(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧部とヒータを内蔵した本体部とが金属製の一体物からなり、前記本体部の下部の短手方向中央部に位置し、前記本体部の長手方向に延在する帯状の突部から成る前記加圧部を設けて成る加圧ヘッドを備え、前記本体部には、複数の前記ヒータが、前記加圧部の長手方向に沿って所定の間隔を置いて前記長手方向と直交する方向に内蔵されていることを特徴とする実装装置。
【請求項２】
前記本体部に、所定の間隔を置いて２個の前記ヒータを内蔵し、該それぞれのヒータと前記加圧部の端部との距離Ｙを等しくすると共に、前記２個のヒータ間を、２倍の前記距離Ｙとした加圧ヘッドを備えたことを特徴とする請求項１記載の実装装置。
【請求項３】
前記本体部と前記加圧部とをステンレス材等の低熱膨張金属で形成した加圧ヘッドを備えたことを特徴とする請求項１、又は２記載の実装装置。
【請求項４】
ヒータを内蔵した金属製の本体部と、該本体部の下部の短手方向中央部に位置し、本体部の長手方向に延在する帯状の突部から成る金属製の加圧部とを有し、該加圧部の長手方向中央部に、加圧部の熱膨張係数より大きな熱膨張係数の金属から成る熱伝導部材を取り付けて成る加圧ヘッドを備えたことを特徴とする実装装置。
【請求項５】
前記本体部に、所定の間隔を置いて２個の前記ヒータが内蔵され、該２個のヒータ間の中央部に前記熱伝導部材を設けた加圧ヘッドを備えたことを特徴とする請求項４記載の実装装置。
【請求項６】
前記本体部と前記加圧部とがステンレス材の低熱膨張金属の一体物で形成した加圧ヘッドを備えたことを特徴とする請求項４、又は５記載の実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二つの電気部品の電気的な接続を行うに好適な実装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における実装装置を説明する前に、実装装置を適用する電気部品における接続構造を、図７、図８に基づいて説明する。
図７、図８に示すように、ガラス等の絶縁板１上には、ＩＴＯ膜（酸化インジウムから成る透明抵抗膜）等から成る複数の導電配線２、３が形成されて、一つの電気部品４が構成されている。
また、枠体５の下面には、複数個の導電体（バンプ）６、７が形成されて、ＩＣチップ等のもう一つの電気部品８が構成されている。
また、前記絶縁板１上には、他の電気部品１１が取り付けられている。
そして、前記電気部品８は、その導電体６、７を、絶縁板１上の導電配線２、３に対向させ、導電粒子９を混入した熱硬化エポキシ接着剤等から成る熱硬化型異方性導電体１０によって、電気部品４と８とを接着すると共に、導電粒子９によって、上下に位置する導電体６と導電配線２、及び導電体７と導電配線３とを接続した構成となっている。
【０００３】
このような接続構造を得るために用いられる従来の実装装置を、図９、図１０に基づいて説明する。
従来の実装装置は、図９、図１０に示すように、平坦面を有する支持台３０と、この支持台３０に対して上下動可能に支持され、下部に平坦面を有する加圧ヘッド３１とで構成されている。
そして、この加圧ヘッド３１は、一方の下部の隅部を切り落として逃げ部３２ａを設けた鉄製の本体部３２と、この本体部３２と別個に作られ、本体部３２の下部に取り付けられた超硬合金製の加圧部３３と、本体部３２の長手方向に間隔を置いて本体部３２に取り付けられ、本体部３２、加圧部３３を加熱するための一対のヒータ３４とを具備している。
【０００４】
このような実装装置における電気部品の実装方法を、図１１に基づいて説明すると、先ず、平坦な支持台３０上に、電気部品１１を具備する前記電気部品４、シート状の前記熱硬化型異方性導電体（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍを以後、ＡＣＦと略称する）１０、電気部品８を順次、載置する。
次に、ヒータ３４によって約２２０℃に加熱された加圧ヘッド３１を、油圧シリンダ、サーボモータ等によって、下方に降下して電気部品８に当接させる。
