(57)【要約】【課題】  圧着台を固定的に配設して、熱圧着ツールとの高い平行度を容易に得ることができるとともに、荷重測定装置を熱圧着ツールに近い位置に配置して、圧着荷重を正確に測定できるようにした熱圧着装置を提供すること。【解決手段】  圧着台１６に加えられる熱圧着ツール１５の圧着荷重を測定する荷重測定装置２１を設け、該荷重測定装置２１を駆動装置２２によって、圧着台１６と熱圧着ツール１５との間の作業位置Ｐ１と該作業位置より退避した退避位置Ｐ２との間で移動させるように構成した。【選択図】  図２
2006114685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部に配設された圧着台に対して熱圧着ツールを上下方向に移動可能に設け、該熱圧着ツールの上下移動により前記圧着台上に保持される被圧着体を熱圧着する熱圧着装置において、前記圧着台に加えられる熱圧着ツールの圧着荷重を測定する荷重測定装置を設け、該荷重測定装置を前記熱圧着ツールと前記圧着台との間の作業位置と該作業位置より退避した退避位置との間で移動させる駆動装置を備えたことを特徴とする熱圧着装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記荷重測定装置は、ロードセルと、該ロードセルを冷却する冷却手段を備えていることを特徴とする熱圧着装置。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２において、
前記荷重測定装置は、前記ロードセルを収容するロードセル収容部を備え、該ロードセル収容部には、前記ロードセルと前記熱圧着ツールおよび前記圧着台との各間に介在される断熱材が設けられていることを特徴とする熱圧着装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記駆動装置は、前記荷重測定装置を前記作業位置と退避位置との間で前後移動させる前後移動手段と、前記荷重測定装置を前記熱圧着ツールの移動方向に昇降させる昇降手段とによって構成されていることを特徴とする熱圧着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧着台上に保持される被圧着体を熱圧着ツールにより熱圧着するようにした熱圧着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤガラス基板の装着部位に、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）テープ等の異方性導電膜を介して仮圧着されたＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板等の被圧着体を熱圧着する熱圧着装置においては、互いに対向する押圧面を有する熱圧着ツールおよび圧着台を備え、ガラス基板の装着部位を圧着台に載置した状態で、加熱された熱圧着ツールを所定の圧着荷重で被圧着体に押圧し、被圧着体をガラス基板の装着部位に熱圧着するようになっている。
【０００３】
この種の熱圧着装置においては、圧着荷重の変動による圧着不良を防止するために、圧着荷重を測定する荷重測定装置を備え、荷重測定装置によって圧着荷重を常時監視したり、あるいは荷重測定装置によって圧着荷重を適宜測定したりしている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載されたものは、圧着荷重を常時監視できるようにしたもので、加圧シリンダと熱圧着ヘッドとを連結するジョイント部に、圧着荷重測定用のロードセルを設け、熱圧着時における圧着荷重が設定範囲を外れた場合には、熱圧着装置を自動停止させ、オペレータによって速やかに熱圧着装置の点検、圧着荷重の再調整等を行うことができるようにしている。
【０００５】
また、特許文献２に記載されたものは、圧着荷重を必要に応じて適宜測定できるようにしたもので、可動のテーブル上に、被圧着体を載置する圧着台と、ロードセルを内蔵したロードセルユニットを設け、テーブルの移動により、熱圧着時には、熱圧着ヘッドの下方に圧着台を位置決めし、荷重測定時には、熱圧着ヘッドの下方にロードセルユニットを位置決めし、熱圧着ヘッドの加圧力を監視できるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−２６０８０５号公報（段落００１６、００２１、図１）
【特許文献２】特開平９−１６２２４２号公報（段落、００２１、００２２、００２８、図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した特許文献１に記載のものは、圧着荷重を常時監視できる利点があるが、ロードセルを圧着ヘッドより離れた位置に配置せざるを得ないため、圧着ヘッド先端部での加圧力と、ロードセルで測定した測定値との間にズレが生じるのが避けられず、正確な加圧コントロールができない問題がある。しかも、特許文献１に記載のものは、ロードセルユニットの保守、点検時には、熱圧着作業を中断しなければならない問題もある。
