(57)【要約】【課題】種々の大きさや形状のＩＣチップを、圧着ヘッド１自体を交換することなく確実に吸着保持する。【解決手段】圧着ヘッド１は、ＩＣチップを吸着保持すると共に液晶表示パネル３に熱圧着するように構成され、ＩＣチップを吸着保持する吸着面１２を有するヘッド本体１０と、吸着面１２に複数形成された吸着孔１１と、ヘッド本体１０の内部に複数形成され、各吸着孔１１毎にそれぞれ連通して設けられた排気通路７とを備えている。排気通路７には、開閉機構１５が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧着部材を吸着保持すると共に該被圧着部材を基板に熱圧着するための圧着ヘッドであって、
上記被圧着部材を吸着保持する吸着面を有するヘッド本体と、
上記吸着面に複数形成された吸着孔と、
上記ヘッド本体の内部に複数形成され、上記各吸着孔毎にそれぞれ連通して設けられた排気通路とを備えている
ことを特徴とする圧着ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、
上記排気通路には、該排気通路を開閉する開閉機構が設けられている
ことを特徴とする圧着ヘッド。
【請求項３】
請求項２において、
上記開閉機構は、上記排気通路に交差する方向に移動可能な弁体を備えている
ことを特徴とする圧着ヘッド。
【請求項４】
請求項３において、
上記弁体は、上記ヘッド本体の側壁を貫通するように設けられたネジ部の先端に接続されている
ことを特徴とする圧着ヘッド。
【請求項５】
請求項１において、
上記排気通路は、閉塞部材により閉塞可能に構成されている
ことを特徴とする圧着ヘッド。
【請求項６】
請求項５において、
上記排気通路の上端部は、該排気通路の幅が上方に向かうに連れて大きくなるように形成された断面テーパ状の内壁面を有し、
上記閉塞部材は、上記排気通路の上端部における内壁面に沿って傾斜する側面を有すると共に、上記閉塞部材の側面と上記排気通路の内壁面とが当接した状態で固定されるように構成されている
ことを特徴とする圧着ヘッド。
【請求項７】
請求項１の圧着ヘッドと、
上記圧着ヘッドが装着されるアームと、
上記基板が載置される圧着ステージとを備えている
ことを特徴とする圧着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧着ヘッド及び圧着装置に関し、特に、被圧着部材を吸着して保持するための吸着孔を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、被圧着部材であるＩＣチップ等の電子部品を液晶表示パネル等の基板に熱圧着するための圧着装置が知られている（例えば、特許文献１，２等参照）。図９に示すように、上記圧着装置１００は、液晶表示パネル１１０が載置される圧着ステージ１１１と、ＩＣチップ１１２が載置される部品ステージ１１３と、圧着ヘッド１０１とを備えている。圧着ヘッド１０１は、圧着ステージ１１１の上方位置と、部品ステージ１１３の上方位置との間で往復移動可能になっている。さらに、圧着ヘッド１０１は、圧着ステージ１１１の上方位置と、部品ステージ１１３の上方位置との双方において、上下動可能に構成されている。
【０００３】
上記圧着ヘッド１０１には、内部に１つの排気通路（図示省略）が形成されると共に、底面図である図１０と、側面図である図１１とに示すように、ＩＣチップ１１２を吸着保持するための吸着面１０２が下面に形成されている。吸着面１０２は、ＩＣチップ１１２を液晶表示パネル１１０へ熱圧着させるための熱圧着面を兼ねている。上記吸着面１０２には、複数の吸着孔１０３が所定の間隔で形成されている。
【０００４】
圧着ヘッド１０１内の上記排気通路は、各吸着孔１０３を介して吸着面１０２の外部に連通している。一方、上記排気通路は、真空ポンプ（図示省略）に接続されている。こうして、圧着装置１００は、上記真空ポンプを駆動して上記排気通路の内部を減圧することにより、吸着面１０２の各吸着孔１０３に真空力を発生させて、部品ステージ１１３上のＩＣチップ１１２を吸着保持するようになっている。その後、圧着ヘッド１０１により吸着保持されたＩＣチップ１１２は、圧着ステージ１１１上へ移動され、その圧着ステージ１１１上の液晶表示パネル１１０に対し、異方性導電膜等を介して熱圧着される。
