JP6155467B2

JP6155467B2 - 部品実装機

Info

Publication number: JP6155467B2
Application number: JP2013192510A
Authority: JP
Inventors: 真五山田; 慎治郎辻
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-09-18
Also published as: JP2015060900A; CN104441910B; CN104441910A

Description

本発明は、基板に電子部品を実装する部品実装機に関するものである。

表示パネル等の基板の側縁部にＩＣ等の部品を実装する部品実装においては、部品の搭載動作に先立って、テープ貼付け装置によって異方性導電フィルム（ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）をテープ状にしたＡＣＦテープを所定の長さに切断し、個片化されたＡＣＦテープ（以下、「個片テープ」と称する）を基板の側縁部に貼付けるテープ貼付け作業が実行される。

具体的には、セパレータの片面側にＡＣＦテープが貼付けられたテープ部材を巻回した供給リールを装置に取り付け、テープ引出機構を介して供給リールからテープ部材を引き出す。引き出されたＡＣＦテープの先頭部はカッタによって所定の長さに切断され、これによりセパレータ上に個片テープが形成される。そして、個片テープを基板の側縁部に設定されたテープ貼付け位置の上方に水平姿勢で位置させ、かかる状態で圧着ツールによって個片テープを基板に熱圧着して貼付ける（例えば特許文献１を参照）。個片テープが貼付けられた基板は、その後の工程において個片テープを介して部品が熱圧着される。

ＡＣＦテープは、通常、品質の劣化を抑制するため３０℃以下の環境下で使用するよう推奨されている。また、モバイル端末をはじめとする電子機器の薄型化・軽量化に追従して、これに組み込まれる基板は薄型化が進んでおり、このような基板に高温で部品の熱圧着を行うと、基板と部品の熱膨張・収縮の差に起因して基板に反りが生じ得る。基板の反りは、表示パネル周辺部に表示ムラを発生させる要因となる。このような問題を解決するため、従来よりも低温で硬化するＡＣＦテープを用いて熱圧着時の温度を下げるという取り組みがなされている。

国際公開第２０１０／０８４７２８号

低温硬化型のＡＣＦテープは、通常のＡＣＦテープよりも使用可能時間（ｗｏｒｋｉｎｇｌｉｆｅ）が短く、周辺の温度が３０℃よりも低い環境下（目安として、２３℃の温度環境下で約９時間）での使用が求められるが、設備内は熱圧着用のヒータを含む各機構の作動によって３０℃前後まで上昇し得る。特に、供給リールは圧着ツールの上方に設置されることが多いため、圧着ツールから発生する熱を受けて表面温度が上昇し易い状況下にある。その一方で、供給リールの交換頻度を低減するため、長尺巻の供給リールが用いられるようになっており、ＡＣＦテープが高温環境にさらされる時間が従来よりも長くなっている。しかしながら、低温硬化型のＡＣＦテープを用いた部品実装は近年から実施され始めた新しい技術であるため、テープ貼付け作業時に当該ＡＣＦテープを巻回した供給リールを安定して冷却し、劣化を抑制するための具体的な解決策は未だ存在していなかった。

そこで本発明は、異方性導電テープを巻回収納した供給リールの全体を安定して冷却することができる部品実装機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の本発明は、異方性導電テープを所定の貼付け長さに切断して個片テープを形成し、基板に設定されたテープ貼付け位置に圧着ツールを用いて前記個片テープを貼付けるテープ貼付け装置と、内部である機内空間に前記テープ貼付け装置を配設した筐体を含み、前記基板に電子部品を実装する部品実装機であって、前記テープ貼付け装置は、セパレータに前記異方性導電テープが積層されて成るテープ部材を巻回した供給リールから引き出された前記テープ部材を前記圧着ツールの下方に送給するためのテープ送給口が形成され、前記供給リールを外界と仕切られた空間に閉じ込めた状態で保持するカバー部材と、前記供給リールが保持される前記カバー部材内の前記空間を冷却する冷却手段を備え、前記筐体には、前記部品実装機が設置されたクリーンルームの空気を前記機内空間へ導入する外気導入装置が取り付けられており、前記冷却手段は、前記カバー部材に設けられ前記空間を冷却するためのエアを吹き出す吹出口と、前記カバー部材の外部において前記エアを生成する冷却エア生成機と、前記吹出口と前記冷却エア生成機とを接続する管路を含み、前記管路は、水平面に対して傾斜した姿勢の第１の管路と、前記第１の管路の上方側の端部と連通した第２の管路を含み、前記吹出口は前記第１の管路の下方側の端部である。

