する方向に圧着シートをピッチ送りする構成の圧着装置については、圧着シートの未使用部分を減らすための具体的な方策が講じられていなかった。

そこで本発明は、圧着シートを無駄なく有効に使用することができる電子部品圧着装置及び電子部品圧着方法を提供することを目的とする。

本発明の電子部品圧着装置は、基板に搭載された電子部品を圧着する電子部品圧着装置であって、一方向に並列に配置され前記基板に対して個別に昇降自在な複数の圧着ヘッドと、前記複数の圧着ヘッドの下方に配置されて前記基板を下方から支持するバックアップ部と、前記複数の圧着ヘッドからの押圧を受け得る大きさを有する圧着シートを、複数の圧着ヘッドとバックアップ部の間であって当該複数の圧着ヘッドの並列方向と直交する方向に送り込む圧着シート送り機構と、前記基板を前記圧着シートと前記バックアップ部の間に位置決めする基板位置決め手段と、１又は複数の前記圧着ヘッドを下降させることによって前記圧着シートを介して前記電子部品を押圧して前記基板に圧着する圧着動作を実行するとともに、前記圧着シート送り機構によって前記圧着シートをピッチ送りすることにより、１又は複数の前記圧着ヘッドからの加圧力が作用した前記圧着シートの使用部分を複数の前記圧着ヘッドの下方から退避させて未使用部分を新たに送り込むピッチ送り動作を実行する制御部とを備え、前記制御部は、前記圧着動作前に複数の前記圧着ヘッドの下方に位置する前記圧着シートの使用部分のうち、当該圧着動作で使用可能な部分がある場合にはその部分に対応する１又は複数の前記圧着ヘッドのうち前記電子部品に対して前記圧着動作を優先して実行する前記圧着ヘッドを当該圧着動作で使用する１又は複数の前記圧着ヘッドとして選択する圧着ヘッド選択部を備えている。

また本発明の電子部品圧着方法は、一方向に並列に配置され基板に対して個別に昇降自在な複数の圧着ヘッドと、複数の前記圧着ヘッドの下方に配置されて前記基板を下方から支持するバックアップ部と、複数の前記圧着ヘッドからの押圧を受け得る大きさを有する圧着シートを、複数の前記圧着ヘッドとバックアップ部の間であって複数の前記圧着ヘッドの並列方向と直交する方向に送り込む圧着シート送り機構と、前記基板を前記圧着シートと前記バックアップ部の間に位置決めする基板位置決め手段とを備えた電子部品圧着装置を用いて、基板に搭載された電子部品を圧着する電子部品圧着方法であって、１又は複数の前記圧着ヘッドを下降させることによって前記圧着シートを介して前記電子部品を押圧して前記基板に圧着する電子部品圧着工程と、前記圧着シート送り機構によって前記圧着シートをピッチ送りすることにより、１又は複数の前記圧着ヘッドからの加圧が作用した前記圧着シートの使用部分を複数の前記圧着ヘッドの下方から退避させて未使用部分を新たに送り込むピッチ送り工程とを含み、前記電子部品圧着工程での圧着動作前に、複数の前記圧着ヘッドの下方に位置する前記圧着シートの使用部分のうち、当該圧着動作で使用可能な部分がある場合にはその部分に対応する１又は複数の前記圧着ヘッドのうち前記電子部品に対して前記圧着動作を優先して実行する前記圧着ヘッドを当該圧着動作で使用する１又は複数の前記圧着ヘッドとして選択する。

本発明によれば、１又は複数の圧着ヘッドを下降させることによって圧着シートを介して電子部品を押圧して基板に圧着する圧着動作を実行するとともに、圧着シートを複数の圧着ヘッドの並列方向と直交する方向にピッチ送りすることにより、１又は複数の圧着ヘッドからの加圧力が作用した圧着シートの使用部分を複数の圧着ヘッドの下方から退避させて、未使用部分を前記複数の圧着ヘッドの下方に送り込むピッチ送り動作を実行し、圧着動作前に複数の圧着ヘッドの下方に位置する圧着シートの使用部分のうち、当該圧着動作で使用可能な部分がある場合にはその部分に対応する１又は複数の圧着ヘッドを当該圧着動作で使用する１又は複数の圧着ヘッドとして選択するので、圧着シートを無駄なく有効に使用することができる。

本発明の実施の形態における電子部品圧着装置の斜視図 （ａ）（ｂ）本発明の実施の形態における圧着動作の説明図 本発明の実施の形態における電子部品圧着装置の部分斜視図 本発明の実施の形態における電子部品圧着装置の制御系の構成を示す図 本発明の実施の形態における圧着作業のシーケンスの説明図 本発明の実施の形態における圧着作業のフロー図 本発明の実施の形態における圧着シートの送り処理のフロー図 （ａ）本発明の実施の形態における圧着作業の対象となる基板の平面図（ｂ）本発明の実施の形態における圧着作業で使用する複数の圧着ヘッドの正面図（ｃ）本発明の実施の形態における圧着シートの送り処理の説明図