【特許文献１】特開平４−２０９５９５号公報
【特許文献２】特開平５−７４８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＩＣチップ１１２は、実装技術の高密度化に伴って小型化されたり、実装の都合上長細い形状に形成されることがある。この場合、底面図である図１２や図１３に示すように、ＩＣチップ１１２が吸着面１０２よりも小さいために、一部の吸着孔１０３はＩＣチップ１１２により閉塞されない。すなわち、開放されている吸着孔１０３から空気が流入し続けるため、閉塞されている吸着孔１０３に生じる真空力が低下してしまう。その結果、ＩＣチップ１１２を吸着面１０２で確実に吸着保持することが困難になるという問題がある。
【０００６】
また、加熱により溶融している異方性導電膜が、開放されている吸着孔１０３から吸引されてしまう問題もある。さらに、圧着ヘッド１０１におけるＩＣチップ１１２の吸着保持に利用されていない部分が、液晶表示パネル１１０に接触し、その液晶表示パネル１１０を破損させてしまう虞れもある。
【０００７】
そこで、圧着ヘッド１０１を、ＩＣチップ１１２の大きさに応じて交換することが考えられるが、ＩＣチップ１１２には非常に多くの種類があるため、その大きさ毎に圧着ヘッド１０１を予め用意すると、製造コストが極めて増大してしまうこととなる。また、圧着ヘッド１０１の交換に要する手間や時間がかかってしまうという問題もある。
【０００８】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、種々の大きさや形状の被圧着部材を、圧着ヘッド自体を交換することなく確実に吸着保持しようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、この発明では、ヘッド本体の内部に複数の排気通路を設け、各排気通路をそれぞれ１つの吸着孔に連通させるようにした。
【００１０】
具体的に、本発明に係る圧着ヘッドは、被圧着部材を吸着保持すると共に該被圧着部材を基板に熱圧着するための圧着ヘッドであって、上記被圧着部材を吸着保持する吸着面を有するヘッド本体と、上記吸着面に複数形成された吸着孔と、上記ヘッド本体の内部に複数形成され、上記各吸着孔毎にそれぞれ連通して設けられた排気通路とを備えている。
【００１１】
上記排気通路には、該排気通路を開閉する開閉機構が設けられていることが好ましい。
【００１２】
上記開閉機構は、上記排気通路に交差する方向に移動可能な弁体を備えていてもよい。
【００１３】
上記弁体は、上記ヘッド本体の側壁を貫通するように設けられたネジ部の先端に接続されていることが好ましい。
【００１４】
上記排気通路は、閉塞部材により閉塞可能に構成されていてもよい。
【００１５】
上記排気通路の上端部は、該排気通路の幅が上方に向かうに連れて大きくなるように形成された断面テーパ状の内壁面を有し、上記閉塞部材は、上記排気通路の上端部における内壁面に沿って傾斜する側面を有すると共に、上記閉塞部材の側面と上記排気通路の内壁面とが当接した状態で固定されるように構成されていることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係る圧着装置は、上記圧着ヘッドが装着されるアームと、上記基板が載置される圧着ステージとを備えている。
【００１７】
−作用−
次に、本発明の作用について説明する。
【００１８】
各排気通路の内部が排気されると、吸着面の各吸着孔に真空力が発生する。したがって、吸着孔が被圧着部材により閉塞されると、その被圧着部材は吸着面において吸着保持されることとなる。
【００１９】
複数の吸着孔の何れかが被圧着部材により閉塞されずに開放されている場合には、その開放されている吸着孔に連通している排気通路を個別に閉塞することにより、他の閉塞されている吸着孔における真空力の低減を防止することが可能となる。つまり、被圧着部材の形状や大きさに拘わらず、その被圧着部材を確実に吸着保持することが可能となるため、圧着ヘッド自体を交換する必要もない。
【００２０】
上記排気通路に開閉機構を設けることにより、排気通路の開閉は可能となる。開閉機構は、例えば、ヘッド本体の側壁を貫通するネジ部と、そのネジ部の先端に接続された弁体とにより構成することが可能である。このことにより、弁体は、ネジ部を進退移動させることにより、排気通路に交差する方向に移動し、排気通路を開閉する。
