JP6675357B2

JP6675357B2 - 圧着装置

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Publication number: JP6675357B2
Application number: JP2017137441A
Authority: JP
Inventors: 明孝野田
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2016-08-16
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2020-04-01
Anticipated expiration: 2037-07-13
Also published as: KR20180019478A; JP2018029172A; KR101948428B1; TW201807763A; CN107765454B; TWI644375B; CN107765454A

Description

本発明は、圧着装置に関する。

液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置は、ガラス板の上に回路及び信号線を形成するアレイ工程、一対のガラス板を貼り合せて表示領域を構成する基板としてのパネルを形成するセル工程、パネルにおける表示領域の外側に駆動用のドライバＩＣ等を取り付けるモジュール工程を経て製造される。

ドライバＩＣの実装方法として、従来から、ＣＯＦ（ｃｈｉｐｏｎｆｉｌｍ）等のドライバＩＣを搭載したフレキシブルなフィルム状の電子部品を用いた方法が行われている。これは、パネルの表示領域の周囲から、表示面と平行な水平方向に露出して形成された電極に対して、電子部品の端子を圧着して接続する方法である。さらに、以上のような電子部品に対して、水平状態でプリント基板を圧着することにより、外部との接続を確保する配線を電気的に接続し、表示装置を製造していた（特許文献１参照）。

このような基板と電子部品との接続や電子部品とプリント基板との接続には、加熱圧着により、それぞれの部品の電極間の導電性が確保される異方性導電フィルム（ＡＣＦ：ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）が用いられている。

特許第３７３４５４８号公報

近年、表示装置は大画面化が進む一方、表示装置全体の大型化を抑える要請が強い。このため、表示領域以外の幅をできるだけ狭くすることになる。つまり、テレビ、ディスプレイ、スマートフォン等の製品の表示領域の周囲の枠や縁であるベゼルの幅を狭くする必要がある。このようにベゼルの幅が狭いと、複数の表示装置を組み合わせて大画面を実現する場合に、各表示装置の境界を目立ちにくくするという利点もある。

表示装置のパネルを構成する基板は、一対のガラス板が貼り合わされたものである。そして、パネル周縁部における電子部品の圧着箇所である電極の形成部分（以下、単に「電極形成部分」という。）は、一方のガラス板の縁部を破断して、他方のガラス板を露出させた部分である。このような電極形成部分の幅が大きいと、ベゼルの幅が広くなる。このため、電極形成部分の幅を、非常に短くする必要があり、ＣＯＦの圧着による導電性の確保、さらにＣＯＦに対するプリント基板の圧着による電気的な接続の確保が困難となっていた。

本発明は、上述のような課題を解決するために提案されたものであり、基板の側面の電極に実装された電子部品に対して、プリント基板を圧着して電気的な接続を確保できる圧着装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の圧着装置は、側面に電極を有する平板状で、前
記側面の電極に電子部品が実装された基板を、前記電子部品が垂れ下がるように、水平状
態に支持する支持部と、プリント基板を垂直状態で保持する保持部と、前記基板が前記支
持部に支持された状態で、前記保持部に保持されたプリント基板に対して、前記電子部品
を押し付ける押付部と、前記押付部に対して対向して配置され、前記押付部との間で前記
電子部品及び前記プリント基板を挟持するバックアップ部と、を有し、前記保持部は、前記プリント基板を垂直方向に保持するクランプ機構を有し、前記クランプ機構は、垂直な側面を有し、この側面に前記プリント基板を吸着保持する背面体と、前記背面体に対して接離する方向に回動可能に設けられ、前記背面体との間で前記プリント基板を挟む押え部と、前記背面体と前記押え部とで保持された前記プリント基板を、前記バックアップ部のうち前記押付部との間で前記電子部品と前記プリント基板を挟持する際に前記プリント基板に当接する受け部に対して、前記受け部の受け面に直交する方向に通る仮想軸を中心に回動させる回動装置と、を有することを特徴とする。

前記支持部は、前記基板を載置するテーブルと、前記基板に実装された前記電子部品が、前記押付部と前記バックアップ部との間に進入および退避されるように、前記基板が載置されたテーブルを移動させ、前記電子部品が前記押付部と前記バックアップ部との間に進入される前には、前記電子部品が、前記保持部に保持された前記プリント基板よりも前記押付部側に寄った位置になるよう、前記テーブルを移動させ、前記電子部品が前記押付部と前記バックアップ部との間に進入された後には、前記電子部品が、前記保持部に保持された前記プリント基板に接する位置になるよう、前記テーブルを移動させる駆動機構と、を有していてもよい。