本発明の実施の形態における電子部品圧着装置について、図面を参照しながら説明する。図１において、電子部品圧着装置１は液晶パネルやプラズマディスプレイといった表示パネル等の基板２に搭載された電子部品３（以下、「部品３」と略称する）を圧着する機能を有し、圧着部４、バックアップ部５、圧着シートユニット６及び基板位置決め部７を含んで構成される。

この電子部品圧着装置１には、一辺又は複数辺（ここでは二辺）の縁部に沿って所定のピッチで形成された電極（不図示）に対し、接着材料としてのＡＣＦ８（図２参照）を介して部品３が搭載された状態の基板２が図示しない基板搬送機構によって搬入される。なお、部品３としてはリード端子が形成されたフレキシブル基板やバンプを有するフリップチップ等が挙げられる。

次に、図１を参照して圧着部４について説明する。ベース部９には１対のガイドレール１０が水平方向（Ｘ方向）に延びて設けられており、このガイドレール１０には図示しない複数（ここでは３つ）のガイドブロックがＸ方向にスライド自在に嵌着している。各ガイドブロックには垂直姿勢で配設された矩形状のブラケット１１が固着しており、このブラケット１１には圧着ユニット１２が取り付けられている。

圧着ユニット１２はシリンダから成る加圧機構１３と圧着ヘッド１４から構成されており、加圧機構１３の下方から延出するロッド１５の下端部に圧着ヘッド１４が固着している。圧着ヘッド１４の下面には押圧部１６が形成されており、その下面１６ａ（図２（ａ）参照）は圧着対象の部品３に対応した形状・大きさを有している。複数（ここでは３つ）の圧着ヘッド１４は一の方向（Ｘ方向）に並列して配置されており、また各圧着ヘッド１４には夫々を識別するための識別情報（紙面左側からＨ１、Ｈ２、Ｈ３）が付与されている。

加圧機構１３の駆動によってロッド１５が突没することにより各圧着ヘッド１４は上下動し（図２（ｂ）の矢印ａ，ｂ参照）、これにより押圧部１６の下面１６ａで部品３を基板２に対して押圧する。このように、押圧部１６の下面１６ａは部品３を上方から押圧する押圧面となっている。なお、押圧部１６を形成せずに圧着ヘッド１４の下面全体で部品３を押圧するようにしてもよい。このように、複数の圧着ヘッド１４は、一方向に並列に配列され基板２に対して個別に昇降自在となっている。

ベース部９には細長形状のスケール１７がガイドレール１０と平行にＸ方向に延びて設けられており、その表面には目盛り１７ａが施されている。スケール１７はその下辺１７ｂがブラケット１１の上辺１１ａと略一致した状態でベース部９に設けられている。またブラケット１１において、圧着ユニット１２が取り付けられる表面の上方には三角形等で表された目印１１ｂが施されている。この目印１１ｂは、圧着ヘッド１４を所定の位置まで水平移動させる際の目安となるものである。

図１及び図２において、バックアップ部５は複数の圧着ヘッド１４の下方に延びて配置された板状の部材であり、基板２を下方から支持する上面５ａ（図２参照）を有している。図２（ａ）、（ｂ）は、圧着ヘッド１４（押圧部１６）の下方に圧着対象である部品３が位置した圧着作業位置に位置決めされた状態の基板２を示しており、かかる状態において部品３の搭載位置はバックアップ部５によって下方から支持される。このように、バックアップ部５は、複数の圧着ヘッド１４の下方に配置されて基板２を下方から支持する。

図１において、圧着シートユニット６は圧着部４とバックアップ部５の間に配設されている。圧着シートユニット６は、Ｘ方向と直交するＹ方向に延びた左右一対の側板１８、１９を有しており、複数の圧着ヘッド１４を両側方から閉囲するように配設されている。側板１８、１９の一側部には、水平に軸支されたＸ方向に延びる回転軸２０が回転自在に取り付けられており、この回転軸２０にはフッ素樹脂やシリコン等の素材から成る圧着シート２１の巻回体である供給リール２１Ａが装着されている。圧着シート２１は、両側に位置する圧着ヘッド１４（Ｈ１、Ｈ３）を最も離間させた状態において、全ての圧着ヘッド１４（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３）からの押圧を受け得る大きさを有しており、複数の圧着ヘッド１４で１枚の圧着シート２１を共有して使用可能となっている。