【０００７】
一方、上記した特許文献２に記載のものは、上記した特許文献１における各問題を解決できる利点があるが、反面、圧着台が可動のテーブル上に設けられているため、均一な圧着を実現するための障害となる恐れがある。すなわち、均一な圧着を実現するためには、熱圧着ツールと圧着台との高い平行度が要求されるが、テーブルが移動する構成であるので、ガタやひずみによって圧着台が微妙に傾き、熱圧着ツールと圧着台との高い平行度を得ることが難しい問題があった。
【０００８】
本発明は、上記した従来の不具合を解消するためになされたもので、圧着台を固定でき、熱圧着ツールとの高い平行度が容易に得られるとともに、荷重測定装置を熱圧着ツールに近い位置に配置して、圧着荷重を正確に測定できるようにした熱圧着装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、固定部に配設された圧着台に対して熱圧着ツールを上下方向に移動可能に設け、該熱圧着ツールの上下移動により前記圧着台上に保持される被圧着体を熱圧着する熱圧着装置において、前記圧着台に加えられる熱圧着ツールの圧着荷重を測定する荷重測定装置を設け、該荷重測定装置を前記熱圧着ツールと前記圧着台との間の作業位置と該作業位置より退避した退避位置との間で移動させる駆動装置を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記荷重測定装置は、ロードセルと、該ロードセルを冷却する冷却手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１もしくは請求項２において、前記荷重測定装置は、前記ロードセルを収容するロードセル収容部を備え、該ロードセル収容部には、前記ロードセルと前記熱圧着ツールおよび前記圧着台との各間に介在される断熱材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１において、前記駆動装置は、前記荷重測定装置を前記作業位置と退避位置との間で前後移動させる前後移動手段と、前記荷重測定装置を前記熱圧着ツールの移動方向に昇降させる昇降手段とによって構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、圧着台に加えられる熱圧着ツールの圧着荷重を測定する荷重測定装置を、熱圧着ツールと圧着台との間の作業位置と該作業位置より退避した退避位置との間で移動させるようにしたので、圧着台を固定部に配設することができ、これによって熱圧着ツールと圧着台との高い平行度を容易に得ることができ、均一な圧着作業を実現できるとともに、荷重測定装置を熱圧着ツールに近い位置に配置できるので、圧着荷重を正確に測定できる効果がある。
【００１４】
上記のように構成した請求項２に係る発明によれば、冷却手段によってロードセルの冷却を行えるので、荷重測定装置による圧着荷重の測定を、熱圧着ツールが冷えるまで待つ必要がなく、熱圧着作業直後に圧着荷重の測定が可能となり、測定を短時間で行い得る効果がある。
【００１５】
上記のように構成した請求項３に係る発明によれば、ロードセルと熱圧着ツールおよび圧着台との各間に断熱材が設けられているので、これら断熱材による熱圧着ツールおよび圧着台との熱的遮断により、ロードセルの温度上昇を抑制できる効果があり、特に上記した冷却手段と併用すれば、ロードセルの温度上昇を効果的に防止できる効果がある。
【００１６】
上記のように構成した請求項４に係る発明によれば、駆動装置の前後移動手段によって、荷重測定装置のロードセル収容部に収容されたロードセルを熱圧着ツールと圧着台との間に配置でき、また、駆動装置の昇降手段によって、荷重測定装置のロードセル収納部を圧着台上に当接でき、熱圧着ツールによる圧着荷重の測定を容易かつ正確に行い得る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、液晶パネルのドライバチップ実装工程における本圧着に適用した例について、図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１において、１０はＬＣＤガラス基板などの基板１１の装着部位１２に仮圧着された被圧着体１３を熱圧着する熱圧着装置を示し、熱圧着装置１０は、上下動可能な熱圧着ツール１５と、固定の圧着台１６を備え、熱圧着ツール１５の押圧面１７と圧着台１６の押圧面１８との間で被圧着体１３を熱圧着するようになっている。熱圧着装置１０は、熱圧着ツール１５に作用する圧着荷重を測定するための荷重測定装置２１と、荷重測定装置２１を進退かつ昇降させるための駆動装置２２と、各装置１０、２１、２２の作動を制御する制御装置２３（図３参照）とによって構成されている。
【００１９】
前記熱圧着装置１０は、固定の基台１４上に圧着台１６が設置され、基台１４に立設された架台１９に先端に熱圧着ツール１５を固定したスライダ２５が上下方向に摺動可能に装架されている。熱圧着ツール１５内には、熱圧着ツール１５を加熱するヒータ２７が内蔵されている。スライダ２５は加圧用シリンダ装置２６により圧着台１６に向かって昇降されるようになっており、加圧用シリンダ装置２６の供給圧を制御する図略の圧力調整弁によって、熱圧着ツール１５に作用する圧着荷重を予め所定の範囲に設定している。