圧着装置は、前記基板及び前記プリント基板に設けられたアライメントマークを撮像する撮像部を有し、前記撮像部に撮像された前記アライメントマークの画像に基づいて、前記プリント基板に対する前記電子部品の位置決めを行ってもよい。前記電子部品と前記プリント基板とは異方性導電フィルムを介して圧着されるものであり、前記押付部は、加熱部を有していてもよい。

前記支持部は、前記基板を載置するテーブルを有し、前記テーブルに対して前記押付部を水平方向に進退移動させる進退機構を有し、前記保持部及び前記バックアップ部は、前記テーブルと前記押付部との間に配置されていてもよい。水平状態の前記プリント基板を垂直状態とするように回動可能に設けられ、前記保持部に前記プリント基板を渡す受渡装置を有していてもよい。

本発明は、基板の側面の電極に実装された電子部品に対して、プリント基板を圧着して電気的な接続を確保できる。

実施形態により圧着される基板、電子部品及びプリント基板を示す部分斜視図である。実施形態の圧着装置の基本構成を示す一部断面側面図である。図２の実施形態の部分斜視図である。図２の実施形態の初期動作を示す一部断面側面図である。図２の実施形態の撮像動作を示す一部断面図である。図２の実施形態の基板位置の調整動作を示す一部断面側面図である。図２の実施形態の圧着動作を示す一部断面側面図である。図２の実施形態の制御装置を示すブロック図である。

本発明の実施の形態（以下、本実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。

［貼付対象］
図１を参照して、本実施形態で用いられる基板１及び電子部品２と、電子部品２に圧着されるプリント基板３を説明する。基板１は、側面に電極１１を有する平板状の部材である。基板１としては、例えば、アレイ工程、セル工程を経た略直方体形状の液晶パネルとすることができる。電極１１は、基板１の厚さ方向（図１に示すように基板１を水平にした状態において上下（垂直）方向）に伸びた導電性の部材である。また、側面とは、図１に示すように基板１を水平にした状態において垂直となる面、つまり、基板１の表面のうち表示面に対して直交する表面である。

電極１１は、基板１の長辺１ａ側の一側面、短辺１ｂ側の一側面に間隔を空けて複数並べて配置されている。電極１１は、複数本を一組の電極群として複数組配置されている。各電極１１は、内部の回路に信号線を介して接続されている。また、基板１の側面には、複数のアライメントマーク１２が設けられている。このアライメントマーク１２は、後述する電子部品２と電極群との位置合わせに用いられる特定形状の部材である。アライメントマーク１２は、電極群ごとに、複数の電極１１を挟んで１対設けられている。

さらに、基板１の側面には、アライメントマーク１３が設けられている。アライメントマーク１３は、撮像されることにより、後述するプリント基板３との位置合わせに用いられる特定形状の部材である。アライメントマーク１３は、一枚のプリント基板３に対応する領域ごとに、複数の電極１１及び一対のアライメントマーク１２を挟んで一対設けられている。

電子部品２は、ＣＯＦ（ｃｈｉｐｏｎｆｉｌｍ）であり、例えば、柔軟性のある樹脂を用いたフレキシブルなシートに、ドライバＩＣを搭載するとともにプリント配線を形成した長方形状の部材である。本実施形態の電子部品２は、基板１の側面の電極１１に、異方性導電フィルムを介して貼り付けられている。異方性導電フィルムは、熱硬化性樹脂に金属粒子を分散させ、膜状としたテープである。異方性導電フィルムは、電子部品２を電極１１に対して、加熱しながら加圧することにより、面方向の絶縁性と、厚み方向の導電性、並びに接着性を実現する。以下の説明では、電子部品２が基板１の長辺１ａに貼り付けられるときには長辺１ａに沿う方向を電子部品２の幅方向とし、短辺１ｂに貼り付けられるときには短辺１ｂに沿う方向を電子部品２の幅方向とする。

電子部品２の電極１１に対する圧着面にも、複数のアライメントマーク２２が設けられている。このアライメントマーク２２は、電極１１との位置合わせに用いられる特定形状の部材である。各電子部品２のアライメントマーク２２は、基板１の電極群ごとに設けられた一対のアライメントマーク１２と対応する位置に設けられている。