この時、逃げ部３２ａによって、加圧ヘッド３１は、電気部品１１とはぶつからないようになっている。
【０００５】
次いで、加圧ヘッド３１に押圧力を加え、加圧ヘッド３１で電気部品８を押圧する。
すると、加熱された加圧ヘッド３１により電気部品８が加熱され、次いで、加熱された電気部品８によりＡＣＦ１０が加熱されて、ＡＣＦ１０は、液状となる。
このため、加圧ヘッド３１は降下すると共に、導電配線２、３と導電体６、７との間にある導電粒子９は押し潰され、図８に示すように、導電配線２、３と導電体６、７とが電気的に接続された状態となる。
そして、加熱された加圧ヘッド３１を冷却すると、ＡＣＦ１０は硬化して、電気部品４と８とが接着された状態となると共に、導電配線２、３と導電体６、７とが接続された状態となる。
次に、加圧ヘッド３１を上方に上昇すれば、電気部品の実装が完了する。
そして、超硬合金製の加圧部３３のＡＣＦ１０に対する熱エネルギーを測定すると、図１２に示すように、ＡＣＦ１０が液状となるに必要な温度に成るまで６秒かかり、且つ、その熱エネルギーは緩やかなカーブＣ１で上昇するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の実装装置においては、本体部３２と加圧部３３とが別体で、熱膨張係数の異なる金属で組み合わされているため、この組合せ時の両者の接触面のバラツキにより、本体部３２からの加圧部３３への伝達熱量の差異を生じ、熱膨張による加圧部３３の下部の平坦面が不均一となり、支持台３０の平坦面に対して不平行になると言う問題がある。
そして、この不平行状態で加圧部３３により電気部品を加圧すると、電気部品の一端側では、導電粒子９が潰されものの、他端側では導電粒子９が潰れ無いという事態が生じ、このため、導電配線２、３と導電体６、７間の電気的な接続が不安定に成るという問題を生じるものであった。
また、本体部３２の隅部に逃げ部３２ａを設けたものであるため、図１０から明らかなように、本体部３２の左右から加圧部３３に伝達される熱量が異なり、これによっても上記と同様に、加圧部３３が支持台３０に対して不平行に成るという問題があり、電気的な接続が不安定になるものである。
また、従来のように、本体部３２と加圧部３３とが別体で、加圧部３３が超硬合金製のものは、ＡＣＦ１０への熱エネルギー効率が悪く、生産性が悪いものであった。
また、従来においては、ヒータ３４で加圧部３３が加熱されたとき、加圧部３３の両端部は、自由な状態で膨張するため、図９に示すように、その両端部における膨張は、他の平坦部よりも大きく突出し、二点鎖線３３ａで示した状態となり、このため、加圧部３３で電気部品８を平行状態で加圧することが出来ず、電気的な接続が不安定に成るという問題がある。
【０００７】
上記課題を解決するための第１の解決手段として、加圧部とヒータを内蔵した本体部とが金属製の一体物からなり、前記本体部の下部の短手方向中央部に位置し、前記本体部の長手方向に延在する帯状の突部から成る前記加圧部を設けて成る加圧ヘッドを備え、前記本体部には、複数の前記ヒータが、前記加圧部の長手方向に沿って所定の間隔を置いて前記長手方向と直交する方向に内蔵されている構成とした。
また、第２の解決手段として、前記本体部に、所定の間隔を置いて２個の前記ヒータを内蔵し、該それぞれのヒータと前記加圧部の端部との距離Ｙを等しくすると共に、前記２個のヒータ間を、２倍の前記距離Ｙとした加圧ヘッドを備えた構成とした。
また、第３の解決手段として、前記本体部と前記加圧部とをステンレス材等の低熱膨張金属で形成した加圧ヘッドを備えた構成とした。
また、第４の解決手段として、ヒータを内蔵した金属製の本体部と、該本体部の下部の短手方向中央部に位置し、本体部の長手方向に延在する帯状の突部から成る金属製の加圧部とを有し、該加圧部の長手方向中央部に、加圧部の熱膨張係数より大きな熱膨張係数の金属から成る熱伝導部材を取り付けて成る加圧ヘッドを備えた構成とした。
また、第５の解決手段として、前記本体部に、所定の間隔を置いて２個の前記ヒータが内蔵され、該２個のヒータ間の中央部に前記熱伝導部材を設けた加圧ヘッドを備えた構成とした。