また、側板１８、１９には水平に軸支されたＸ方向に延びる第１のガイドローラ２２、第２のガイドローラ２３が複数の圧着ヘッド１４を間に挟んだ状態で回転自在に装着されている。第２のガイドローラ２３は駆動モータ２４の駆動によって回転する。供給リール２１Ａから供給された圧着シート２１は、駆動モータ２４の駆動により第１のガイドローラ２２の下方と第２のガイドローラ２３の上方に周接した状態で、圧着ヘッド１４の下方とバックアップ部５の上方の間に形成された空間を水平方向にガイドされながらＹ１方向にピッチ送りされる（図１、図３参照）。このように、第１のガイドローラ２２、第２のガイドローラ２３及び駆動モータ２４は、圧着シート２１を複数の圧着ヘッド１４とバックアップ部５の間であって当該複数の圧着ヘッド１４の並列方向と直交する方向に送り込む圧着シート送り機構２５（図４参照）となっている。

図１において、基板位置決め部７は上面に基板２を載置可能な水平面を有する位置決めステージ２６及びこの位置決めステージ２６を駆動するステージ駆動機構２７（図４参照）から構成される。ステージ駆動機構２７の駆動により位置決めステージ２６はＸ方向、Ｙ方向及び垂直方向（Ｚ方向）へ移動するとともに、Ｚ方向を軸心としたΘ方向に回動する。ステージ駆動機構２７を駆動して位置決めステージ２６上の基板２を圧着シート２１とバックアップ部５との間で任意の方向に移動又は回動させることによって、基板２を圧着作業位置に位置決めすることができる。上記構成において、基板位置決めステージ２６及びステージ駆動機構２７は、基板２を圧着シート２１とバックアップ部５の間に位置決めする基板位置決め手段となっている。

ここで、図２（ａ）、（ｂ）を参照して圧着動作について説明する。図２（ａ）は、基板２を圧着作業位置に位置決めした状態を示している。かかる状態で加圧機構１３を駆動して圧着ヘッド１４を下降（図２（ｂ）の矢印ａ）させると、圧着シート２１の上面に押圧部１６の下面１６ａが接触する。そして、圧着ヘッド１４をさらに下降させることによって圧着シート２１は押し下げられ、さらに圧着ヘッド１４を下降させることによって圧着シート２１を介して部品３が基板２に押圧される（図２（ｂ）参照）。これにより部品３は基板２に圧着され、その後圧着ヘッド１４を上昇（矢印ｂ）させることによって圧着動作は終了する。なお、圧着ヘッド１４の上昇により圧着シート２１は部品３の上面から離れ、圧着ヘッド１４と基板２の間の空間において水平な姿勢に戻る（図２（ａ）参照）。また、複数の圧着ヘッド１４の下方に圧着対象である部品３が複数存在する場合には、各圧着ヘッド１４を同時に下降させて複数の部品３を同時に押圧して基板２に圧着する。これにより、作業タクトを向上させることができる。

次に、図３を参照して圧着シート２１のピッチ送りについて説明する。圧着シート２１のピッチ送りは、部品３を基板２に圧着して圧着ヘッド１４を上昇させた後の所定のタイミングにてなされる。またピッチ送り量は、部品３の搭載位置のＹ方向の長さＬ１を包含した長さＬ２さとなっている。これにより、圧着ヘッド１４による加圧を受けた加圧箇所２１ａは圧着シート２１のＹ１方向へのピッチ送りによって圧着ヘッド１４の下方から退避する。なお、圧着シート２１のピッチ送りの詳細については後述する。

本実施の形態では、圧着ヘッド１４の下方に送り込まれる前の圧着シート２１の部分を「未使用部分２１ｂ」、圧着ヘッド１４（押圧部１６）の下方に送り込まれた圧着シート２１の部分を「使用部分２１ｃ」、圧着動作後にピッチ送りされて圧着ヘッド１４の下方からＹ１方向に退避した圧着シート２１の部分を「使用済部分２１ｄ」と称する。

次に、図４を参照して制御系の構成について説明する。電子部品圧着装置１に備えられた制御部３０は演算処理機能を有し、基板情報記憶部３１、設備情報記憶部３２、圧着回数記憶部３３、限界値数記憶部３４及び圧着ヘッド選択部３５を含んで構成されている。基板情報記憶部３１、設備情報記憶部３２、圧着回数記憶部３３及び限界値数記憶部３４には、以下に説明する各種の圧着作業情報が記憶されている。また、この制御部３０は加圧機構１３、ステージ駆動機構２７、圧着シート送り機構２５及びタッチパネル部３６と接続されている。加圧機構１３、ステージ駆動機構２７、圧着シート送り機構２５を含む各機構は、制御部３０によってその作動が制御される。

基板情報記憶部３１は、作業対象となる基板２の品種名や寸法等の情報をはじめ、基板２の縁部に設定された設計上の部品搭載位置、１つの基板２に対する圧着作業のシーケンス（以下、「作業シーケンス」と称する）に関する情報等を記憶する。本実施の形態で作業対象となる基板２は、図８（ａ）に示すように、二辺の縁部に沿って複数の部品搭載位置が設定されている。以後、各部品搭載位置に搭載された部品３を区別して説明する必要がある場合には、長辺側の各部品搭載位置に搭載されている部品３を「部品Ａ」、「部品Ｂ」、「部品Ｃ」、「部品Ｄ」と称する。また、短辺側の各部品搭載位置に搭載されている部品３を「部品Ｅ」、「部品Ｆ」、「部品Ｇ」と称する。

