(57)【要約】【課題】  部品圧着装置において、板状基材および部品の位置を正確に読み取ることにより実装精度を向上させ、かつより短時間で部品を圧着する。【解決手段】  部品圧着装置Ａは、板状基材１０の装着部位Ｐｓを一面の反対側から支承する支承台７０と、離脱可能に保持した部品２０を装着部位Ｐｓに圧着する圧着ツール４１と、板状基材１０の装着部位Ｐｓの周辺を一面側から押圧して支承台７０と協働して把持することにより装着部位Ｐｓを一面の鉛直方向に位置決め固定する位置決め機構８０を備えている。【選択図】  図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状基材の一面の所定の装着部位に部品を圧着する部品圧着装置であって、前記板状基材の装着部位を前記一面の反対側から支承する支承台と、離脱可能に保持した前記部品を前記装着部位に圧着する圧着ツールとを備えた部品圧着装置において、
前記板状基材の装着部位の周辺を前記一面側から押圧して前記支承台と協働して把持することにより前記装着部位を前記一面の鉛直方向に位置決め固定する位置決め機構をさらに備えたことを特徴とする部品圧着装置。
【請求項２】
請求項１において、前記位置決め機構は、前記板状基材に当接して押える押え部と、該押え部を前記鉛直方向に往復動させる駆動部とからなることを特徴とする部品圧着装置。
【請求項３】
請求項２において、前記駆動部は前記押え部の前記板状基材に対する押圧力を調整自在であることを特徴とする部品圧着装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、前記駆動部はエアシリンダにて構成されていることを特徴とする部品圧着装置。
【請求項５】
請求項２において、前記押え部は、同押え部の当接面が前記板状基材に均一押圧力にて当接するように構成されていることを特徴とする部品圧着装置。
【請求項６】
板状基材の一面の所定の装着部位に部品を圧着する部品圧着装置であって、
前記板状基材の装着部位と異なる部位を離脱可能に保持する保持台と、
前記板状基材の装着部位を前記一面の反対側から支承する支承台と、
離脱可能に保持した前記部品を前記装着部位に圧着する圧着ツールと、
前記板状基材の装着部位の周辺を前記一面側から押圧して前記支承台と協働して把持することにより前記装着部位を前記一面の鉛直方向に位置決め固定する位置決め機構と、
前記板状基材および部品を撮像する撮像装置と、
前記圧着ツールを移動させる圧着ツール移動機構と、
前記保持台を移動させる保持台移動機構と、
を備えてなり、
前記位置決め機構によって前記板状基材の装着部位を前記鉛直方向に位置決めする位置決め手段と、
該位置決め手段によって装着部位が位置決めされた板状基材および部品の位置を前記撮像装置により読み取る読み取り手段と、
該読み取り手段によって読み取られた前記板状基材および部品の各位置に基づいて、前記板状基材を前記鉛直方向に位置決めした状態のまま前記圧着ツール移動機構および保持台移動機構の少なくとも何れか一方を作動させて前記板状基材に対して部品の位置を補正する補正手段と、
該補正手段によって位置補正された位置にて部品を板状基材に圧着する圧着手段とを備えたことを特徴とする部品圧着装置。
【請求項７】
板状基材の一面の所定の装着部位に部品を圧着する部品圧着方法であって、
前記板状基材の装着部位と異なる部位を離脱可能に保持する保持台と、
前記板状基材の装着部位を前記一面の反対側から支承する支承台と、
離脱可能に保持した前記部品を前記装着部位に圧着する圧着ツールと、
前記板状基材の装着部位の周辺を前記一面側から押圧して前記支承台と協働して把持することにより前記装着部位を前記一面の鉛直方向に位置決め固定する位置決め機構と、
前記板状基材および部品を撮像する撮像装置と、
前記圧着ツールを移動させる圧着ツール移動機構と、
前記保持台を移動させる保持台移動機構と、
を備えてなる部品圧着装置における部品圧着方法において、
前記位置決め機構によって前記板状基材の装着部位を前記鉛直方向に位置決めする位置決め工程と、
該位置決め工程によって装着部位が位置決めされた板状基材および部品の位置を前記撮像装置により読み取る読み取り工程と、
該読み取り工程によって読み取られた前記板状基材および部品の各位置に基づいて、前記板状基材を前記鉛直方向に位置決めした状態のまま前記圧着ツール移動機構および保持台移動機構の少なくとも何れか一方を作動させて前記板状基材に対して部品の位置を補正する補正工程と、
該補正工程によって位置補正された位置にて部品を板状基材に圧着する圧着工程とを含むことを特徴とする部品圧着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品圧着装置および部品圧着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この部品圧着装置としては、支持テーブル（保持台）２に支持されたパネル（板状基材）３０の縁部に電子部品（部品）３２を圧着ツール２１により圧着して実装する電子部品の実装装置において、支持テーブル２と受け部材（支承台）２３の間に配設された昇降自在な吸着ステージ１０を備えたものが知られている（特許文献１参照）。電子部品３２の圧着に先立って、圧着ツール２１と受け部材２３との間にパネル３０を挟んでパネル３０の反りを矯正し、吸着ステージ１０によってパネル３０の下面を吸着して保持することにより実装時のパネル３０の平面度を保つようにしている。これにより電子部品３２の実装時にパネル３０の平面度を保ち、電子部品３２の位置ずれを防止して実装精度を保つことができるようになっている。