プリント基板３は、ＰＷＢ（ＰｒｉｎｔｅｄＷｉｒｉｎｇＢｏａｒｄ）であり、外部との接続用の配線を有する樹脂製の板状部材である。例えば、柔軟性のある樹脂を用いたフレキシブルなシートに、プリント配線を形成した長方形状のプリント基板３を用いることができる。本実施形態のプリント基板３は、異方性導電フィルムを介して、電子部品２に対して圧着され、電気的な接続が確保される。例えば、一枚のプリント基板３が複数の電子部品２に対して圧着されて接続されるように、幅方向の長さが２枚の電子部品２の幅以上となっている。

さらに、プリント基板３の電子部品２に対する圧着面にも、複数のアライメントマーク３３が設けられている。このアライメントマーク３３は、撮像されることによりアライメントマーク１３との位置合わせに用いられる特定形状の部材である。各プリント基板３のアライメントマーク３３は、基板１の一対のアライメントマーク１３と、幅方向に対応する位置に、一対設けられている。

［構成］
次に、図２〜図６、図８を参照して、圧着装置１００の構成を説明する。圧着装置１００は、支持部２００、保持部３００、押付部４００、加熱部５００、バックアップ部６００、撮像部７００を有する。

支持部２００は、図２に示すように、側面の電極１１に電子部品２が貼り付けられた基板１を、電子部品２が垂れ下がるように、水平状態に支持する装置である。支持部２００は、基板１を載置するテーブル２１０を有する。テーブル２１０は、水平な板状のＸＹＺθテーブルであり、駆動機構２２０（図８参照）によって、水平面上を直交するＸ方向、Ｙ方向、水平面に直交するＺ（垂直）方向、水平面を回動面とするθ１方向に変位する。ここで、Ｘ方向はプリント基板３の圧着面に直交する方向、Ｙ方向はプリント基板３の圧着面に平行な方向とする。駆動機構２２０は、後述するように、載置された基板１をＸ方向、Ｙ方向、θ１方向に変位させ、プリント基板３に対する電子部品２の位置決めを行う位置決め機構の一部を構成している。

また、支持部２００は、受け部材２５０を有する。受け部材２５０は、基板１に実装された電子部品２にプリント基板３を圧着するときに、テーブル２１０より突出した基板１の縁部が自重により撓まない様、基板１における電子部品２が実装された縁部を下側から支持する。さらに、受け部材２５０は、昇降機構２３０（図８参照）により昇降可能に設けられている。昇降機構２３０は、図５に示すように、基板１に貼り付けられた電子部品２が、後述する押付部４００とバックアップ部６００との間に進入および退避するときに、駆動機構２２０と同期して受け部材２５０を移動させる。昇降機構２３０としては、例えば、エアシリンダやボールねじ機構を用いることができる。

駆動機構２２０は、図５に示すように、電子部品２が押付部４００とバックアップ部６００との間に進入する前には、電子部品２が、保持部３００に保持されたプリント基板３よりも押付部４００側に寄った位置に、テーブル２１０を移動させる。プリント基板３よりも押付部４００側に寄った位置とは、図４、５に示すような、基板１側に向かって反っている電子部品２が下降しても、プリント基板３と接しない位置である。さらに、駆動機構２２０は、図６に示すように、電子部品２が押付部４００とバックアップ部６００との間に進入した後には、電子部品２が、保持部３００に保持されたプリント基板３に接する位置に、テーブル２１０を移動させる。具体的には、基板１における電子部品２が実装された側面が、後述の保持部３００に保持されたプリント基板３における電子部品２が圧着される面に対して上下方向において一致する位置に、テーブル２１０を移動させる。

また、図２、図３に示すように、支持部２００は、撮像部２４０を有する。撮像部２４０は、基板１の上方から基板１の角部を撮像するカメラである。撮像部２４０は、テーブル２１０によって移動される基板１の移動範囲内で、基板１の搬送高さよりも上方に配置される。基板１の角部を撮像する際には、基板１の角部が撮像部２４０の視野範囲内に入るようにテーブル２１０によって基板１を移動させる。なお、撮像部２４０による撮像方向を、図２中に破線矢印によって示す。基板１の角部の撮像は、基板１におけるプリント基板３が圧着される電子部品２が実装された辺の両側に位置する２箇所の角部において行なわれる。辺の両側に位置する角部の位置を認識すると、当該辺のＸ、Ｙ、θ（θ１）方向の位置を認識することができる。