また本実施の形態では、基板情報記憶部３１に図５に示す５つの作業シーケンス（シーケンスＮｏ．１〜５）が記憶されており、当該５つの作業シーケンスに従って１つの基板２に対する圧着作業が実行される。具体的には、シーケンスＮｏ．１では部品Ａと部品Ｂ、シーケンスＮｏ．２では部品Ｃ、シーケンスＮｏ．３では部品Ｄ、シーケンスＮｏ．４では部品Ｅと部品Ｆ、シーケンスＮｏ．５では部品Ｇの圧着を行うよう作業シーケンスが設定・記憶されている。

設備情報記憶部３２は、圧着ヘッド１４の数、識別情報及び配置に関する情報を含め、電子部品圧着装置１を構成する各種の部材や各機構に関する種々の情報を記憶する。 圧着回数記憶部３３は、圧着シート２１をピッチ送りするまでの間における特定の使用部分２１ｃに対する各圧着ヘッド１４の昇降回数を部品３の圧着回数とみなしてカウントする。そして、圧着シート２１がピッチ送りされることによって圧着回数のカウントをリセットする。このように圧着回数記憶部３３は、複数の圧着ヘッド１４毎に部品３の圧着回数をカウントするカウント部となっている。

限界値数記憶部３４は、圧着シート２１をピッチ送りするまでの間における特定の使用部分２１ｃに対する圧着ヘッド１４の昇降回数（圧着回数）の限界値を記憶する。すなわち、ここでは圧着シート２１の特定の使用部分２１ｃに対して圧着ヘッド１４による圧着動作を実行することができる回数（圧着回数）の上限値を記憶している。なお、限界値は使用する圧着シート２１の耐性等に応じて作業員が任意に設定する。

圧着ヘッド選択部３５は、前述した作業シーケンス、圧着ヘッド１４の数、識別情報及び配置、圧着ヘッド１４の圧着回数のカウント数、圧着回数の限界値等の各種の圧着作業情報に基づいて、圧着動作を行う圧着ヘッド１４を選択する（詳細は後述する）。

タッチパネル部３６は表示兼入力装置であり、表示部３７と操作・入力部３８から構成される。表示部３７は電子部品圧着装置１に設けられた液晶パネル等の表示パネルであり、操作・入力部３８による入力時の案内画面や、圧着作業に関する各種の情報が表示される。操作・入力部３８は作業員による表示部３７上の任意の表示の操作（タッチ操作）に基づいて、装置稼働のための操作指示や各種の入力操作を行う。

本発明の電子部品圧着装置１は以上のような構成から成り、次に図６を参照して動作について説明する。ここでは、図５に示す作業シーケンスに基づいて、図８（ａ）に示す基板２に対して部品３の圧着作業が実行される。また、部品３の圧着には図８（ｂ）に示す３つの圧着ヘッド１４（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）を用い、各圧着ヘッド１４の配置は固定することとする。

まず、制御部３０は図示しない基板搬送機構によって基板２を位置決めステージ２６上に搬入する（ＳＴ１の基板搬入工程）。次に、制御部３０は基板情報記憶部３１、設備情報記憶部３２、圧着回数記憶部３３及び限界値数記憶部３４に記憶された各種の圧着作業情報を読み取る（ＳＴ２の圧着作業情報読取り工程）。次に、制御部３０は読み取った圧着作業情報に基づいて圧着シート２１の送り処理を行う（ＳＴ３の圧着シート送り処理工程）。なお、当該工程の詳細は後述する。

圧着シート２１の送り処理後、制御部３０は作業シーケンスに基づいて圧着対象となる部品３（部品搭載位置）が圧着ヘッド１４（押圧部１６）の下方に位置するよう基板２を位置決めする（ＳＴ４の基板位置決め工程）。次に、制御部３０は圧着ヘッド１４を下降させることによって圧着シート２１を介して部品３を押圧して基板２に圧着する（ＳＴ５の電子部品圧着工程）。ここでは、複数の部品３に対して複数の圧着ヘッド１４を同時に下降させて圧着する動作（シーケンスＮｏ．１，４が該当）も含む。

次に、制御部３０は作業シーケンスＮｏ．１〜５に基づいて圧着対象となる全ての部品３の圧着が完了したか否かを判断し（ＳＴ６の作業完了判断工程）、全ての部品３の圧着が完了したと判断した場合には基板２を下流側の装置（不図示）に搬出する（ＳＴ７の基板搬出工程）。これにより１つの基板２に対する圧着作業は終了する。一方、全ての部品３の圧着が完了していないと制御部３０が判断した場合には、（ＳＴ２）に戻り前述の動作を実行する。