【特許文献１】特開平１１−２０４５７９号公報（第２，３頁、第１−５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１の部品圧着装置においては、実装時に、圧着ツール２１と受け部材２３とを使用してパネル３０の反りを平らに矯正し、吸着ステージ１０によりパネル３０を矯正した状態に維持することができるが、圧着ツール２１を矯正するために使用しているので、その間圧着ツール２１を部品圧着のために使用することが不能であり、その圧着ツール２１による仮押えの工程（特許文献１の図４参照）により部品圧着工程が長くなるという問題があった。また、パネル３０に対する電子部品３２の実装精度を向上させるには、パネル３０の反りを矯正した状態でパネル３０と電子部品３２のアライメントマークを確実かつ正確に読み取りその読み取り結果に基づいて正確に位置合せをして電子部品３２をパネル３０に圧着することが要請されているが、特許文献１にはこのような趣旨の記載はされていない。
【０００４】
本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、部品圧着装置において、板状基材および部品の位置を正確に読み取ることにより実装精度を向上させ、かつより短時間で部品を圧着することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、板状基材の一面の所定の装着部位に部品を圧着する部品圧着装置であって、板状基材の装着部位を一面の反対側から支承する支承台と、離脱可能に保持した部品を装着部位に圧着する圧着ツールとを備えた部品圧着装置において、板状基材の装着部位の周辺を一面側から押圧して支承台と協働して把持することにより装着部位を一面の鉛直方向に位置決め固定する位置決め機構をさらに備えたことである。
【０００６】
また、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、位置決め機構は、板状基材に当接して押える押え部と、この押え部を鉛直方向に往復動させる駆動部とからなることである。
【０００７】
また、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、駆動部は押え部の板状基材に対する押圧力を調整自在であることである。
【０００８】
また、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２または請求項３において、駆動部はエアシリンダにて構成されていることである。
【０００９】
また、請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、押え部は、同押え部の当接面が板状基材に均一押圧力にて当接するように構成されていることである。
【００１０】
また、請求項６に係る発明の構成上の特徴は、板状基材の一面の所定の装着部位に部品を圧着する部品圧着装置であって、板状基材の装着部位と異なる部位を離脱可能に保持する保持台と、板状基材の装着部位を一面の反対側から支承する支承台と、離脱可能に保持した部品を装着部位に圧着する圧着ツールと、板状基材の装着部位の周辺を一面側から押圧して支承台と協働して把持することにより装着部位を一面の鉛直方向に位置決め固定する位置決め機構と、板状基材および部品を撮像する撮像装置と、圧着ツールを移動させる圧着ツール移動機構と、保持台を移動させる保持台移動機構と、を備えてなり、位置決め機構によって板状基材の装着部位を鉛直方向に位置決めする位置決め手段と、この位置決め手段によって装着部位が位置決めされた板状基材および部品の位置を撮像装置により読み取る読み取り手段と、この読み取り手段によって読み取られた板状基材および部品の各位置に基づいて、板状基材を鉛直方向に位置決めした状態のまま圧着ツール移動機構および保持台移動機構の少なくとも何れか一方を作動させて板状基材に対して部品の位置を補正する補正手段と、この補正手段によって位置補正された位置にて部品を板状基材に圧着する圧着手段とを備えたことである。
【００１１】