また、第６の解決手段として、前記本体部と前記加圧部とがステンレス材の低熱膨張金属の一体物で形成した加圧ヘッドを備えた構成とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における実装装置を説明する前に、この実装装置が適用される電気部品の接続構造を図７、図８で説明する。
先ず、図７は本発明の実装装置が適用される電気部品の接続構造を示す要部の平面図、図８は要部の断面図であって、この図面に示す接続構造は前述したように、ガラス等の絶縁板１上には、ＩＴＯ膜（酸化インジウムから成る透明抵抗膜）等から成る複数の導電配線２、３が形成されて、一つの電気部品４が構成されている。
【０００９】
また、枠体５の下面には、複数個の導電体（バンプ）６、７が形成されて、ＩＣチップ等のもう一つの電気部品８が構成されている。
また、前記絶縁板１上には、他の電気部品１１が取り付けられている。
そして、前記電気部品８は、その導電体６、７を、絶縁板１上の導電配線２、３に対向させ、導電粒子９を混入した熱硬化エポキシ接着剤等から成る熱硬化型異方性導電体１０によって、電気部品４と８とを接着すると共に、導電粒子９によって、上下に位置する導電体６と導電配線２、及び導電体７と導電配線３とを接続した構成となっている。
【００１０】
このような接続構造を得るための本発明における実装装置を、図１、図２に基づいて説明する。
図１は実装装置の平面図、図２は加圧ヘッドの要部縦断面図であり、この実装装置は、平坦面を有する支持台２０と、下面に平坦面を有し、前記支持台２０に対してサーボモータ等によって上下動可能な加圧ヘッド２１とで構成されている。
そして、加圧ヘッド２１は、ステンレス材等の低熱膨張金属から成る本体部２２と、この本体部２２と一体物で形成され、本体部２２の下部２２ａの短手方向中央部に位置し、本体部２２の長手方向に延在する帯状の突部から成る加圧部２３と、本体部２２に間隔を置いて取り付け（内蔵）られた一対のヒータ２４とを具備している。
また、図１に示すように、一対のヒータ２４のそれぞれから加圧部２３の端部２３ａまでの距離Ｙを等しく、また、一対のヒータ２４のそれぞれから本体部２２の側端２２ｂまでの距離Ｙを等しく、且つ、ヒータ２４と端部２３ａ間の距離Ｙと同等にし、更に、一対のヒータ２４間の距離を、ヒータ２４と端部２３ａ間の距離Ｙの２倍の距離２Ｙとしてある。
そして、図１に示すように、加圧ヘッド２１の長手方向から見て、加圧ヘッド２１のヒータ２４取付部より下部の形状は、加圧ヘッド２３の中心線Ｔ１に対して左右対称の形状と成っている。
即ち、中心線Ｔ１に対して、本体部２２と加圧部２３の形状、及びヒータ２４の配置が左右対称と成っている。
また、図２に示すように、加圧ヘッド２１の短手方向から見て、加圧ヘッド２１のヒータ２４取付部より下部の形状は、加圧ヘッド２１の中心線Ｔ２に対して左右対称の形状と成っている。
即ち、中心線Ｔ２に対して、本体部２２と加圧部２３の形状が左右対称と成っている。
【００１１】
次に、このような実装装置における電気部品の実装方法を、図７、図８に示した電気部品の接続構造を例にして、図３に基づいて説明すると、先ず、平坦な支持台２０上に、電気部品１１を具備する前記電気部品４、シート状の熱硬化型異方性導電体（以後、ＡＣＦと略称する）１０、電気部品８を順次、載置する。
次に、ヒータ２４によって約２２０℃に加熱された加圧ヘッド２１を、サーボモータ等を介して電気部品８に当接するまで降下させる。
次に、加圧ヘッド２１に押圧力を加え、加圧ヘッド２１で電気部品８を押圧する。
すると、加熱された加圧ヘッド２１により電気部品８が加熱され、次いで、加熱された電気部品８によりＡＣＦ１０が加熱されて、ＡＣＦ１０は液状となる。
このため、加圧ヘッド２１は降下すると共に、導電配線２、３と導電体６、７との間にある導電粒子９は押し潰され、図８に示すように、導電配線２、３と導電体６、７とが電気的に接続された状態となる。
【００１２】
次に、加圧ヘッド２１を冷却すると、ＡＣＦ１０は硬化して、電気部品４と８とが接着された状態となると共に、導電配線２、３と導電体６、７が接続された図７、８の状態となる。
次に、加圧ヘッド２１を上方に移動すれば、電気部品の実装が完了する。