本発明によれば、供給リールから引き出されたテープ部材を圧着ツールの下方に送給するためのテープ送給口が形成され、供給リールを外界と仕切られた空間に閉じ込めた状態で保持するカバー部材と、供給リールが保持されるカバー部材内の空間を冷却する冷却手段を備えたので、供給リールの全体を安定して冷却し、異方性導電テープの劣化を抑制することができる。

本発明の一実施の形態における部品実装機の斜視図本発明の一実施の形態におけるテープ貼付け装置の斜視図本発明の一実施の形態におけるテープ貼付け装置の斜視図本発明の一実施の形態におけるテープ貼付け装置の側面図本発明の一実施の形態におけるテープ貼付け装置の側面図

まず図１を参照して、本発明の実施の形態における部品実装機について説明する。部品実装機１は基板に電子部品を実装する機能を有しており、筐体２の内部である機内空間にテープ貼付け装置、仮圧着装置及び本圧着装置を基板の搬送方向（Ｘ方向）に配設して構成される。テープ貼付け装置は、異方性導電フィルムをテープ状にした異方性導電テープ（以下、「ＡＣＦテープ」と称する）を、所定の貼付け長さの個片テープに切断して基板に貼付ける。仮圧着装置は、基板に貼付けられた個片テープに電子部品を仮圧着（搭載）する。本圧着装置は、個片テープを介して基板に仮圧着された電子部品を押圧することにより基板に電子部品を圧着する。

筐体２の前方側の領域には、テープ貼付け装置、仮圧着装置、本圧着装置に対応して開閉する複数の扉３が形成されている。オペレータは扉３を開けて筐体２内の各装置の修理や調整、消耗部品の交換等の保守点検作業を行う。また、筐体２の上部にはテープ貼付け装置、仮圧着装置、本圧着装置に対応して複数の外気導入装置４が取り付けられている。外気導入装置４を駆動させることにより、部品実装機１が設置されたクリーンルームの空気を機内空間へ導入する。

次に、図２以降の各図面を参照してテープ貼付け装置について説明する。図２及び図３において、テープ貼付け装置５は上部を所定の厚さ分だけ切り欠いた板状のベースプレート６を主体としており、切り欠いた上部の所定の位置にはベースプレート６の長手方向と直交する方向（Ｙ方向）に沿ってカバー部材７がブラケット８（図３）を介して取り付けられている。

カバー部材７は、ブラケット８に固定された磁性を有する平板状の第１のカバー９と、第１のカバー９に対して着脱自在な第２のカバー１０から構成される。第２のカバー１０は、第１のカバー９の形状に対応して成型された透明な板状部１０ａと、板状部１０ａの外縁に沿って形成され、且つ板状部１０ａの長手方向と直交する方向に幅Ｌ１（図４）の厚みを有する透明な側壁部１０ｂから成る。

以後、図４及び図５に示すように、第２のカバー１０を第１のカバー９に装着した状態において、第１のカバー９の第２のカバー１０に対向する面を「表面ａ」、表面ａの反対側を「裏面ｂ」とする。また、板状部１０ａの第１のカバー９に対向する面を「裏面ｃ」、裏面ｃの反対側を「表面ｄ」とする。図４及び図５に示すように、側壁部１０ｂは板状部１０ａの裏面ｃ側に形成されている。

図４及び図５において、板状部１０ａの上端に形成された側壁部１０ｂの側面には、水平方向に突出した突出部１１ａと、突出部１１ａの先端から下方に伸びた折れ曲がり部１１ｂから成るカギ状のフック１１が複数（ここでは２個）設けられている。パッキン１２ａと折れ曲がり部１１ｂの間隔して（図５）は、第１のカバー９の幅と略同一に設定されている。板状部１０ａの上端に形成された側壁部１０ｂの下面であって突出部１１ａと対向する位置には、先端にパッキン１２ａが固着したシール部材１２が設けられている。板状部１０ａの下端に形成された側壁部１０ｂの側面にも、シール部材としてのパッキン１３が設けられている。また、板状部１０ａの裏面ｃの上方と下方の位置には、水平方向に伸びたマグネット部材１４がそれぞれ取り付けられている。