また、請求項７に係る発明の構成上の特徴は、板状基材の一面の所定の装着部位に部品を圧着する部品圧着方法であって、板状基材の装着部位と異なる部位を離脱可能に保持する保持台と、板状基材の装着部位を前記一面の反対側から支承する支承台と、離脱可能に保持した部品を装着部位に圧着する圧着ツールと、板状基材の装着部位の周辺を一面側から押圧して支承台と協働して把持することにより装着部位を一面の鉛直方向に位置決め固定する位置決め機構と、板状基材および部品を撮像する撮像装置と、圧着ツールを移動させる圧着ツール移動機構と、保持台を移動させる保持台移動機構と、を備えてなる部品圧着装置における部品圧着方法において、位置決め機構によって板状基材の装着部位を鉛直方向に位置決めする位置決め工程と、該位置決め工程によって装着部位が位置決めされた板状基材および部品の位置を撮像装置により読み取る読み取り工程と、該読み取り工程によって読み取られた板状基材および部品の各位置に基づいて、板状基材を鉛直方向に位置決めした状態のまま圧着ツール移動機構および保持台移動機構の少なくとも何れか一方を作動させて板状基材に対して部品の位置を補正する補正工程と、該補正工程によって位置補正された位置にて部品を板状基材に圧着する圧着工程とを含むことである。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、位置決め機構と支承台とが協働して把持することにより板状基材の装着部位を一面の鉛直方向に位置決め固定するので、圧着ツールを使用することなく板状基材の装着部位の反りを矯正して平坦を維持することができる。したがって、圧着ツールを圧着専用に使用可能となるので、反り矯正工程と圧着工程を別々に実施することが可能となり、部品圧着工程を全体として短縮することができる。
【００１３】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１に係る発明において、位置決め機構は、板状基材を押える押え部と、この押え部を鉛直方向に往復動させる駆動部とからなるので、簡単な構成にて位置決め機構を実現することができる。
【００１４】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項２に係る発明において、駆動部は押え部の板状基材に対する押圧力を調整自在であることにより、板状基材を押圧する際に過剰圧力が掛かるのを防止することができ、また板状基材の種類に応じた最適な押圧力に調整することができる。
【００１５】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項２または請求項３に係る発明において、駆動部はエアシリンダにて構成されているので、簡単な構成にて駆動部を実現することができる。
【００１６】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、請求項２に係る発明において、押え部は、同押え部の当接面が板状基材に均一押圧力にて当接するように構成されていることにより、押え部が当接する板状基材の部位の一部に押圧力が集中することによる板状基材の損傷、破損を防止することができる。
【００１７】
上記のように構成した請求項６に係る発明においては、位置決め手段が、位置決め機構によって板状基材の装着部位を鉛直方向に位置決めし、読み取り手段が、位置決め手段によって装着部位が位置決めされた板状基材および部品の位置を撮像装置により読み取り、補正手段が、読み取り手段によって読み取られた板状基材および部品の各位置に基づいて、板状基材を鉛直方向に位置決めした状態のまま圧着ツール移動機構および保持台移動機構の少なくとも何れか一方を作動させて板状基材に対して部品の位置を補正し、圧着手段が、補正手段によって位置補正された位置にて部品を板状基材に圧着する。したがって、板状基材の反りを矯正した状態で板状基材と部品の位置を正確に読み取りその読み取り結果に基づいて正確に位置合せをして部品を板状基材の装着部位に正確に圧着することができる。また、板状基材を平らに矯正した状態のまま、板状基材および部品の位置読み取り、位置補正および圧着の一連の工程を行うことができるので、精度よく部品を実装することができる。
【００１８】
上記のように構成した請求項７に係る発明においては、位置決め工程において、位置決め機構によって板状基材の装着部位を鉛直方向に位置決めし、読み取り工程において、位置決め工程によって装着部位が位置決めされた板状基材および部品の位置を撮像装置により読み取り、補正工程において、読み取り工程によって読み取られた板状基材および部品の各位置に基づいて、板状基材を鉛直方向に位置決めした状態のまま圧着ツール移動機構および保持台移動機構の少なくとも何れか一方を作動させて板状基材に対して部品の位置を補正し、圧着工程において、補正工程によって位置補正された位置にて部品を板状基材に圧着する。したがって、板状基材の反りを矯正した状態で板状基材と部品の位置を正確に読み取りその読み取り結果に基づいて正確に位置合せをして部品を板状基材の装着部位に正確に圧着することができる。また、板状基材を平らに矯正した状態のまま、板状基材および部品の位置読み取り、位置補正および圧着の一連の工程を行うことができるので、精度よく部品を実装することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明による部品圧着装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は部品圧着装置の外観を示す右側面図である。
【００２０】