次に、図７及び図８（ｃ）を参照して（ＳＴ３）の圧着シート送り処理の詳細について、前述した基板２の位置決め及び部品３の圧着を交えて説明する。まず、当該処理を説明するための前提条件について説明する。図８（ｃ）に示す工程１ではシーケンスＮｏ．１、工程２ではシーケンスＮｏ．２・・・工程５ではシーケンスＮｏ．５に基づいて部品３の圧着を行うこととする。また、工程６ではシーケンスＮｏ．１に戻り、以後同様の順序で部品３の圧着を行うこととする。

また、部品Ａ〜Ｇに対しては圧着動作を優先的に実行する圧着ヘッド１４（以下、「優先ヘッド」と称する）が個別に設定されていることとする。具体的には、部品Ａと部品Ｅに対しては圧着ヘッドＨ１、部品Ｂと部品Ｆに対しては圧着ヘッドＨ２、部品Ｃと部品Ｄと部品Ｇに対しては圧着ヘッドＨ３が優先的に圧着動作を実行する。また、圧着シート２１の特定の使用部分２１ｃに対して圧着ヘッド１４が実行し得る圧着動作の回数（圧着回数）の限界値は「２」とする。

まず、制御部３０は圧着作業情報に基づいて圧着回数が限界値に達していない圧着ヘッド１４のみで、次回の作業シーケンスに基づいて実行される圧着作業が可能か判断する（ＳＴ８の圧着作業可否判断工程）。より具体的には、圧着回数が限界値に達していない圧着ヘッド１４の数が次回の作業シーケンスで圧着対象となっている部品３の数以上に存在し、且つ圧着対象となる全ての部品３の上方に該当する圧着ヘッド１４が位置するよう配置されているか否かに基づいて判断する。そして、圧着作業が可能であると判断した場合、制御部３０は圧着回数が限界値に達していない圧着ヘッド１４の中から当該圧着作業に使用する圧着ヘッド１４を選択する（ＳＴ９の限界値未到達圧着ヘッド選択工程）。

前述した（ＳＴ８）、（ＳＴ９）の動作は図８（ｃ）に示す工程１が該当する。すなわち、工程１では全圧着ヘッドＨ１〜Ｈ３の圧着回数はゼロであるため、制御部３０は圧着回数が限界値に達していない圧着ヘッドＨ１〜Ｈ３のみで圧着作業は可能であると判断し、この中から工程１での圧着作業に使用する圧着ヘッドＨ１〜Ｈ３を選択する。ここでは、部品Ａ、Ｂの優先ヘッドである圧着ヘッドＨ１、Ｈ２を選択する。

圧着ヘッドＨ１、Ｈ２の選択後、制御部３０は圧着シート２１をピッチ送りせずに圧着シート送り処理を終了し、（ＳＴ４）の基板位置決め工程に移行する。ここでは、圧着ヘッドＨ１、Ｈ２の下方に作業対象の部品Ａ、Ｂがそれぞれ位置するよう基板２を位置決めし、圧着動作を実行する。そして、制御部３０は圧着ヘッドＨ１、Ｈ２毎に圧着回数をカウントする。

なお、工程２〜４においても（ＳＴ８）、（ＳＴ９）の動作が実行され、制御部３０は各工程で圧着対象となる部品３に設定された優先ヘッドを選択し、圧着シート２１をピッチ送りすることなく圧着動作を実行する。そして、制御部３０は圧着ヘッドＨ１〜Ｈ３毎に圧着回数をカウントする。

一方、（ＳＴ８）で圧着作業が不可能であると判断した場合、制御部３０は全圧着ヘッド１４の中から次回の作業シーケンスで用いる圧着ヘッド１４を選択する（ＳＴ１０の全圧着ヘッド選択工程）。圧着ヘッド１４を選択後、制御部３０は圧着シート２１をＹ１方向に１ピッチ分送る（ＳＴ１１の圧着シート送り工程）。すなわち、制御部３０は圧着シート送り機構２５によって圧着シート２１をピッチ送りすることにより、１又は複数の圧着ヘッド１４からの加圧力が作用した加圧箇所２１ａを含む圧着シート２１の使用部分２１ｃを複数の圧着ヘッド１４の下方から退避させて未使用部分２１ｂを新たに送り込む。そして、制御部３０は圧着シート２１のピッチ送りを受けて全圧着ヘッド１４の圧着回数をリセットする（ＳＴ１２の圧着回数リセット工程）。