図２及び図３において、板状部１０ａの上端に形成された側壁部１０ｂの上面には、コの字状の引掛け部１５が設けられている。引掛け部１５は、後述する供給リール１８の交換時等に第２のカバー１０を部品実装機１に設けられた仮置き用のフック（図示省略）に引掛ける際に用いられる。また板状部１０ａの表面ｄには、オペレータが第２のカバー１０を持ち運ぶ際の把持用の取手１６が設けられている。

第１のカバー９に第２のカバー１０を装着する際には、フック１１を第１のカバー９の上端に引掛ける（図４）。このとき、第１のカバー９の上端は突出部１１ａとパッキン１２ａによって挟み込まれるとともに、第１のカバー９の下端はパッキン１３に密接する。さらに、マグネット部材１４の先端が第１のカバー９の表面に磁力をもって当接する。これにより、第１のカバー９と第２のカバー１０の良好な密閉性が確保されるとともに、外界と仕切られた空間Ｔ（図４）がカバー部材７の内部に形成される。第２のカバー１０を第１のカバー９から取り外す際には、取手１６を片手で把持して持ち上げれば第１のカバー９に対するフック１１の引掛けが解除される（図５）。

図３、図４及び図５において、第１のカバー９には、セパレータにＡＣＦテープが積層されて成るテープ部材１７を巻回収納した供給リール１８が着脱自在に装着されている。ＡＣＦテープは粘着性を有しており、基板１９と電子部品を接合するための接合材料として機能する。第１のカバー９の裏面ｂには、当該第１のカバー９を貫通する回転軸２０ａを有するモータ２０が配設されており、回転軸２０ａの先端部にはスピンナー（供給リール取付具）２１が回転自在に設けられている。

供給リール１８はスピンナー２１に取り付けられることで第１のカバー９の表面ａ側に装着され、これによりカバー部材７によって供給リール１８が保持される。なお、第２のカバー１０の板状部１０ａは透明であるため、オペレータは板状部１０ａを介してカバー部材７内の供給リール１８のテープ残量を確認することができる。ＡＣＦテープの残量が無くなった（若しくは少なくなった）場合、第１のカバー９から第２のカバー１０を取り外して新たな供給リール１８と交換する。

モータ２０を駆動することにより供給リール１８はスピンナー２１を介して回転し、巻回収納されたテープ部材１７が引き出される。引き出されたテープ部材１７は、図３に示す張力付与機構２２のテンションローラ２２ａを周回して下方へと導かれる（矢印ｅ）。張力付与機構２２は引き出されたテープ部材１７が弛みを生じないように、テープ部材１７に所定の張力を付与する機能を有する。なお、張力付与機構２２は第１のカバー９以外の部材に取り付けてもよい。

図２及び図３に示すように、板状部１０ａの下方に形成された側壁部１０ｂにおいて、テンションローラ２２ａを周回して下方に導かれるテープ部材１７の送給経路上の位置には、テープ部材１７をカバー部材７の外へ送給するためのテープ送給口１０ｃが形成されている。テープ送給口１０ｃの開口面積は、テープ部材１７を送給するために必要な最小限の大きさとするのが好ましい。テープ送給口１０ｃを通過してカバー部材７の外へ送られたテープ部材１７は、後述する圧着ツール３０の下方に送給される。以上説明したように、カバー部材７は、供給リール１８から引き出されたテープ部材１７を圧着ツール３０の下方に送給するためのテープ送給口１０ｃが形成され、供給リール１８を外界（機内空間）と仕切られた空間Ｔに閉じ込めた状態で保持する。

図２及び図３において、ベースプレート６の下端部の両側には、第１のガイドローラ２３、第２のガイドローラ２４が水平位置に配設されている。第１のガイドローラ２３と第２のガイドローラ２４の間の水平部分は、圧着ツール３０によってＡＣＦテープを基板１９のテープ貼付け位置１９ａに貼付ける貼付け作業位置となっている。供給リール１８から引き出されて張力付与機構２２を経由したテープ部材１７は、ねじり機構（図示省略）によってねじ曲げられ、第１のガイドローラ２３を周回する際にはＡＣＦテープを下向きにした姿勢で水平方向に導かれる。

第１のガイドローラ２３と第２ガイドローラ２４の間であって、圧着ツール３０と干渉しない位置には第３のガイドローラ２５、第４のガイドローラ２６及び第５のガイドローラ２７が設けられている。これらのガイドローラ２５，２６，２７は、第１のガイドローラ２３と第２のガイドローラ２４の間を送給されるテープ部材１７を水平方向にガイドするためのものである。