【００２１】
また、排気通路の幅が上方に向かうに連れて大きくなるような断面テーパ状の内壁面を排気通路の上端部に形成する一方、上記排気通路の内壁面に沿って傾斜する側面を有する閉塞部材を設けて固定することにより、排気通路を上記閉塞部材により気密状に閉塞することが可能となる。
【００２２】
そして、圧着装置は、アームに装着された上記圧着ヘッドに被圧着部材を確実に吸着保持した状態で、その被圧着部材を圧着ステージ上の基板に熱圧着する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、被圧着部材により閉塞されずに開放されている吸着孔に連通する排気通路を個別に閉塞することにより、被圧着部材により閉塞されている吸着孔における真空力の低減を防止することができる。その結果、被圧着部材の形状や大きさに拘わらず、被圧着部材を確実に吸着保持することができ、同一の圧着ヘッドを交換せずに使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
《発明の実施形態１》
図１〜図４は、本発明に係る圧着ヘッド及びそれを備える圧着装置の実施形態１を示している。
【００２６】
圧着装置Ｓは、正面図である図４に示すように、圧着ヘッド１と、圧着ヘッド１が装着されるアーム２と、基板３である液晶表示パネル３が載置される圧着ステージ４とを備えている。本実施形態の圧着装置Ｓは、アーム２を駆動することにより、圧着ヘッド１に吸着保持されているＩＣチップ５を、圧着ステージ４上の液晶表示パネル３に熱圧着するように構成されている。
【００２７】
上記圧着ステージ４は、液晶表示パネル３を水平に保持するようになっている。上記アーム２の下端部は、圧着ヘッド１が装着されるように構成されている。そして、アーム２を下降させることにより、圧着ヘッド１を圧着ステージ４に接近させる一方、アーム２を上昇させることにより、圧着ヘッド１を圧着ステージ４から離隔させるようになっている。また、アーム２の内部には、上下方向に延びる減圧通路（図示省略）が形成されており、この減圧通路の下端が、後述する圧着ヘッド１の排気通路７に連通している。一方、アーム２には、上記減圧通路に真空ポンプ（図示省略）を接続するためのポート８が設けられている。
【００２８】
上記圧着ヘッド１は、被圧着部材であるＩＣチップ５を吸着保持すると共に、そのＩＣチップ５を液晶表示パネル３の非表示領域に熱圧着するように構成されている。すなわち、圧着ヘッド１は、縦断面図である図１、平面図である図２、及び正面図である図３に示すように、ヘッド本体１０と、吸着孔１１と、排気通路７とを備えている。
【００２９】
ヘッド本体１０は、ブロック状に形成され、直方体状の上側部分１０ａ及び下側部分１０ｂと、これら上側部分１０ａと下側部分１０ｂとを繋ぐテーパ部分１０ｃとにより構成されている。ヘッド本体１０の下側部分１０ｂは、上側部分１０ａに比べて小さく形成されている。また、ヘッド本体１０は、有底中空状に形成されており、その内部の中空部分によって排気通路７が形成されている。
【００３０】
ヘッド本体１０の底部（下端部）の外側表面には、ＩＣチップ５を吸着保持する吸着面１２が形成されている。吸着面１２には、吸着孔１１が、ヘッド本体１０の底部を上下に貫通するように複数形成されている。
【００３１】
上記排気通路７は、断面四角形の通路により構成されると共に、ヘッド本体１０の内部に複数形成されている。各排気通路７は、図２に示すように、上方から見て例えば２×６のマトリクス状に隣接して配置されている。そして、排気通路７は、各吸着孔１１毎にそれぞれ連通して設けられている。
【００３２】
一方、排気通路７の上部には、図１及び図２に示すように、排気口１３を有する隔壁１４が設けられている。隔壁１４は、排気通路７を通路幅方向に横切るように形成される一方、排気口１３は、隔壁１４に丸穴状に開口されている。
【００３３】
そして、上記排気通路７には、その排気通路７を開閉する開閉機構１５が設けられている。開閉機構１５は、弁体１６と、ネジ部１７とを備えている。ネジ部１７は、ヘッド本体１０の上部側壁を水平方向に貫通するように設けられている。弁体１６は、ボール状に形成されると共に排気通路７の内部に配置され、ネジ部１７の先端に弾性部材１８を介して接続されている。弾性部材１８には、例えばバネ等を適用することが好ましい。また、弁体１６は、上記排気口１３の内径よりも大きい外形を有しているため、排気口１３に重なることにより上記排気口１３を気密状に閉塞できるようになっている。