前述した（ＳＴ８）、（ＳＴ１０）、（ＳＴ１１）、（ＳＴ１２）の動作は工程５が該当する。すなわち、工程５では部品Ｇの圧着を行うが、優先ヘッドである圧着ヘッドＨ３は既に部品Ｃ、Ｄの圧着に用いられて圧着回数が限界値の２回に達している。また、圧着ヘッドＨ１は部品Ａ、Ｅの圧着に用いられており、圧着ヘッドＨ２も部品Ｂ、Ｆの圧着に用いられている。したがって、制御部３０は圧着回数が限界値に達していない圧着ヘッドＨ１〜Ｈ３のみで部品Ｇの圧着ができないと判断し、全圧着ヘッドＨ１〜Ｈ３の中から工程５で用いる圧着ヘッドＨ１〜Ｈ３を選択する。ここでは、部品Ｇの優先ヘッドである圧着ヘッドＨ３を選択する。

圧着ヘッドＨ３を選択後、制御部３０は圧着シート２１をピッチ送りし、全圧着ヘッドＨ１〜Ｈ３の圧着回数のカウントをリセットする。その後、制御部３０は圧着ヘッドＨ３の下方に部品Ｇが位置するよう基板２を位置決めし、圧着動作を実行するとともに圧着回数をカウントする。なお、工程５の終了後、制御部３０は基板２を工程１〜５で作業対象となった基板２を下流側の装置に搬送し、その後新たな基板２を所定の圧着作業位置まで搬入する。

以下、これまで説明した動作に基づいて、工程６以後について説明する。工程６、工程７では優先ヘッドを用いて部品３の圧着動作を実行できるので、制御部３０は圧着シート２１をピッチ送りせずに対応する優先ヘッドを選択して部品３の圧着を行うとともに、各圧着ヘッドＨ１〜Ｈ３の圧着回数をカウントする。この時点での圧着ヘッドＨ１、Ｈ２の圧着回数は１回、圧着ヘッドＨ３の圧着回数は２回である。

次に、工程８では部品Ｄの圧着を行うが、優先ヘッドである圧着ヘッドＨ３は圧着回数が限界値の２回に達している。その一方、圧着ヘッドＨ１、Ｈ２の圧着回数は１回であり、各圧着ヘッドＨ１、Ｈ２の下方に位置する圧着シート２１の使用部分２１ｃはあと１回分の使用が可能である。ここで、制御部３０は圧着ヘッドＨ１、Ｈ２の何れかを部品Ｄの圧着に用いる圧着ヘッドとして選択し（ここでは圧着ヘッドＨ２を選択）、当該圧着ヘッドＨ２で部品Ｄを圧着する。これにより、工程８の前に圧着シート２１をピッチ送りすることなく部品Ｄを圧着することができる。

なお、前述した圧着ヘッド１４の選択は圧着ヘッド選択部３５によってなされる。すなわち、圧着ヘッド選択部３５は、電子部品圧着工程（ＳＴ３）での圧着動作前に、複数の圧着ヘッド１４の下方に位置する圧着シート２１の使用部分２１ｃのうち、当該圧着動作で使用可能な部分がある場合にはその部分に対応する１又は複数の圧着ヘッド１４を当該圧着動作で使用する１又は複数の圧着ヘッド１４として選択する。

前述のように、本実施の形態では部品３毎に使用する圧着ヘッド１４を固定せず、次回の作業シーケンスで圧着作業を実行可能な圧着ヘッド１４が存在する場合には当該圧着ヘッド１４を選択して部品３の圧着を行うことによって、圧着シート２１の無駄を防止するようにしている。

工程８の場面を例にして具体的に説明すると、部品Ｄに対して使用する圧着ヘッド１４を圧着ヘッドＨ３に固定した場合、圧着ヘッドＨ３は工程５，７での部品Ｇ、Ｃの圧着に用いられて圧着回数が限界値に達しているため、圧着シート２１をピッチ送りしなければ圧着ヘッドＨ３による部品Ｄの圧着ができない（図８（ｃ）の破線矢印Ｊ１）。この時、圧着ヘッドＨ１、Ｈ２の下方に位置する圧着シート２１の使用部分２１ｃはあと１回の圧着動作で使用可能であるにもかかわらずピッチ送りされることとなる。その結果、圧着シート２１は圧着動作で使用可能な部分が使用済部分２１ｄに多く残ったまま廃棄されることとなって無駄が発生する。そこで、圧着回数が限界値に達していない圧着ヘッドＨ１、Ｈ２を選択して部品Ｄを圧着することによって、圧着シート２１のピッチ送りのタイミングを遅らせて使用部分２１ｃを有効に使用することができる。

このように、制御部３０は、カウント部（圧着回数記憶部３３）によってカウントした圧着回数が所定の限界値を超えていない１又は複数の圧着ヘッド１４で圧着動作が可能であれば圧着シート送り機構２５によるピッチ送りを実行せず、不可能であればピッチ送りを実行する。また圧着ヘッド選択部３５は、制御部３０が限界値を超えていない１又は複数の圧着ヘッド１４で圧着動作が可能であると判断してピッチ送りを実行しない場合に、当該１又は複数の圧着ヘッド１４を当該圧着動作で使用する１又は複数の圧着ヘッド１４として選択する。