保持部３００は、プリント基板３を垂直状態で保持する装置である。保持部３００は、背面体３１０、押え部３２０により構成されたクランプ機構を有する。背面体３１０は、図３に示すように、直方体形状のブロックであり、その一側面が、電子部品２が実装された基板１の側面と平行な垂直面となっている。この一側面には、プリント基板３と接する吸着パッド３１１が設けられている。吸着パッド３１１は椀形状の弾性体であり、背面体３１０に設けられた図示しない吸引穴に連通している。この吸引穴は、配管、ポンプ、バルブ等を有する減圧装置に接続され、減圧装置による減圧により、バキュームチャックを構成している。このため、吸着パッド３１１は圧着された部材を負圧によって吸着保持する。このような背面体３１０は、支持部２００に支持された基板１の辺方向に、複数並設されている。つまり、保持部３００は、テーブル２１０と押付部４００との間に配置されている。なお、背面体３１０の一側面が基板１の側面と平行とは、完全に平行である必要はなく、略平行の状態も含むものである。

押え部３２０は、垂直断面が略Ｌ字形のブロックであり、背面体３１０と対をなすように複数並設されている。押え部３２０は、平板３２１、基体３２２を有する。平板３２１は、背面体３１０との間でプリント基板３を挟む部材である。基体３２２は、平板３２１の下部に一体的に形成された直方体形状の部材である。このような押え部３２０は、シャフト３２３に固定して設けられており、このシャフト３２３を軸として回動可能とされている。シャフト３２３は、基体３２２に、基板１の幅方向に挿通された棒状の部材である。シャフト３２３は、回動機構３３０（図８参照）によって回動することにより、平板３２１が背面体３１０に接離する方向に押え部３２０を回動させる。回動機構３３０は、例えば、モータによるダイレクトドライブ、モータによるベルトドライブ、モータにより駆動されるギヤ機構等により構成できる。なお、保持部３００は、図示はしないが、プリント基板３を背面体３１０に渡す受渡装置を有している。この不図示の受渡装置によって、プリント基板３は、電子部品２と圧着される部位が、後述するバックアップ部６００の受け部６１０の対向位置に位置するように保持部３００に対して受け渡される。さらに、保持部３００は、背面体３１０と押え部３２０とを一体的に、Ｘ方向を中心とする回動方向（θ２方向）に回動させる不図示の回動装置を備える。この回動装置により、保持部３００に保持されたプリント基板３は、バックアップ部６００の受け部６１０の中央部をＸ方向に通る仮想軸を中心にθ２方向の回動が可能となる。

押付部４００は、基板１が支持部２００に支持された状態の電子部品２を、保持部３００に保持されたプリント基板３に対して押し付ける装置である。押付部４００は、圧着ヘッド４１０、加熱部５００を有する。圧着ヘッド４１０は、図３に示すように、略直方体形状の部材であり、電子部品２に対向する面には、基板１の辺方向（図においてＹ方向）に伸びた帯状に突出した加圧部４１１が設けられている。この加圧部４１１は、基板１の側面に対向する面が平坦な加圧面となっている。加圧部４１１の基板１の辺方向の長さは、１枚のプリント基板３の幅の１．０倍以上となっている。より好ましくは、１枚のプリント基板３の幅の２．０倍以上に設定する。つまり、加圧部４１１の幅は、プリント基板３を２枚以上、一括で圧着するために適した長さとなっている。

圧着ヘッド４１０には、進退機構４２０（図８参照）が接続されている。進退機構４２０は、圧着ヘッド４１０を、電子部品２に接離する方向に駆動する機構である。つまり、進退機構４２０は、テーブル２１０に対して押付部４００の圧着ヘッド４１０を水平方向に進退移動させる。これにより、水平状態の基板１の側面に垂直方向に圧着された電子部品２に、プリント基板３を圧着することができる。進退機構４２０としては、例えば、ボールねじ機構を用いることができる。好ましくは、圧着ヘッド４１０を移動させるボールねじ機構と、加圧力を調整するエアシリンダとを組み合わせると良い。

さらに、押付部４００は、図２に示すように、緩衝装置４３０を有する。緩衝装置４３０は、クッションシート４３１、供給リール４３２、回収リール４３３を有する。クッションシート４３１は、電子部品２と圧着ヘッド４１０との間に介在するクッション性のあるシートである。供給リール４３２は、クッションシート４３１を巻装し、回動によりクッションシート４３１を送り出すリールである。回収リール４３３は、クッションシート４３１を巻き取って回収するリールである。緩衝装置４３０は、進退機構４２０により、圧着ヘッド４１０とともに移動可能に設けられている。

加熱部５００は、圧着ヘッド４１０に内蔵されている。加熱部５００は、圧着ヘッド４１０の加圧部４１１を加熱する部材である。加熱部５００は、例えば、電圧の印加により発熱するヒータを用いる。ヒータは、図３に示すように、加圧部４１１の背部における圧着ヘッド４１０内に、複数本が等間隔に埋め込まれている。