【００２０】
前記基板１１の装着部位１２には、予め被圧着体１３が位置合せされた状態で異方性導電膜を介して仮圧着され、被圧着体１３を仮圧着した基板１１の装着部位１２が圧着台１６上に載置された状態で、スライダ２５が加圧用シリンダ装置２６により下降され、熱圧着ツール１５の押圧面１７と圧着台１６の押圧面１８との間で被圧着体１３を押圧し、熱圧着するようになっている。
【００２１】
前記荷重測定装置２１は、図２及び図３に示すように、ロードセル３１を収容したロードセル収容部をなす収容ブロック３２を備え、この収容ブロック３２は後述する構成の駆動装置２２により、水平方向に一定距離前進後退移動されるとともに、上下方向に所定量昇降されるようになっている。収容ブロック３２には上方に開口する円筒状の収容孔３３が形成され、この収容孔３３底部のロードセル保持部３７に断熱材としての円板状のロードセルセット台３４が設けられ、ロードセルセット台３４上にロードセル３１が設置されている。収容ブロック３２には、ロードセル３１の上面に設けられた荷重受け部に当接する断熱材としての円板状の保護プレート３５が、上下方向に遊動可能に係合保持されている。保護プレート３５は熱圧着ツール１５の押圧面１７によって、ロードセル３１の荷重受け部に向けて押圧される。これらロードセルセット台３４および保護プレート３５を構成する断熱材の素材としては、マシナブルセラミック、ガラス繊維入りの断熱樹脂材、あるいはステンレス等が好適である。
【００２２】
ロードセル３１が設置された収容ブロック３２のロードセル保持部３７の下面には、圧着台１６の押圧面１８に当接する当接面３６が形成されている。そして、ロードセル保持部３７の当接面３６が圧着台１６の押圧面１８に当接された状態で、熱圧着ツール１５によって保護プレート３５が押圧されると、熱圧着ツール１５に加えられた圧着荷重に比例した出力信号がロードセル３１より出力され、前記制御装置２３（図３参照）に入力されるようになる。
【００２３】
前記収容ブロック３２には、図３に示すように、収容孔３３を取り囲むように冷却通路４１が螺旋状に形成されている。冷却通路４１の両端部は配管４２、４３を介して冷却ユニット４４に接続され、冷却ユニット４４によって冷却された液体が冷却通路４１を循環されることにより、収容孔３３内に収容されたロードセル３１を冷却するようになっている。かかる冷却ユニット４４、冷却通路４１等により、ロードセル３１を冷却する冷却装置４５を構成している。
【００２４】
なお、ロードセル３１としては、荷重測定用として使用されている、例えば圧電式のロードセルや歪ゲージ式のロードセル等、種々のものを使用できる。
【００２５】
前記基台１４上にはガイドレール５１が、熱圧着ツール１５の移動方向と直交する水平方向に設置され、このガイドレール５１に可動台５２が水平移動可能に案内されている。可動台５２は、基台１４に設置された前後移動用シリンダ装置５３により一定距離前進後退移動されるようになっている。可動台５２には上下方向に一対のガイドバー５４が立設され、このガイドバー５４に前記収容ブロック３２が所定量昇降可能に案内されている。収容ブロック３２は、可動台５２に設置された上下移動用シリンダ装置５５により所定量昇降されるようになっている。そして、可動台５２の前進端位置においては、収容ブロック３２に収容されたロードセル３１が、熱圧着ツール１５と圧着台１６との間の作業位置Ｐ１に位置決めされるようになり、可動台５２の後退端位置においては、収容ブロック３２に収容されたロードセル３１が、退避位置Ｐ２に退避され、収容ブロック３２が熱圧着ツール１５による熱圧着作業の障害にならないようにしている。上記した前後移動用および上下移動用のシリンダ装置５３、５５により、前記駆動装置２２を構成している。
【００２６】
次に、本実施の形態における圧着荷重の測定動作について説明する。
【００２７】
通常、荷重測定装置２１の収容ブロック３２に収容されたロードセル３１は、熱圧着ツール１５による熱圧着作業の障害にならない退避位置Ｐ２に退避されており、この状態で、熱圧着ユニット２０により熱圧着作業が繰り返し行われている。すなわち、被圧着体１３が異方性導電膜を介して装着部位１２に仮圧着された基板１１が、図略の搬送装置により圧着台１６の上方に搬送され、基板１１の装着部位１２が圧着台１６上に載置される。その状態で、加圧用シリンダ装置２６によりスライダ２５が下降され、ヒータ２７により加熱された熱圧着ツール１５が被圧着体１３を基板１１の装着部位１２に所定の圧着荷重で押圧し、被圧着体１３を基板１１の装着部位１２に熱圧着する。
【００２８】