そして、上述のような加圧ヘッド２１のＡＣＦ１０に対する熱エネルギーを測定すると、図４に示すように、ＡＣＦ１０が液状と成るに必要な温度になるまでが０、５秒となり、且つ、その熱エネルギーは急峻なカーブＣ２で上昇して、熱エネルギー効率が極めて良好となる。
【００１３】
また、図５、図６は本発明の実装装置に係わる加圧ヘッドの他の実施例を示し、図５は加圧ヘッドの要部平面図、図６はその要部縦断面図で、この実施例では、一対のヒータ２４間の本体部２２と加圧部２３の中央部に、加圧部２３の熱膨張係数より大きい、例えばＪＩＳ規格のＳ５０Ｃから成る熱伝導部材２５を取り付けたもので、その他の構成は、上記実施例と同様の構成を有しているので、ここではその説明を上略する。
そして、熱伝導部材２５は加熱された際、加圧部２３より大きな膨張を行うため、加圧部２３の下面中央部を押し出し、図５に示すように、下面中央部が突出し、二点鎖線２３ｂで示した状態となり、これによって、加圧部２３は電気部品８を平行状態で加圧することが出来る。
なお、上記実施例では、熱伝導部材２５を円柱状のもので示したが、楕円状などの適宜、形状を選定しても良いこと勿論である。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の実装装置によれば、加圧部と本体部とを金属製の一体物とし、且つ、本体部の短手方向中央部に位置し、本体部の長手方向に延在する帯状の突部から成る加圧部を設けたものであるため、従来のような別体による接触面のバラツキ
、及び非対称による加圧部への伝達熱量の差異を、従来に比して少なくでき、加圧ヘッドを支持台に対して平行状態とすることが出来る。
これによって、支持台と加圧ヘッドの平行度を向上できて、電気部品の接続の確実なものを提供できる。
また、一対のヒータ間の距離を、ヒータと加圧部の端部との距離の２倍としたものであるため、本体部からの加圧部への伝達熱量をほぼ均一に出来、熱エネルギー効率が良く、生産性が良好である。
また、本体部と加圧部とを低熱膨張金属で形成することによって、加圧ヘッドの支持台に対する平行度を向上できて、より確実な接続構造が得られる。
また、加圧部の中央部に、加圧部の熱膨張係数より大きな熱膨張係数の金属から成る熱伝導部材を取り付けることにより、加圧部の中央部を加熱時に突出できて、加圧部の電気部品への加圧を良好に出来、電気部品の接続の確実なものを提供できる。
また、加圧ヘッドの第１の圧力を、第２の圧力の１／３程度にすることによって、支持台と加圧ヘッドの平行度の良好なものが得られ、電気部品の接続の確実なものを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実装装置の要部の平面図。
【図２】本発明の実装装置に係わる加圧ヘッドの要部縦断面図。
【図３】本発明の実装装置における実装方法を説明するための説明図。
【図４】本発明における熱エネルギーの状態を示す説明図。
【図５】本発明の実装装置に係わる加圧ヘッドの他の実施例を示す要部平面図。
【図６】図５における要部縦断面図。
【図７】本発明の実装装置が適用される電気部品の接続構造を示す要部の平面図。
【図８】図７における要部の断面図。
【図９】従来の実装装置の要部の平面図。
【図１０】従来の実装装置に係わる加圧ヘッドの要部縦断面図。
【図１１】従来の実装装置における実装方法を説明するための説明図。
【図１２】従来における熱エネルギーの状態を示す説明図。
【符号の説明】
１  絶縁板
２、３  導電配線
４  電気部品
５  枠体
６、７  導電体
８  電気部品
９  導電粒子
１０  熱硬化型異方性導電体（ＡＣＦ）
１１  電気部品
２０  支持台
２１  加圧ヘッド
２２  本体部
２２ａ  下部
２２ｂ  側端
２３  加圧部
２３ａ  端部
Ｔ１，Ｔ２  中心線
Ｙ  距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003638748.tif 000011
【図１１】
0003638748.tif 000012
【図１２】
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