バックアップ部６００は、押付部４００の加圧部４１１との間で、電子部品２及びプリント基板３を挟持する部材である。つまり、バックアップ部６００は、テーブル２１０と押付部４００との間に配置されている。バックアップ部６００は、位置固定の略直方体形状の部材であり、押付部４００の加圧部４１１に対向する面には、基板１の辺方向に伸びた帯状に突出した受け部６１０が設けられている。この受け部６１０は、加圧部４１１の加圧面に対向する面が平坦な受け面となっている。

撮像部７００は、基板１及びプリント基板３のアライメントマーク１３、３３を撮像する装置である。撮像部７００は、上方の撮像装置７１０、下方の撮像装置７２０を有する。撮像装置７１０は、アライメントマーク１３を撮像するカメラである。撮像装置７２０は、アライメントマーク３３を撮像するカメラである。撮像部７００は、昇降機構７３０（図８参照）により、撮像装置７１０の視野範囲内にアライメントマーク１３が入り、撮像装置７２０の視野範囲内にアライメントマーク３３が入るように、昇降可能に一体的に設けられている。なお、各撮像装置７１０、７２０による撮像方向を、図５中に破線矢印によって示す。

［制御装置］
図８に示すように、制御装置８００は、圧着装置１００の各部を制御する装置である。この制御装置８００は、例えば、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって構成できる。つまり、支持部２００の駆動機構２２０及び昇降機構２３０、撮像部２４０、押え部３２０の回動機構３３０、圧着ヘッド４１０の進退機構４２０、緩衝装置４３０、加熱部５００、撮像部７００及びその昇降機構７３０、受渡装置の制御などに関しては、その制御内容がプログラムされており、ＰＬＣやＣＰＵなどの処理装置により実行されるものである。

具体的に制御される内容としては、基板１の位置及び方向、プリント基板３の位置、撮像部２４０の撮像タイミング、圧着ヘッド４１０の位置及び圧力、撮像部７００の位置及び撮像タイミング、加熱部５００の加熱温度、緩衝装置４３０の送り出し及び回収、受渡装置の位置などが挙げられる。

上記のように各部の動作を実行させるための制御装置８００の構成を、仮想的な機能ブロック図である図８を参照して説明する。すなわち、制御装置８００は、機構制御部８０、位置認識部８１、位置決め部８２、記憶部８３、設定部８４、入出力制御部８５を有する。

機構制御部８０は、駆動機構２２０、昇降機構２３０、撮像部２４０、回動機構３３０、進退機構４２０、緩衝装置４３０、加熱部５００、撮像部７００、昇降機構７３０、受渡装置の駆動源等を制御する処理部である。

位置認識部８１は、撮像部２４０、撮像部７００が撮像した画像に基づいて、画像に含まれる対象の位置を認識する。例えば、位置認識部８１は、撮像部２４０が撮像した画像から、基板１の端辺の角部の位置を認識する。また、位置認識部８１は、撮像部７００が撮像した画像から、アライメントマーク１３、３３の位置を認識する。

位置決め部８２は、位置認識部８１が認識した基板１の角部の位置に基づいて、上記のように、基板１が下降する前に、電子部品２が押付部４００側に寄った位置に移動し、下降後に、電子部品２がプリント基板３に接する位置に移動するように、駆動機構２２０、昇降機構２３０による基板１の移動を、機構制御部８０に指示する。また、位置決め部８２は、位置認識部８１が認識したアライメントマーク１３、３３の位置に基づいて、両者のずれを認識して、ずれが修正されるように、機構制御部８０に基板１とプリント基板３との位置決めを指示する。すなわち、位置認識部８１は、駆動機構２２０によって基板１のＸ方向の位置決めを、駆動機構２２０および昇降機構２３０によって基板１のＺ方向の位置決めを、そして、保持部３００の回動装置（不図示）によってプリント基板３のθ２方向の位置決めを、それぞれ行わせるように機構制御部８０に指示をする。

記憶部８３は、本実施形態の制御に必要な情報を記憶する構成部である。設定部８４は、外部から入力された情報を、記憶部８３に設定する処理部である。例えば、支持部２００により支持される基板１及び電子部品２の位置、加熱部５００による加熱温度、圧着ヘッド４１０の圧着の圧力等を設定できる。入出力制御部８５は、制御対象となる各部との間での信号の変換や入出力を制御するインタフェースである。