部品圧着装置Ａは、板状基材１０の一面（本実施の形態においては上面）の所定の装着部位Ｐｓに部品２０を位置合せして圧着するものであり、例えば液晶表示装置ＰＬ（図２参照）を製造する際に使用されるものである。この部品圧着装置Ａは、図１および図６に示すように、板状基材１０を保持し移動させる板状基材保持移動装置３０と、部品２０を保持し移動させる部品保持移動装置４０と、板状基材１０および部品２０の位置を撮影する撮像装置５０と、撮像装置５０を支持し移動させる撮像装置支持移動装置６０と、板状基材１０をその一面の鉛直方向に位置決め固定する位置決め機構８０とからなる。
【００２１】
液晶表示装置ＰＬは、図２に示すように、板状基材１０と、板状基材１０の中央に設けられた液晶部ＰＬ１と、板状基材１０の一面の縁部に接着部材１５によって固定されて液晶部ＰＬ１を駆動させる部品２０とから構成されている。板状基材１０は、透明な板状部材（例えばガラス板）であり、部品２０が装着される部位（装着部位Ｐｓ）には複数の電極１１が狭ピッチにて形成されている（図３参照）。これら電極１１の近傍に第１および第２アライメントマーク１２，１３が形成されている。これらアライメントマーク１２，１３は円形、正方形などの形状に形成される。接着部材１５は、異方性導電材からなる膜状部材（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film）である。
【００２２】
部品２０はＩＣチップであり、板状基材１０の各電極１１に対応する複数の端子２１が、板状基材１０の一面に接着部材１５を介して当接される一面（部品２０の下面）に形成されたものである。図４に示すように、これら端子２１の近傍には、第１および第２アライメントマーク１２，１３に対向させてこれらアライメントマーク１２，１３と同一の第１および第２アライメントマーク２２，２３が形成されている。部品２０の第１および第２アライメントマーク２２，２３を板状基材１０の第１および第２アライメントマーク１２，１３に重ね合わせることにより、部品２０は板状基材１０に位置合せされている。なお、部品２０は、ＩＣチップに限られず板状基材１０に圧着実装されるその他の電子部品、電気部品であってもよい。
【００２３】
板状基材保持移動装置３０は、主として図５に示すように、板状基材１０の装着部位Ｐｓと異なる部位を離脱可能に保持する保持台３１と、保持台３１を互いに直交するＸ、ＹおよびＺ軸方向に移動させるとともに、Ｚ軸周りに回転させる保持台移動機構３２とからなる。
【００２４】
保持台移動機構３２は、基台Ｂ上をＸ軸方向に沿って往復動するＸ軸テーブル３３と、Ｘ軸テーブル３３上をＸ軸方向と直交するＹ軸方向に沿って往復動するＹ軸テーブル３４と、Ｙ軸テーブル３４上をＸ軸およびＹ軸に直交するＺ軸方向に沿って往復動するＺ軸スライダ３５と、Ｚ軸スライダ３５に設けられてＺ軸周りに回転する回転テーブル３６を備えている。なお、Ｘ軸およびＹ軸は水平面に含まれており、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向は図５にて左右方向、紙面垂直方向および上下方向を示している。
【００２５】
Ｘ軸テーブル３３の下面に固定された各摺動係合部３３ａは、本体３７内にＸ軸方向に沿って延在するＸ軸レール３３ｂに摺動可能に係合し、Ｘ軸テーブル３３の下面に固定されたねじ係合部（不図示）は、Ｘ軸レール３３ｂに平行に並べられ軸周りに回転可能に本体３７に支承されたＸ軸送りねじ（不図示）にねじ係合されている。Ｘ軸送りねじにはＸ軸モータ３３ｃが接続されており、Ｘ軸モータ３３ｃによってＸ軸送りねじが回転されるとＸ軸テーブル３３がＸ軸方向に沿って往復動する。
【００２６】
Ｙ軸テーブル３４の下面に固定された各摺動係合部３４ａは、Ｘ軸テーブル３３上にＹ軸方向に沿って延在するＹ軸レール３４ｂに摺動可能に係合し、Ｙ軸テーブル３４の下面に固定されたねじ係合部（不図示）は、Ｙ軸レール３４ｂに平行に並べられ軸周りに回転可能にＸ軸テーブル３３に支承されたＹ軸送りねじ（不図示）にねじ係合されている。Ｙ軸送りねじにはＹ軸モータ３４ｃが接続されており、Ｙ軸モータ３４ｃによってＹ軸送りねじが回転されるとＹ軸テーブル３４がＹ軸方向に沿って往復動する。
【００２７】
Ｚ軸スライダ３５は、Ｙ軸テーブル３４上に立設された箱３８の中に収納された図示しない機構（Ｚ軸レール、Ｚ軸送りねじ、Ｚ軸モータなど）によってＺ軸方向に沿って往復動する。なお、箱３８はＺ軸スライダ３５より奥（図５にて紙面奥側）に位置している。
【００２８】
回転テーブル３６は、Ｚ軸スライダ３５の上部にＺ軸周りに回転可能に支承されており、Ｚ軸スライダ３５の下部に固定されたＱ軸モータ３６ａによって回転される。この回転テーブル３６の上面には、テーブル状に形成された保持台３１が固定されている。保持台３１の上面には、複数の吸着孔が設けられており、吸着孔の吸引によって板状基材１０を吸着保持し、吸引を解除することにより吸着保持を解除する。保持台３１は、部品２０を装着する装着部位Ｐｓと異なる部位例えば板状基材１０の中央を吸着保持している。
【００２９】
部品保持移動装置４０は、主として図６に示すように、離脱可能に保持した部品２０を装着部位Ｐｓに圧着する圧着ツール４１と、圧着ツール４１を互いに直交するＸ、ＹおよびＺ軸方向に移動させるとともに、Ｚ軸周りに回転させる圧着ツール移動機構４２とからなる。この部品保持移動装置４０は、図１１に示すように、保持台移動装置３０の正面に向かって右側に位置するように配置されている。なお、図６においては位置決め機構８０を省略している。