供給リール１８から引き出されたテープ部材１７の送給経路上であって、第１のガイドローラ２３の上方にはカット部２８が配設されている。カット部２８は、切断刃を用いてテープ部材のうちＡＣＦテープのみをカットする機能を有している。これにより、所定長さの個片テープが形成される。

第１のガイドローラ２３、第２のガイドローラ２４の中間であって、テープ部材１７のＸ方向の送給経路の上方には、昇降機構２９によって昇降する圧着ツール３０が配設されている。圧着ツール３０にはヒータが内蔵されている。

次に、個片テープの貼付け動作について説明する。ここでの動作は、テープ貼付け装置５が備える制御部が各機構を制御することによってなされる。まず、基板位置決め機構（図示省略）によってテープ貼付け位置１９ａが形成された領域を含む基板１９の縁部を、圧着ツール３０の下方の貼付け作業位置に位置決めする。このとき、基板１９の縁部は下受部（図示省略）によって下受される。次いで、個片テープをテープ貼付け位置１９ａの上方に位置させた状態で圧着ツール３０を下降させ、個片テープを基板１９に所定荷重で押圧するとともに、ヒータによって個片テープを加熱する。これにより、基板１９のテープ貼付け位置１９ａに個片テープが貼付けられる。個片テープが基板１９に貼付けられてセパレータのみとなったテープ部材１７は、第２のガイドローラ２４を周回して上方に導かれ、テープ回収部（図示省略）によって回収される。

このように、テープ貼付け装置５は異方性導電テープを所定の貼付け長さに切断して個片テープを形成し、基板１９に設定されたテープ貼付け位置１９ａに圧着ツール３０を用いて個片テープを貼付ける機能を有する。また、上述した個片テープの貼付け動作は、供給リール１８をカバー部材７によって保持して空間Ｔに閉じ込めた状態で、以下に説明する手段によって供給リール１８を冷却させながら実行する。

次に、テープ貼付け装置５が有する供給リール１８の冷却機能について説明する。図４及び図５において、第１のカバー９の上部の裏面ｂにはノズル３４が装着されている。第１のカバー９の上部には開口部９ａが幅方向に形成されており、この開口部９ａにノズル３４の一部が埋入されている。これにより、ノズル３４の表面の一部は、開口部９ａを介して第１のカバー９の表面ａ側に露呈した状態となる。

ノズル３４の内部には、第１の管路３１と第２の管路３３が形成されている。第１の管路３１は、第１のカバー９の開口部９ａ内を幅方向において所定角度だけ傾斜した姿勢で複数形成されている。第１の管路３１の両端のうち下方側の端部は、開口部９ａを介して第１のカバー９の表面ａ側に露呈したノズル３４の表面に連通している。これにより、第１のカバー９の表面ａには、第１の管路３１の一の端部である開口部３１ａ（図３も併せて参照）が設けられる。この開口部３１ａは、第１のカバー９に装着された供給リール１８よりも上方に位置する。なお、第１の管路３１の数は１個でもよい。

第１の管路３１の両端のうち上方側の端部は、第２の管路３３と連通しており、第２の管路３３はノズル３４の長手方向に沿って形成されている。また、第１のカバー９の裏面ｂ側に露呈したノズル３４の表面は、結露防止のための断熱部材３４ａで覆われている。

第１の管路３１及び第２の管路３３は、表面が結露防止のための断熱材で覆われたチューブ３５を介して冷却エア生成機３２と接続されている。冷却エア生成機３２は、カバー部材７の外部において空間Ｔを冷却するためのエア（以下、「冷却エア」と称する）を生成する。生成される冷却エアの温度は空間Ｔの温度を２０℃前後に保つことができる温度（例えば１０℃以下）である。なお、冷却エア生成機３２としてはボルティック・チューブを応用したものを使用することができる。

冷却エア生成機３２によって生成された冷却エアは、チューブ３５、第２の管路３３、第１の管路３１を経由して開口部３１ａからカバー部材７内の空間Ｔに吹き出される。これにより、カバー部材７によって全体を覆われた供給リール１８を冷却してＡＣＦテープの劣化を抑制することができる。特に、低温環境下において短時間での使用が求められる低温硬化型のＡＣＦテープを用いる場合に顕著な効果を奏する。