【００３４】
こうして、弁体１６は、ネジ部１７を緩めることにより、排気口１３を閉塞する閉塞位置から、隔壁１４の下面に沿って側方の開放位置に移動する。その結果、排気通路７を開弁するようになっている。また、その逆に、弁体１６は、ネジ部１７を締めることにより、上記開放位置から隔壁１４の下面に沿って上記閉塞位置に移動する。その結果、排気通路７を閉弁するようになっている。このように、弁体１６は、排気通路７に交差する方向に移動可能に構成されている。
【００３５】
また、隔壁１４には、弁体１６を開放位置と閉塞位置との間で案内するガイド溝を形成することが望ましい。このことにより、弁体１６が左右にずれて移動しないようにできるため、排気通路７を確実に開閉させることが可能となる。
【００３６】
上記圧着装置Ｓにより、ＩＣチップ５を液晶表示パネル３に熱圧着する場合には、まず、アーム２を水平方向に移動させると共に下降させて、例えば部品ステージ（図示省略）の上にストックされているＩＣチップ５を圧着ヘッド１において吸着保持する。
【００３７】
このとき、全ての開放されている排気通路７に対し、ＩＣチップ５の大きさや形状に合わせて、吸着保持に使用しない吸着孔１１に連通する排気通路７のみを予め閉鎖しておく。具体的には、ネジ部１７を緩めて弁体１６を閉鎖位置から開放位置へ移動させることにより所定の排気通路７を閉鎖する。そして、真空ポンプを駆動させることにより、ＩＣチップ５は、閉塞されていない排気通路７に連通している吸着孔１１で生じる真空力により吸着保持されることとなる。
【００３８】
その後、アーム２を上昇させると共に水平方向に移動させ、圧着ステージ４の上方に移動させる。続いて、アーム２を再び下降させて、圧着ヘッド１に吸着保持されているＩＣチップ５を、異方性導電膜を介して、圧着ステージ４上の液晶表示パネル３に当接させて加熱する。その結果、ＩＣチップ５は、液晶表示パネル３に熱圧着される。その後に、真空ポンプの駆動を停止し、各吸着孔１１における真空力を無くすと共に、アーム２を上昇させることにより、ＩＣチップ５を圧着ヘッド１の吸着面１２から離脱させる。以上のようにして、ＩＣチップ５は熱圧着される。
【００３９】
−実施形態１の効果−
したがって、この実施形態１によると、ヘッド本体１０に複数の排気通路７を形成するようにしたので、例えば図１２や図１３に示されるように、ＩＣチップ５が吸着面１２よりも小さくて、一部の吸着孔１１がＩＣチップ５により閉塞されずに開放されている場合であっても、その開放されている吸着孔１１に連通している排気通路７を、ＩＣチップ５により閉塞されている他の吸着孔１１に連通している排気通路７とは別個独立に閉塞することができる。そのため、ＩＣチップ５により閉塞されている吸着孔１１における真空力の低減を防止して、ＩＣチップ５の形状や大きさに拘わらず、そのＩＣチップ５を確実に吸着保持することができる。その結果、ＩＣチップ５の大きさに応じて圧着ヘッド自体を交換する必要もないため、製造コストの低減を図ることができる。さらに、加熱により溶融している異方性導電膜が、開放されている吸着孔１１から誤って吸引されることも防止できる。
【００４０】
《発明の実施形態２》
図５〜図８は、本発明の実施形態２を示している。尚、以降の各実施形態では、図１〜図４と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４１】
本実施形態では、複数の各排気通路７が、それぞれ、閉塞部材２１により閉塞可能に構成されている。
【００４２】
すなわち、平面図である図５や正面図である図８に示すように、ヘッド本体１０には、断面四角形の排気通路７が複数形成されている。そして、図５や、図５のVII−VII線断面図である図７に示すように、各排気通路７の上端部は、排気通路７の通路幅が上方に向かうに連れて大きくなるように形成された断面テーパ状の４つの内壁面２２を有している。一方、閉塞部材２１は、四角錐台状に形成され、排気通路７の上端部における内壁面２２に沿って傾斜する４つの側面２３を有している。つまり、排気通路７の上記各内壁面２２は、排気通路７が閉塞部材２１により閉塞された状態で、上記閉塞部材２１の各側面２３にそれぞれ当接するようになっている。