さらに、制御装置８００には、入力装置８６、出力装置８７が接続されている。入力装置８６は、オペレータが、制御装置８００を介して圧着装置１００を操作するためのスイッチ、タッチパネル、キーボード、マウス等の入力手段である。上記の基板１の位置、加熱温度、圧着の圧力等は、入力装置８６から入力して設定することができる。

出力装置８７は、装置の状態を確認するための情報を、オペレータが視認可能な状態とするディスプレイ、ランプ、メータ等の出力手段である。上記の加熱温度、圧着の圧力等は、出力装置８７に表示される。

［動作］
以上のような本実施形態の動作を、図面を参照して以下に説明する。まず、図４に示すように、テープ状の異方性導電フィルムＴが電子部品２との接続領域に貼り付けられたプリント基板３を、保持部３００が備える図示しない受渡装置が、水平状態で受け取り、プリント基板３が垂直状態になるように９０°回動した後、背面体３１０に渡す。つまり、受渡装置は、水平状態のプリント基板３を垂直状態とするように回動可能に設けられ、保持部３００にプリント基板３を渡す。これにより、垂直状態の電子部品２に対してプリント基板３を圧着可能な方向とすることができる。より具体的には、受渡装置は、図示しない異方性導電フィルム貼着部から異方性導電フィルムＴの貼り付けられたプリント基板３を受け取り、プリント基板３が垂直状態になるように９０°回動し、この状態で水平移動し、背面体３１０と圧着ヘッド４１０の間にＹ方向に移動しつつ進入してプリント基板３を背面体３１０に対向させ、背面体３１０に近接移動してプリント基板３を背面体３１０に受け渡す。このとき、背面体３１０の吸着パッド３１１によってプリント基板３が真空吸着されて垂直状態に保持される。さらに、押え部３２０が回動して、平板３２１が背面体３１０との間でプリント基板３を挟んで保持する。なお、プリント基板３は、電子部品２との接続領域が圧着ヘッド４１０の加圧部４１１とバックアップ部６００の受け部６１０との間に位置するように、背面体３１０に受け渡される。この後、受渡装置は、プリント基板３の保持を解除し、退避する。

一方、支持部２００のテーブル２１０は、電子部品２の実装された基板１を前工程から受け取り、図４に示すように、基板１に実装された電子部品２が受け部材２５０に干渉しない高さ位置に保持した状態で、水平方向に押付部４００側に移動する。なお、この移動過程で、撮像部２４０により基板１の角部の位置が認識される。そして、認識した基板１の角部の位置に基づいて、図５に示すように、基板１の側面に実装された電子部品２がプリント基板３よりも押付部４００側に寄った位置となるように、テーブル２１０が移動する。この後、受け部材２５０が上昇し、基板１における電子部品２が実装された縁部を下側から支持する。ここでのプリント基板３からの移動距離ｄは、電子部品２の湾曲が生じていても、下降時にプリント基板３に接しない距離であればよい。これは、例えば、保持部３００に保持されたプリント基板３の端面の水平方向の位置ｆを定位置として設定し、この位置ｆから、基板１の角部が水平方向にどの程度ずれれば、湾曲した電子部品２に接することがないかを、実験等により求めておき、記憶部８３に設定しておけばよい。この場合、位置認識部８１は、撮像部２４０が撮像した画像から、基板１の角部の位置を認識し、その角部の位置が、位置ｆから距離ｄだけ移動するように、駆動機構２２０によってテーブル２１０を移動させる。

また、基板１の縁部が受け部材２５０に支持されると、撮像装置７１０、撮像装置７２０が下降して、撮像装置７１０が基板１に設けられたアライメントマーク１３を撮像し、撮像装置７２０がプリント基板３に設けられたアライメントマーク３３を撮像する。撮像後、撮像装置７１０、７２０は、図４に示す上昇位置に退避する。

位置認識部８１は、撮像された画像から、アライメントマーク１３、３３の位置を認識する。

次に、図６に示すように、電子部品２が押付部４００とバックアップ部６００との間に進入されるように、テーブル２１０と受け部材２５０を下降させる。そして、テーブル２１０は、電子部品２がプリント基板３に接する位置に移動する。これは、例えば、図５に示した位置ｆに、基板１の角部が一致する位置とする。これにより、電子部品２はプリント基板３に沿って湾曲が均される。なおこのとき、位置決め部８２は、位置認識部８１によって認識された基板１のアライメントマーク１３とプリント基板３のアライメントマーク３３の位置に基づいて、位置決め機構としての駆動機構２２０、昇降機構２３０および保持部３００の回動装置（不図示）によって、プリント基板３と基板１とのＸＹθ２方向の相対位置を合わせる。