また、第１の管路３１は水平面に対して傾斜した姿勢となっているため、開口部３１ａから吹き出た冷却エアを空間Ｔにおいて効率的に循環させることができる。また、開口部３１ａはカバー部材７によって保持された供給リール１８に冷却エアが直接吹き付けられない位置に形成されており、これにより供給リール１８の結露を防止することができる。さらに、空間Ｔはカバー部材７（第２のカバー１０の側壁部１０ｂ）の下方に形成されたテープ送給口１０ｃを介してのみ外界（機内空間）と連通するため、外界へ流出する冷却エアを少量に留めて冷却効果を高めるとともに、供給リール１８の全体を安定して冷却することができる。

ところで、部品実装機１の筐体２の内側には熱圧着ツール等の熱源が多数配置されているため、筐体２で囲まれた機内空間の温度はＡＣＦテープの品質維持を困難にさせるほど高温になる。しかしながら、本実施の形態における部品実装機１によれば、筐体２に設けた外気導入装置４によって一定温度に管理されたクリーンルームの空気を機内空間に導入するので、機内空間の温度上昇を抑制してカバー部材７に保持された供給リール１８に与える悪影響をより一層排除することができる。

上記構成において、開口部３１ａはカバー部材７（第１のカバー９）に設けられ空間Ｔを冷却するためのエアを吹き出す吹出口となっている。また、第１の管路３１、第２の管路３３及びチューブ３５は、吹出口と冷却エア生成機３２とを接続する管路となっている。さらに、開口部３１ａ、第１の管路３１、第２の管路３３、チューブ３５及び冷却エア生成機３２は、供給リール１８が保持されるカバー部材７内の空間Ｔを冷却する冷却手段となっている。

本発明はこれまで説明した実施の形態に限定されるものではない。例えば、第１のカバー９と第２のカバー１０をヒンジ機構によって結合させ、ヒンジ機構を介して第２のカバー１０を第１のカバー９に対して開閉自在とした構成を採用してもよい。また、マグネット部材１４に替えて水平方向に伸びる位置決めピンを設け、第１のカバー９に別途形成された挿入口に位置決めピンの先端部を挿入して第１のカバー９と第２のカバー１０を固定するようにしてもよい。

本発明によれば、供給リールの全体を安定して冷却し、異方性導電テープの劣化を抑制することができ、基板に異方性導電テープを介して電子部品を実装する電子部品実装分野において有用である。

５テープ貼付け装置
７カバー部材
９第１のカバー
１０第２のカバー
１０ｃテープ送給口
１７テープ部材
１８供給リール
１９基板
１９ａテープ貼付け位置
３０圧着ツール
３１第１の管路
３１ａ開口部
３２冷却エア生成機
３３第２の管路
３５チューブ
Ｔ空間

Claims

異方性導電テープを所定の貼付け長さに切断して個片テープを形成し、基板に設定されたテープ貼付け位置に圧着ツールを用いて前記個片テープを貼付けるテープ貼付け装置と、内部である機内空間に前記テープ貼付け装置を配設した筐体を含み、前記基板に電子部品を実装する部品実装機であって、
前記テープ貼付け装置は、
セパレータに前記異方性導電テープが積層されて成るテープ部材を巻回した供給リールから引き出された前記テープ部材を前記圧着ツールの下方に送給するためのテープ送給口が形成され、前記供給リールを外界と仕切られた空間に閉じ込めた状態で保持するカバー部材と、
前記供給リールが保持される前記カバー部材内の前記空間を冷却する冷却手段を備え、
前記筐体には、前記部品実装機が設置されたクリーンルームの空気を前記機内空間へ導入する外気導入装置が取り付けられており、
前記冷却手段は、前記カバー部材に設けられ前記空間を冷却するためのエアを吹き出す吹出口と、前記カバー部材の外部において前記エアを生成する冷却エア生成機と、前記吹出口と前記冷却エア生成機とを接続する管路を含み、
前記管路は、水平面に対して傾斜した姿勢の第１の管路と、前記第１の管路の上方側の端部と連通した第２の管路を含み、前記吹出口は前記第１の管路の下方側の端部であることを特徴とする部品実装機。
前記カバー部材は、前記供給リールが装着される第１のカバーと、前記第１のカバーに対して着脱若しくは開閉自在な第２のカバーから成ることを特徴とする請求項１に記載の部品実装機。
前記吹出口は、当該吹出口から吹き出したエアが前記カバー部材に保持された前記供給リールに直接当たらない位置に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装機。
前記カバー部材は、少なくとも１つ以上の角部が切り欠かれていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の部品実装機。
前記供給リールは、前記空間において下方側に位置することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の部品実装機。