【００３０】
圧着ツール移動機構４２は、基台Ｂに固定された架台４２ａ上をＸ軸方向に沿って往復動するＸ軸スライダ４３と、Ｘ軸スライダ４３上をＸ軸方向と直交するＹ軸方向に沿って往復動するＹ軸スライダ４４と、Ｙ軸スライダ４４上をＸ軸およびＹ軸に直交するＺ軸方向に沿って往復動するＺ軸スライダ４５と、Ｚ軸スライダ４５に設けられてＺ軸周りに回転する回転ホルダ４６を備えている。なお、Ｘ軸およびＹ軸は水平面に含まれており、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向は図６にて左右方向、紙面垂直方向および上下方向を示している。
【００３１】
Ｘ軸スライダ４３の下面に固定された各摺動係合部４３ａは、架台４２ａの上面にＸ軸方向に沿って延在するＸ軸レール４３ｂに摺動可能に係合し、Ｘ軸スライダ４３の下面に固定されたねじ係合部４３ｃは、Ｘ軸レール４３ｂに平行に並べられ軸周りに回転可能に架台４２ａに軸受４３ｄを介して支承されたＸ軸送りねじ４３ｅにねじ係合されている。Ｘ軸送りねじ４３ｅにはＸ軸モータ４３ｆが連結部４３ｇを介して接続されており、Ｘ軸モータ４３ｆによってＸ軸送りねじ４３ｅが回転されるとＸ軸スライダ４３がＸ軸方向に沿って往復動する。
【００３２】
Ｙ軸スライダ４４の背面に固定された各摺動係合部４４ａは、Ｘ軸スライダ４３の正面にＹ軸方向に沿って延在するＹ軸レール４４ｂに摺動可能に係合し、Ｙ軸スライダ４４の背面に固定されたねじ係合部４４ｃは、Ｙ軸レール４４ｂに平行に並べられ軸周りに回転可能にＸ軸スライダ４３の正面に支承されたＹ軸送りねじ４４ｅにねじ係合されている。Ｙ軸送りねじ４４ｅにはＹ軸モータ４４ｆが接続されており、Ｙ軸モータ４４ｆによってＹ軸送りねじ４４ｅが回転されるとＹ軸スライダ４４がＹ軸方向に沿って往復動する。
【００３３】
Ｚ軸スライダ４５の背面に固定された各摺動係合部４５ａは、Ｙ軸スライダ４４の正面にＺ軸方向に沿って延在するＺ軸レール４５ｂに摺動可能に係合し、Ｚ軸スライダ４５の背面に固定されたねじ係合部４５ｃは、Ｚ軸レール４５ｂに平行に並べられ軸周りに回転可能にＹ軸スライダ４４の正面に軸受４５ｄを介して支承されたＺ軸送りねじ４５ｅにねじ係合されている。Ｚ軸送りねじ４５ｅにはＺ軸モータ４５ｆが連結部４５ｇを介して接続されており、Ｚ軸モータ４５ｆによってＺ軸送りねじ４５ｅが回転されるとＺ軸スライダ４５がＺ軸方向に沿って往復動する。
【００３４】
回転ホルダ４６は、Ｚ軸スライダ４５の正面に設けた支持部材４６ａにＺ軸周りに回転可能に支承されている。回転ホルダ４６の上端には支持部材４６ａ内に回転可能に支承された大径ギヤ４６ｂが一体的に固定されている。支持部材４６ａにはＱ軸モータ４６ｃが固定されており、Ｑ軸モータ４６ｃの出力軸には大径ギヤ４６ｂと歯合する小径ギヤ４６ｄが固定されている。Ｑ軸モータ４６ｃによって小径ギヤ４６ｄが回転されると回転ホルダ４６がＺ軸周りに回転する。
【００３５】
回転ホルダ４６には、圧着ツール４１がＺ軸方向にのみ往復動し、かつ回転ホルダ４６と一体的に回転するように組み付けられている。圧着ツール４１は、回転ホルダ４６に収容された緩衝部４１ｂが備えられている。緩衝部４１ｂは、シリンダ４１ｂ１とピストン４１ｂ２からなる。シリンダ４１ｂ１には、内部の圧力が所定値以上となった場合に減圧する減圧弁４１ｃが接続されている。この減圧弁４１ｃにより、部品２０を板状基材１０に圧着する際に板状基材１０および部品２０に必要以上の圧力を加えることを防ぐことができるので、板状基材１０および部品２０が損傷したり破損したりするのを防止することができる。
【００３６】
ピストン４１ｂ２の下端には部品２０を吸着保持する保持部４１ａが固定されている。保持部４１ａは細長い方形状の下面を有しており、その下面には複数の吸着孔が設けられており、吸着孔の吸引によって部品２０を吸着保持し、吸引を解除することにより吸着保持を解除する。また、保持部４１ａは加熱手段としてヒータ（不図示）を備えていて、吸着保持された部品２０はヒータにより加熱される。
【００３７】
撮像装置５０は、主として図１、図７および図１１に示すように、保持台３１によって所定位置に位置決め固定された板状基材１０、および圧着ツール４１によって板状基材１０の装着部位Ｐｓの上方の所定位置に装着部位Ｐｓに対向させて平行に位置決め固定された部品２０を撮像する装置である。この撮像装置５０は、板状基材１０および部品２０を位置合せするための画像を撮像するものであり、その撮像結果に基づいて板状基材１０に対して部品２０が位置合せされる。
【００３８】
この撮像装置５０は、図１１に示すように、圧着ツール４１の下方に位置するとともに、保持台３１さらには支承台７０の正面に向かって左側に位置するように配置されている。
【００３９】
撮像装置５０は、図７に示すように、板状基材１０および部品２０をそれぞれ撮影する板状基材位置撮像部５１および部品位置撮像部５２から構成されている。板状基材位置撮像部５１および部品位置撮像部５２は、第１および第２光学系５３，５５の各先端部が空間をおいて配置され、第１および第２光学系５３，５５の各基端部が連結部５７によって一体的に連結されている。これにより、撮像装置５０は、コ字状の一体構造体に構成されている。