次に、図７に示すように、押付部４００の圧着ヘッド４１０が、加熱部５００により加熱されている状態でバックアップ部６００に向けて移動して、電子部品２をプリント基板３に異方性導電フィルムＴを介して加熱圧着する。これにより、電子部品２とプリント基板３とが異方性導電フィルムＴを介して貼り付けられるとともに、互いの配線が電気的に接続される。

このとき、圧着ヘッド４１０と電子部品２との間には、クッションシート４３１が介在している。異方性導電フィルムＴは、３ミクロン〜５ミクロンの非常に小さい導電粒子が含まれている。本実施形態では、クッションシート４３１を挟んで加圧するため、加圧面の微小な凹凸や傾斜が吸収されて、圧力が均一にかかる。また、加熱のための熱も均一化させることができる。なお、クッションシート４３１は、数回〜数十回使用したら、巻き取って新しい部分を加圧に用いる。

圧着後は、圧着ヘッド４１０はバックアップ部６００から離れる方向へ移動する。また、押え部３２０が回動して、プリント基板３を解放し、背面体３１０の吸着パッド３１１の真空吸着を解除する。そして、テーブル２１０が上昇して、基板１とともに電子部品２及びプリント基板３が上昇し、電子部品２にプリント基板３が圧着された基板１が搬出される。

［作用効果］
（１）本実施形態の圧着装置１００は、側面に電極１１を有する平板状で、側面の電極１１に電子部品２が実装された基板１を、電子部品２が垂れ下がるように、水平状態に支持する支持部２００と、基板１の側面と平行にプリント基板３を保持する保持部３００と、基板１が支持部２００に支持された状態で、保持部３００に保持されたプリント基板３に対して、電子部品２を押し付ける押付部４００と、押付部４００に対して対向して配置され、押付部４００との間で電子部品２及びプリント基板３を挟持するバックアップ部６００とを有する。

このため、基板１の側面の電極１１に実装された電子部品２に対して、プリント基板３を圧着して電気的な接続を確保できる。つまり、水平状態の基板１から垂れ下がった電子部品２は、従来のような上方からの圧着ができないが、バックアップ部６００と押付部４００との間で電子部品２とプリント基板３を挟持することにより、圧着が可能となる。

（２）支持部２００は、基板１に貼り付けられた電子部品２が、押付部４００とバックアップ部６００との間に進入および退避されるように、基板１が載置されたテーブル２１０を移動させ、電子部品２が押付部４００とバックアップ部６００との間に進入される前には、電子部品２が、保持部３００に保持されたプリント基板３よりも押付部４００側に寄った位置になるよう、テーブル２１０を移動させ、電子部品２が押付部４００とバックアップ部６００との間に挿入された後には、電子部品２が、保持部３００に保持されたプリント基板３に接する位置になるよう、テーブル２１０を移動させる駆動機構２２０とを有する。

このため、基板１に貼り付けられた電子部品２が湾曲していたとしても、下降時にプリント基板３に接して折れ曲がることがなく、また、下降後はプリント基板３に接して湾曲が均される。このため、圧着不良が防止される。

（３）圧着装置１００は、基板１及びプリント基板３に設けられたアライメントマーク１３、３３を撮像する撮像部７００を有し、撮像部７００に撮像されたアライメントマーク１３、３３の画像に基づいて、プリント基板３に対する電子部品２の位置決めを行う。

このため、位置が安定している基板１のアライメントマーク１３を頼りに、プリント基板３と電子部品２との位置を合わせることで、湾曲等により電子部品２の状態にバラツキがあっても、正確な位置決めが可能となる。

（４）保持部３００は、プリント基板３を垂直状態に保持するクランプ機構を有する。このため、プリント基板３の位置が安定して、垂直方向であっても、正確な位置決めが可能となる。また、受渡装置と保持部３００との間でのプリント基板３の受渡しを、プリント基板３が保持部３００から脱落したり、プリント基板３が保持部３００に対して傾いて保持されたりすることが防止され、安定した受渡しを行なうことが可能となり、その結果、電子部品２に対するプリント基板３の圧着精度を向上させることが可能となる。

（５）電子部品２とプリント基板３とは異方性導電フィルムＴを介して圧着されるものであり、押付部４００は、加熱部５００を有する。このため、バックアップ部６００と押付部４００との間で電子部品２とプリント基板３を挟持することにより、押付部４００によって、異方性導電フィルムＴを介した加熱圧着が可能となる。