荷重測定装置２１により圧着荷重を測定する場合には、前後移動用シリンダ装置５３により可動台５２を前進端位置まで移動させ、収容ブロック３２に収容されたロードセル３１を熱圧着ツール１５と圧着台１６との間の作業位置Ｐ１に位置決めする。その後、上下移動用シリンダ装置５５により収容ブロック３２を下降させて、ロードセル保持部３７の当接面３６を圧着台１６の押圧面１８に当接させる。その状態で、加圧用シリンダ装置２６によりスライダ２５が下降され、熱圧着ツール１５がロードセル３１に当接する保護プレート３５を押圧する。
【００２９】
これにより、熱圧着ツール１５に作用する圧着荷重がロードセル３１に負荷され、ロードセル３１より圧着荷重に比例した出力信号が出力される。かかるロードセル３１からの出力信号が制御装置２３に入力され、図略の表示装置等に表示される。このような測定の結果、圧着荷重が設定範囲を外れていることが確認された場合には、加圧用シリンダ装置２６や圧力調整弁等の故障が考えられるため、それらの不具合個所を点検したり、あるいは加圧用シリンダ装置２６への供給圧等を調整するなどして所定の設定範囲に調整する。
【００３０】
上記した荷重測定装置２１による圧着荷重の測定は、熱圧着ツール１５が加熱した状態で行えるように、収容ブロック３２に収容されたロードセル３１が熱圧着ツール１５と圧着台１６との間の作業位置Ｐ１に位置決めされると同時に、冷却装置４５が作動され、ロードセル３１の周りに配設された冷却通路４１に冷却液を循環させ、ロードセル３１等の温度上昇を防止する。また、ロードセル３１と熱圧着ツール１５および圧着台１６の各間に介在された断熱材としてのロードセルセット台３４および保護プレート３５によって、ロードセル３１は熱圧着ツール１５および圧着台１６と熱的に遮断される。
【００３１】
従って、冷却装置４５による冷却作用と、断熱材（３４、３５）による断熱効果によって、加熱状態の熱圧着ツール１５の温度がロードセル３１に伝わりにくくなるとともに、ロードセル３１の温度上昇が効果的に抑制され、ロードセル３１の温度ドリフトを防止できる。このような冷却装置４５の装備により、熱圧着ツール１５が冷えるまで圧着荷重の測定を待つ必要がなく、熱圧着作業直後に圧着荷重の測定を行うことが可能となり、短時間で圧着荷重の測定を行うことができるようになる。かかる冷却装置４５によるロードセル３１の冷却は、圧着荷重を測定する必要時にのみ行えばよいことは勿論である。
【００３２】
なお、荷重測定装置２１による圧着荷重の測定は、制御装置２３からの指令に基づいて定期的に行うこともできるし、また、作業者のボタン操作に基づいて随意に行うこともできる。
【００３３】
上記した実施の形態においては、冷却ユニット４４によって冷却した液体を循環させてロードセル３１を冷却する冷却装置４５について述べたが、冷却装置４５は、液体冷却によるものに限らず、ファン等を利用した空冷式のものでもよく、また公知のペルチェ素子による冷却などによるものでもよい。
【００３４】
また、上記した実施の形態においては、荷重測定装置２１による圧着荷重測定時に、収容ブロック３２に収容されたロードセル３１が熱圧着ツール１５と圧着台１６との間の作業位置Ｐ１に位置決めされると、収容ブロック３２を上下移動用シリンダ装置５５により下降させて、ロードセル保持部３７の当接面３６を圧着台１６の押圧面１８に当接させる例について述べたが、ロードセル保持部３７を収容ブロック３２に対して、スプリング等を介して所定量昇降できるようにフローティング支持することにより、熱圧着ツール１５の下降動作を利用してロードセル保持部３７を圧着台１６の押圧面１８に当接させることもでき、これによれば、駆動装置２２の上下移動用シリンダ装置５５を省略することが可能となる。
【００３５】
さらに、上記した実施の形態においては、本発明を、基板１１の装着部位１２に仮圧着された被圧着体１３を熱圧着する液晶パネルのドライバチップ実装工程におけるいわゆる本圧着工程に適用した例について述べたが、本発明は、熱圧着ツール１５による加圧力制御が必要なＡＣＦ貼付工程および仮圧着工程についても適用できるものであり、その他種々の被圧着体の熱圧着に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態を示す熱圧着装置の概要図である。
【図２】荷重測定装置の一例を示す図である。
【図３】図２の要部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０・・・熱圧着装置、１１・・・基板、１３・・・被圧着体、１４・・・基台、１５・・・熱圧着ツール、１６・・・圧着台、２０・・・熱圧着ユニット、２１・・・荷重測定装置、２２・・・駆動装置、２３・・・演算装置、２５・・・スライダ、２６・・・加圧用シリンダ装置、２７・・・ヒータ、３１・・・ロードセル、３２・・・収容ブロック、３４、３５・・・断熱材（ロードセルセット台、保護プレート）、３７・・・ロードセル保持部、４１・・・冷却通路、４４・・・冷却ユニット、４５・・・冷却装置、５２・・・可動台、５３・・・前後移動用シリンダ装置、５５・・・上下移動用シリンダ装置、Ｐ１・・・作業位置、Ｐ２・・・退避位置。
【図１】
2006114685.tif 000003
【図２】
2006114685.tif 000004
【図３】
2006114685.tif 000005