【００４０】
板状基材位置撮像部５１は、板状基材１０の装着部位Ｐｓに対向する位置に位置決めされる第１撮影口５３ａを先端部に有する第１光学系５３と、第１光学系５３に取り付けられて第１撮影口５３ａを介して板状基材１０を撮像する第１カメラ５４とから構成されている。第１光学系５３は、第１および第２プリズム５３ｂ，５３ｃと、その光学系の中間に設けられた第１ライト５３ｄと、第１ライト５３ｄに対向して配置されたハーフミラー５３ｅを備えている。第１ライト５３ｄから照射された光は、ハーフミラー５３ｅおよび第１プリズム５３ｂでそれぞれ反射されて第１撮影口５３ａを通って被写体である板状基材１０に到達し、到達した光は板状基板１０で反射され、再び第１撮影口５３ａを通って第１プリズム５３ｂで反射され、ハーフミラー５３ｅを透過し第２プリズム５３ｃで反射されて第１カメラ５４に到達する。
【００４１】
部品位置撮像部５２は、第１撮影口５３ａに対して同軸に配置されかつ同一方向に向けて開口するように配置され、部品２０に対向する位置に位置決めされる第２撮影口５５ａを先端部に有する第２光学系５５と、第２光学系５５に取り付けられて第２撮影口５５ａを介して部品２０を撮像する第２カメラ５６とから構成されている。第２光学系５５も、第１光学系５３と同様に、第１プリズム５５ｂおよび第２プリズム５５ｃと、その光学系の中間に設けられた第２ライト５５ｄと、第２ライト５５ｄに対向して配置されたハーフミラー５５ｅを備えている。第２ライト５５ｄから照射された光は、ハーフミラー５５ｅおよび第１プリズム５５ｂでそれぞれ反射されて第２撮影口５５ａを通って被写体である部品２０に到達し、到達した光は部品２０で反射され、再び第２撮影口５５ａを通って第１プリズム５５ｂで反射され、ハーフミラー５５ｅを透過し第２プリズム５５ｃで反射されて第２カメラ５６に到達する。これにより、撮像装置５０は、板状基材１０および部品２０を同時に撮像することができる。なお、本実施の形態においては、撮像装置５０を２つのカメラを有する一体構造体としたが、撮像装置５０を１つのカメラをそれぞれ有する２つの構造体にて構成するようにしてもよいし、１つのカメラを有する１つの構造体にて構成するようにしてもよい。何れの場合も、撮像装置５０は板状基材１０および部品２０を撮像する。
【００４２】
撮像装置支持移動装置６０は、撮像装置５０を互いに直交するＸ、ＹおよびＺ軸方向に移動させるものであり、図１に示すように、部品保持移動装置４０の前方下部に配置されている。撮像装置支持移動装置６０は、主として図８に示すように、基台Ｂに固定された架台６１上をＸ軸方向に沿って往復動するＸ軸スライダ６２と、Ｘ軸スライダ６２上をＸ軸方向と直交するＹ軸方向に沿って往復動するＹ軸スライダ６３と、Ｙ軸スライダ６３上をＸ軸およびＹ軸に直交するＺ軸方向に沿って往復動するＺ軸スライダ６４を備えている。なお、Ｘ軸およびＹ軸は水平面に含まれており、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向は図８にて左右方向、紙面垂直方向および上下方向を示している。また、図８においては支承台７０を省略している。
【００４３】
Ｘ軸スライダ６２の下面に固定された各摺動係合部６２ａは、架台６１の上面にＸ軸方向に沿って延在するＸ軸レール６２ｂに摺動可能に係合し、Ｘ軸スライダ６２の下面に固定されたねじ係合部６２ｃは、Ｘ軸レール６２ｂに平行に並べられ軸周りに回転可能に架台６１に軸受６２ｄを介して支承されたＸ軸送りねじ６２ｅにねじ係合されている。Ｘ軸送りねじ６２ｅにはＸ軸モータ６２ｆが連結部６２ｇを介して接続されており、Ｘ軸モータ６２ｆによってＸ軸送りねじ６２ｅが回転されるとＸ軸スライダ６２がＸ軸方向に沿って往復動する。
【００４４】
Ｙ軸スライダ６３の下面に固定された各摺動係合部６３ａは、Ｘ軸スライダ６２の上面にＹ軸方向に沿って延在するＹ軸レール６３ｂに摺動可能に係合し、Ｙ軸スライダ６３に固定されたねじ係合部６３ｃは、Ｙ軸レール６３ｂに平行に並べられ軸周りに回転可能にＸ軸スライダ６２の上面に支承されたＹ軸送りねじ６３ｅにねじ係合されている。Ｙ軸送りねじ６３ｅにはＹ軸モータ６３ｆが接続されており、Ｙ軸モータ６３ｆによってＹ軸送りねじ６３ｅが回転されるとＹ軸スライダ６３がＹ軸方向に沿って往復動する。
【００４５】
Ｚ軸スライダ６４の背面に固定された各摺動係合部６４ａは、Ｙ軸スライダ６４の上面に立設された立上り部６５の正面にＺ軸方向に沿って延在するＺ軸レール６４ｂに摺動可能に係合し、Ｚ軸スライダ６４に固定されたねじ係合部６４ｃは、Ｚ軸レール６４ｂに平行に並べられ軸周りに回転可能に立上り部６５の正面に軸受６４ｄを介して支承されたＺ軸送りねじ６４ｅにねじ係合されている。Ｚ軸送りねじ６４ｅにはＺ軸モータ６４ｆが連結部６４ｇを介して接続されており、Ｚ軸モータ６４ｆによってＺ軸送りねじ６４ｅが回転されるとＺ軸スライダ６４がＺ軸方向に沿って往復動する。このＺ軸スライダ６４に撮像装置５０が固定されている。
【００４６】