【００４３】
さらに、上記閉塞部材２１は、圧着ヘッド１がアーム２に装着されることにより、アーム２の下面によって、閉塞部材２１の側面２３と排気通路７の内壁面２２とが当接した状態で固定されるようになっている。
【００４４】
すなわち、底面図である図６に示すように、アーム２の下面には、減圧通路２４の下端を構成する開口部２５が形成されている。そして、図５や図７に示すように、開口部２５の所定方向（例えば図５で上下方向、以下、幅方向と称する）の幅ａは、２列に並んだ排気通路７の２列分の幅ｂよりも狭くなっており、圧着ヘッド１がアーム２に装着された状態で、上記閉塞部材２１の上面における幅方向外側の一部は、開口部２５の幅方向外側のアーム２下面により押さえ付けられられている。このことにより、閉塞部材２１は、排気通路７の内壁面２２とアーム２の下面とにより狭持固定されている。
【００４５】
したがって、ＩＣチップ５が、例えば図１３に示されるような細長い形状を有する場合には、そのＩＣチップ５により閉塞されない吸着孔１１に連通する排気通路７を、図５に示すように、閉塞部材２１により個別に閉塞する。このことにより、上記実施形態１と同様に、ＩＣチップ５により閉塞されている吸着孔１１における真空力の低減を防止して、ＩＣチップ５を確実に吸着保持することができる。その結果、ＩＣチップ５の大きさに応じて圧着ヘッド自体を交換する必要もないため、製造コストの低減を図ることができる。そのことに加え、簡単な構成により排気通路７を個別に閉塞できるため、開閉動作の信頼性を高めることが可能となる。
【００４６】
《その他の実施形態》
上記実施形態１では、開閉機構１５を、ボール状の弁体１６とネジ部１７とにより構成したが、本発明はこれに限らず、他の公知の開閉弁により開閉機構１５を構成するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上説明したように、本発明は、ＩＣチップ等の被圧着部材を吸着して保持するための吸着孔を有する圧着ヘッド、及びそれを備える圧着装置について有用であり、特に、種々の大きさや形状の被圧着部材を、圧着ヘッド自体を交換することなく確実に吸着保持する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態１の圧着ヘッドを示す縦断面図である。
【図２】圧着ヘッドの外観を示す平面図である。
【図３】圧着ヘッドの外観を示す正面図である。
【図４】実施形態１の圧着装置を示す正面図である。
【図５】実施形態２の圧着ヘッドを示す平面図である。
【図６】アームの底面を示す底面図である。
【図７】図５におけるVII−VII線断面図である。
【図８】実施形態２の圧着ヘッドを示す正面図である。
【図９】従来の圧着装置の概略構成を示す説明図である。
【図１０】従来の圧着ヘッドを示す底面図である。
【図１１】従来の圧着ヘッドを示す正面図である。
【図１２】吸着面よりも小さいＩＣチップを吸着保持した従来の圧着ヘッドを示す底面図である。
【図１３】吸着面よりも小さいＩＣチップを吸着保持した従来の圧着ヘッドを示す底面図である。
【符号の説明】
【００４９】
Ｓ      圧着装置
１      圧着ヘッド
２      アーム
３      液晶表示パネル（基板）
４      圧着ステージ
５      ＩＣチップ（被圧着部材）
７      排気通路
１０      ヘッド本体
１１      吸着孔
１２      吸着面
１５      開閉機構
１６      弁体
１７      ネジ部
２１      閉塞部材
２２      内壁面
２３      側面
【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】
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【図１１】
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【図１２】
2006179722.tif 000014
【図１３】
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