［他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様も含む。例えば、基板１は、側面に電極を有する平板状であればよい。例えば、液晶パネルには限定されず、有機ＥＬパネルであってもよい。また、プリント基板３を安定して保持できれば、必ずしもクランプ機構を用いなくてもよい。

また、撮像部７００として、基板１のアライメントマーク１３を撮像する撮像装置７１０とプリント基板３のアライメントマーク３３を撮像する撮像装置７２０とを個別に設けるものとしたが、これに限られるものではなく、例えば、１つの撮像装置を移動させることで、アライメントマーク１３、３３を撮像する装置を兼用するようにしても良い。

また、電子部品２とプリント基板３とを、加熱によって硬化する熱硬化性の異方性導電フィルムを介して接続するものとしたが、これに限られるものではなく、例えば、紫外線等の光硬化性の異方性導電フィルムを介して接続するようにしても良く、また、半田等の他の接続部材を用いて接続するようにしても良い。

以上、本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。

１基板
１ａ長辺
１ｂ短辺
２電子部品
３プリント基板
１１電極
１２、１３、２２、３３アライメントマーク
１００圧着装置
２００支持部
２１０テーブル
２２０駆動機構
２３０昇降機構
２４０撮像部
２５０受け部材
３００保持部
３１０背面体
３１１吸着パッド
３２０押え部
３２１平板
３２２基体
３２３シャフト
３３０回動機構
４００押付部
４１０圧着ヘッド
４１１加圧部
４２０進退機構
４３０緩衝装置
４３１クッションシート
４３２供給リール
４３３回収リール
５００加熱部
６００バックアップ部
６１０受け部
７００撮像部
７１０撮像装置
７２０撮像装置
７３０昇降機構
８００制御装置
８０機構制御部
８１位置認識部
８２位置決め部
８３記憶部
８４設定部
８５入出力制御部
Ｔ異方性導電フィルム

Claims

側面に電極を有する平板状で、前記側面の電極に電子部品が実装された基板を、前記電子部品が垂れ下がるように、水平状態に支持する支持部と、
プリント基板を垂直状態で保持する保持部と、
前記基板が前記支持部に支持された状態で、前記保持部に保持されたプリント基板に対して、前記電子部品を押し付ける押付部と、
前記押付部に対して対向して配置され、前記押付部との間で前記電子部品及び前記プリント基板を挟持するバックアップ部と、
を有し、
前記保持部は、前記プリント基板を垂直方向に保持するクランプ機構を有し、
前記クランプ機構は、
垂直な側面を有し、この側面に前記プリント基板を吸着保持する背面体と、
前記背面体に対して接離する方向に回動可能に設けられ、前記背面体との間で前記プリント基板を挟む押え部と、
前記背面体と前記押え部とで保持された前記プリント基板を、前記バックアップ部のうち前記押付部との間で前記電子部品と前記プリント基板を挟持する際に前記プリント基板に当接する受け部に対して、前記受け部の受け面に直交する方向に通る仮想軸を中心に回動させる回動装置と、
を有することを特徴とする圧着装置。
前記支持部は、
前記基板を載置するテーブルと、
前記基板に実装された前記電子部品が、前記押付部と前記バックアップ部との間に進入および退避されるように、前記基板が載置されたテーブルを移動させ、
前記電子部品が前記押付部と前記バックアップ部との間に進入される前には、前記電子部品が、前記保持部に保持された前記プリント基板よりも前記押付部側に寄った位置になるよう、前記テーブルを移動させ、
前記電子部品が前記押付部と前記バックアップ部との間に進入された後には、前記電子部品が、前記保持部に保持された前記プリント基板に接する位置になるよう、前記テーブルを移動させる駆動機構と、
を有することを特徴とする請求項１記載の圧着装置。
前記基板及び前記プリント基板に設けられたアライメントマークを撮像する撮像部を有し、
前記撮像部に撮像された前記アライメントマークの画像に基づいて、前記プリント基板に対する前記電子部品の位置決めを行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の圧着装置。
前記電子部品と前記プリント基板とは異方性導電フィルムを介して圧着されるものであり、
前記押付部は、加熱部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の圧着装置。
前記支持部は、前記基板を載置するテーブルを有し、
前記テーブルに対して前記押付部を水平方向に進退移動させる進退機構を有し、
前記保持部及び前記バックアップ部は、前記テーブルと前記押付部との間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の圧着装置。
水平状態の前記プリント基板を垂直状態とするように回動可能に設けられ、前記保持部に前記プリント基板を渡す受渡装置を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の圧着装置。