さらに、上述した撮像装置支持移動装置６０を構成する基台Ｂに固定された架台６１上には、主として図１に示すように、板状基材１０の装着部位Ｐｓを一面（上面）の反対側から支承する（すなわち板状基材１０の下面を支承する）支承台７０が取付固定されている。支承台７０は、図９に示すように、架台６１上面に取付固定される取付部７１と、取付部７１の上部に空間をおいて立設された一対の左右フレーム７２，７３に装架された上フレーム７４を備えている。上フレーム７４には切り欠き７４ａが形成されており、この切り欠き７４ａを覆うように透明な細長い板部材７５が上フレーム７４の上面に当接して設けられている。板部材７５は長手方向の両端を一対の押え部材７６，７６によって押さえられて取り付けられている。この板部材７５の上面に板状基材１０の装着部位Ｐｓの反対側の下面が当接して、支承台７０が板状基材１０特に装着部位Ｐｓの反対側の部位を下方から支承するようになっている。また、取付部７１、左右フレーム７２，７３および上フレーム７４によって形成される空間７７は、撮像装置５０の板状基材位置撮像部５１の先端部が進退自在に移動できるように設定されている。これにより、撮像装置５０は、第１撮影口５３ａが上フレーム７４の切り欠き７４ａの下方に位置づけられて、支承台７０に支承されている板状基材１０を装着部位Ｐｓを中心に撮像できるようになっている。
【００４７】
さらに、位置決め機構８０は、図１および図９に示すように、部品保持移動装置４０を構成する架台４２ａの側面に取付固定されている。この位置決め機構８０は、板状基材１０に当接して押える押え部８１と、この押え部８１を鉛直方向に往復動させる駆動部８２と、押え部８１と駆動部８２を連結するアーム状の連結部８３を備えている。
【００４８】
押え部８１は、主として図１０に示すように、細長い直方体に形成された本体８１ａと本体８１ａの下面に取り付けられて板状基材１０の表面を押圧する弾性体８１ｂからなる。弾性体８１ｂは弾性材料（例えば、シリコンゴムなど珪素樹脂、柔らかい合成樹脂、天然ゴム、合成ゴムなど）で形成されており、傷つきやすい板状基材１０の表面に傷をつけないようにしている。本体８１ａは連結部８３の先端部にジョイント８４を介して取り付けられている。ジョイント８４は首振り角度が自在であるものであるので、押え部８１はジョイント８４を支点に自在に回動する。ジョイント８４の両側には、連結部８３に固定されたピン支持部８５が配置されている。本体８１ａの長手方向の両端にはピン支持部８５に固定さえた回動規制ピン８５ａが隙間をもってそれぞれ挿入される回動規制孔８１ａ１が形成されており、回動規制ピン８５ａと回動規制孔８１ａ１の係合により押え部８１が水平方向に回転しないようにするとともに若干の遊びを持たせるようになっている。これにより、押え部８１は同押え部８１（弾性体８１ｂ）の当接面が板状基材１０に均一押圧力にて当接するように構成されている。
【００４９】
駆動部８２は、エアシリンダにて構成されており、エアシリンダの作動によって上下方向（Ｚ軸方向）に出入するロッド８２ａが連結部８３の基端部に連結されている。ロッド８２ａが突出すると連結部８３ひいては押え部８１が下降し、ロッド８２ａが後退すると連結部８３ひいては押え部８１が上昇する。駆動部８２は、架台４２ａの側面に取り付けられた取付ブラケット８６に取り付けられている。また、駆動部８２はエアシリンダにて構成されており、エアシリンダへの空気を給排するエア系に圧力を調整する圧力調整機構（不図示）が設けられているので、この圧力調整機構によって押え部８１の板状基材１０に対する押圧力を容易に調整することができる。また、この圧力調整機構はリリーフ弁の機能も有している。また、ロッド８２ａの両側に一対のレール８７，８７が配置され、かつ互いに平行に上下方向に延在されるように取付ブラケット８６に取り付けられている。一対のレール８７，８７には一対の摺動係合部８８，８８が摺動可能に係合しており、この摺動係合部８８，８８に連結部８３の基端部が取り付けられている。これにより、連結部８３をガタツキなく上下方向に確実に案内することができる。上述した位置決め機構８０は、板状基材１０の装着部位Ｐｓの周辺を一面側から押圧して支承台７０と協働して把持することにより装着部位Ｐｓを一面の鉛直方向に位置決め固定している。なお、本実施の形態においては、駆動部８２を押え部８１を鉛直方向に往復動させるように構成するようにしたが、押え部８１をある支点周りに揺動させるように構成するようにしてもよい。
【００５０】
次に、上述した部品圧着装置Ａの作動について図１１〜図１４を参照して説明する。部品圧着装置Ａの制御装置は、板状基材１０を吸着保持した保持台３１を所定の位置に移動させる。このとき、保持台３１と支承台７０の両上面の高さは、板状基材１０下面に貼り付けられている偏光フィルタの厚みを考慮した位置関係となるように設定されている。また、圧着ツール４１を部品採取位置上に移動させ、所定の高さ（例えば部品の１ｍｍ手前）まで早く下降させ、部品２０までゆっくり下降させて、部品２０を吸着保持する。そして、制御装置は、圧着ツール４１を上昇させ水平方向に移動させて、板状基材１０の装着部位Ｐｓのほぼ真上となるように対向させて位置決め固定する（図１１参照）。板状基材１０は装着部位Ｐｓが設けられている縁部が上方に反っており、その縁部は支承台７０の上面から離間している。
【００５１】