次に、工程９について説明する。工程９では部品Ｅ、Ｆの圧着を行うが、部品Ｅに対しては優先ヘッドである圧着ヘッドＨ１を選択して使用できる一方、部品Ｆに対しては優先ヘッドである圧着ヘッドＨ２が工程８で部品Ｄの圧着に用いられたことによって圧着回数が限界値に達したため選択できない。また、圧着ヘッドＨ３も圧着回数が限界値に達しているため選択できない。したがって、制御部３０は全圧着ヘッドＨ１〜Ｈ３の中から部品Ｅ、Ｆの圧着に使用する圧着ヘッド１４を選択し、その後、圧着シート２１をピッチ送りして圧着回数のカウントをリセットする。ここでは、部品Ｅに対しては優先ヘッドである圧着ヘッドＨ１を選択し、部品Ｆに対しては優先ヘッドである圧着ヘッドＨ２を選択する。そして、圧着シート２１のピッチ送り後に各圧着ヘッドＨ１、Ｈ２でそれぞれ部品Ｅ、Ｆを圧着する。

次に、圧着シート２１のピッチ送り直後の工程１７以後について説明する。工程１７〜工程１９では優先ヘッドを選択して各部品３を圧着できるので、制御部３０は圧着シート２１をピッチ送りすることなく対応する優先ヘッドを選択する。そして、制御部３０は選択した圧着ヘッドＨ１〜Ｈ３（優先ヘッド）を用いて各部品３の圧着を行うとともに、各圧着ヘッドＨ１〜Ｈ３の圧着回数をカウントする。

次の工程２０では部品Ｇの圧着を行うが、優先ヘッドである圧着ヘッドＨ３は圧着回数が限界値に達しているため選択できない。したがって、部品Ｇに対して使用する圧着ヘッドを圧着ヘッドＨ３に固定した場合には圧着シート２１をピッチ送りする必要がある（破線矢印Ｊ２）。ここで、制御部３０は圧着回数が限界値に達していない圧着ヘッドＨ１、Ｈ２の何れかを選択し（ここでは圧着ヘッドＨ１を選択）、圧着シート２１をピッチ送りせずに圧着ヘッドＨ１によって部品Ｇを圧着するとともに圧着回数をカウントする。

次に、工程２１では部品Ａ、Ｂの圧着を行うが、部品Ｂに対しては優先ヘッドである圧着ヘッドＨ２を選択して圧着できる一方、部品Ａに対しては優先ヘッドである圧着ヘッドＨ１の圧着回数が限界値に達しているため選択できない。また、圧着ヘッドＨ３も圧着回数が限界値に達しているため選択できない。したがって、制御部３０は全圧着ヘッドの中から部品Ａ、Ｂの圧着に使用する圧着ヘッド１４（ここでは優先ヘッドである圧着ヘッドＨ１、Ｈ２）を選択する。そして、圧着シート２１をピッチ送りして圧着回数のカウントをリセットする。その後、制御部３０は圧着ヘッドＨ１、Ｈ２を用いて部品Ａ、Ｂを圧着するとともに圧着回数をカウントする。工程２１以後もこれまで説明した動作に基づいた圧着作業が実行される。

以上説明したように、本発明によれば、１枚の圧着シート２１を複数の圧着ヘッド１４で共有して使用するとともに、複数の圧着ヘッド１４の並列方向と直交する方向に圧着シート２１をピッチ送りする構成の電子部品圧着装置１において、圧着シート２１の無駄を防止して効率良く使用することができる。

より具体的には、部品３毎に使用する圧着ヘッド１４を固定せず、複数の圧着ヘッド１４の下方に位置する圧着シート２１の使用部分２１ｃのうち、圧着動作で使用可能な部分がある場合にはその部分に対応する１又は複数の圧着ヘッド１４を当該圧着動作で使用する１又は複数の圧着ヘッドとして選択することで、圧着シート２１の未使用部分（使用可能部分）を極力少なくした状態で圧着シート２１をピッチ送りすることができる。

なお、優先ヘッドは必ずしも設定する必要はなく、各作業シーケンスにおいて部品３の圧着動作に使用する圧着ヘッド１４をその都度選択するようにしてもよい。また、圧着シート送り機構２５は本実施の形態のものに限定されず、圧着ヘッド１４の下方と圧着作業位置に位置決めされた基板２の上方の空間に対して圧着シート２１を水平方向にピッチ送りさせることができる構成のものであればよい。さらに、圧着ヘッド１４の圧着回数の限界値は必ずしも複数回を設定する必要はなく、「１」としてもよい。

本発明によれば、圧着シートの無駄を防止して有効に使用することができ、基板に対して電子部品を圧着する電子部品実装分野において有用である。

１ 電子部品圧着装置
２ 基板
３ 電子部品
５ バックアップ部
１４ 圧着ヘッド
２１ 圧着シート
２１ｂ 未使用部分
２１ｃ 使用部分
２２ 第１のガイドローラ
２３ 第２のガイドローラ
２４ 駆動モータ
２６ 位置決めステージ
２７ ステージ駆動機構
３０ 制御部
３３ 圧着回数記憶部
３５ 圧着ヘッド選択部

Claims (4)

1. 基板に搭載された電子部品を圧着する電子部品圧着装置であって、
   一方向に並列に配置され前記基板に対して個別に昇降自在な複数の圧着ヘッドと、
   前記複数の圧着ヘッドの下方に配置されて前記基板を下方から支持するバックアップ部と、
   前記複数の圧着ヘッドからの押圧を受け得る大きさを有する圧着シートを、複数の圧着ヘッドとバックアップ部の間であって当該複数の圧着ヘッドの並列方向と直交する方向に送り込む圧着シート送り機構と、
   前記基板を前記圧着シートと前記バックアップ部の間に位置決めする基板位置決め手段と、
   １又は複数の前記圧着ヘッドを下降させることによって前記圧着シートを介して前記電子部品を押圧して前記基板に圧着する圧着動作を実行するとともに、前記圧着シート送り機構によって前記圧着シートをピッチ送りすることにより、１又は複数の前記圧着ヘッドからの加圧力が作用した前記圧着シートの使用部分を複数の前記圧着ヘッドの下方から退避させて未使用部分を新たに送り込むピッチ送り動作を実行する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記圧着動作前に複数の前記圧着ヘッドの下方に位置する前記圧着シートの使用部分のうち、当該圧着動作で使用可能な部分がある場合にはその部分に対応する１又は複数の前記圧着ヘッドのうち前記電子部品に対して前記圧着動作を優先して実行する前記圧着ヘッドを当該圧着動作で使用する１又は複数の前記圧着ヘッドとして選択する圧着ヘッド選択部を備えていることを特徴とする電子部品圧着装置。
2. 前記制御部は、複数の前記圧着ヘッド毎に電子部品の圧着回数をカウントするカウント部を備え、前記カウント部によってカウントした圧着回数が所定の限界値を超えていない１又は複数の前記圧着ヘッドで前記圧着動作が可能であれば前記圧着シート送り機構によるピッチ送りを実行せず、不可能であればピッチ送りを実行し、
   前記圧着ヘッド選択部は、前記制御部が前記限界値を超えていない１又は複数の前記圧着ヘッドで前記圧着動作が可能であると判断してピッチ送りを実行しない場合に、１又は複数の前記圧着ヘッドを当該圧着動作で使用する１又は複数の前記圧着ヘッドとして選択することを特徴とする請求項１記載の電子部品圧着装置。
3. 一方向に並列に配置され基板に対して個別に昇降自在な複数の圧着ヘッドと、複数の前記圧着ヘッドの下方に配置されて前記基板を下方から支持するバックアップ部と、複数の前記圧着ヘッドからの押圧を受け得る大きさを有する圧着シートを、複数の前記圧着ヘッドとバックアップ部の間であって複数の前記圧着ヘッドの並列方向と直交する方向に送り込む圧着シート送り機構と、前記基板を前記圧着シートと前記バックアップ部の間に位置決めする基板位置決め手段とを備えた電子部品圧着装置を用いて、基板に搭載された電子部品を圧着する電子部品圧着方法であって、
   １又は複数の前記圧着ヘッドを下降させることによって前記圧着シートを介して前記電子部品を押圧して前記基板に圧着する電子部品圧着工程と、
   前記圧着シート送り機構によって前記圧着シートをピッチ送りすることにより、１又は複数の前記圧着ヘッドからの加圧が作用した前記圧着シートの使用部分を複数の前記圧着ヘッドの下方から退避させて未使用部分を新たに送り込むピッチ送り工程とを含み、
   前記電子部品圧着工程での圧着動作前に、複数の前記圧着ヘッドの下方に位置する前記圧着シートの使用部分のうち、当該圧着動作で使用可能な部分がある場合にはその部分に対応する１又は複数の前記圧着ヘッドのうち前記電子部品に対して前記圧着動作を優先して実行する前記圧着ヘッドを当該圧着動作で使用する１又は複数の前記圧着ヘッドとして選択することを特徴とする電子部品圧着方法。
4. 前記ピッチ送り工程において、電子部品の圧着回数が所定の限界値を超えていない１又は複数の前記圧着ヘッドで圧着動作が可能であれば前記圧着シートのピッチ送りを実行せず、不可能であればピッチ送りを実行し、
   限界値を超えていない１又は複数の前記圧着ヘッドで圧着動作が可能であると判断した場合に、１又は複数の前記圧着ヘッドを当該圧着動作で使用する１又は複数の前記圧着ヘッドとして選択することを特徴とする請求項３記載の電子部品圧着方法。

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