制御装置は、位置決め機構８０を駆動させて押え部８１を下降させ、装着部位Ｐｓの周辺、本実施の形態では装着部位Ｐｓの内側部位を一面（上面）側から押圧する。これにより、板状基材１０の縁部は下方に押され支承台７０の上面に当接する。したがって、反っていた板状基材１０の縁部は、装着部位Ｐｓの周辺において押え部８１と支承台７０によって把持され、一面（上面）の鉛直方向に位置決め固定される（位置決め手段）。これにより、板状基材１０の反りを矯正して平坦を維持することができる（図１２参照）。なお、本実施の形態においては、部品２０を所定の位置に位置決めした後に所定位置にある板状基材１０の反りを矯正するようにしたが、これら両工程の順番を代えてもよい。また、両工程を同時に行うようにしてもよく、これによれば、部品圧着工程全体をより短縮することができる。
【００５２】
次に、制御装置は、撮像装置支持移動装置６０を駆動させて撮像装置５０を移動させて、装着部位Ｐｓが位置決めされた板状基材１０の位置を撮影する第１ポイントに位置決め固定する。このとき、板状基材位置撮像部５１の第１撮影口５３ａは、図７に示すように、接着部材１５（装着部位Ｐｓ）の直下に対向して位置付けされ、部品位置撮像部５２の第２撮影口５５ａは、部品２０の端子２１が形成された面に対向して位置付けされる。なお、第１ポイントは各第１アライメントマーク１２，２２を撮影する場所である。そして、撮像装置５０によって板状基材１０および部品２０の両第１アライメントマーク１２，２２が撮像される。そして制御装置は、撮像装置５０を移動させて、装着部位Ｐｓが位置決めされた板状基材１０の位置を撮影する第２ポイントに位置決め固定する。第２ポイントは各第２アライメントマーク１３，２３を撮影する場所である。そして、撮像装置５０によって板状基材１０および部品２０の両第２アライメントマーク１３，２３が撮像される。これにより、板状基材１０が位置決め固定された状態のまま、板状基材１０および部品２０の位置が撮像装置５０によって読み取られる（読み取り手段、図１３参照）。
【００５３】
次に、制御装置は第１および第２ポイントで撮像した撮像結果に基づいて、両第１アライメントマーク１２，２２の位置ずれ量および方向、および両第２アライメントマーク１３，２３の位置ずれ量および方向を導出し、この導出結果に基づいて圧着ツール４１を移動させて位置ずれを補正する（補正手段）。このとき、板状基材１０は鉛直方向に位置決めされた状態のままである。なお、位置決め機構８０と支承台７０とによって平坦な状態を維持したまま、保持台３１と連動して板状基材１０を移動できるような構成にして、板状基材１０を移動させて位置ずれを補正するようにしてもよい。また、位置決め機構８０と支承台７０とによって平坦な状態を維持したまま、圧着ツール４１と板状基材１０の両方を移動させて位置ずれを補正するようにしてもよい。
【００５４】
制御装置は、上述の撮像後、撮像装置５０を水平方向に移動させて元の位置に待避させる。一方で、位置補正された位置にて圧着ツール４１を所定の高さ（例えば部品の１ｍｍ手前）まで早く下降させ、その後ゆっくり下降させて、部品２０を板状基材１０に当接させ、熱圧着する（圧着手段、図１４参照）。熱圧着後、部品２０の吸着状態は解除される。そして、制御装置は、圧着ツール４１を上昇させて、部品採取位置上に移動させる。
【００５５】
上述した説明から理解できるように、この実施の形態においては、位置決め機構８０と支承台７０とが協働して把持することにより板状基材１０の装着部位Ｐｓを一面（上面）の鉛直方向に位置決め固定するので、圧着ツール４１を使用することなく板状基材１０の装着部位Ｐｓの反りを矯正して平坦を維持することができる。したがって、圧着ツール４１を圧着専用に使用可能となるので、反り矯正工程と圧着工程を別々に実施することが可能となり、部品圧着工程を全体として短縮することができる。
【００５６】
また、位置決め機構８０は、板状基材１０を押える押え部８１と、この押え部８１を鉛直方向に往復動させる駆動部８２とからなるので、簡単な構成にて位置決め機構８０を実現することができる。
【００５７】
また、駆動部８２は押え部８１の板状基材１０に対する押圧力を調整自在であることにより、板状基材１０を押圧する際に過剰圧力が掛かるのを防止することができ、また板状基材１０の種類に応じた最適な押圧力に調整することができる。
【００５８】
また、駆動部８２はエアシリンダにて構成されているので、簡単な構成にて駆動部８２を実現することができる。
【００５９】
また、押え部８１は同押え部８１の当接面が板状基材１０に均一押圧力にて当接するように構成されていることにより、押え部８１が当接する板状基材１０の部位の一部に押圧力が集中することによる板状基材１０の損傷、破損を防止することができる。
【００６０】
また、位置決め手段（位置決め工程）が、位置決め機構８０によって板状基材１０の装着部位Ｐｓを鉛直方向に位置決めし、読み取り手段（読み取り工程）が、位置決め手段（位置決め工程）によって装着部位Ｐｓが位置決めされた板状基材１０および部品２０の位置を撮像装置５０により読み取り、補正手段（補正工程）が、読み取り手段（読み取り工程）によって読み取られた板状基材１０および部品２０の各位置に基づいて、板状基材１０を鉛直方向に位置決めした状態のまま圧着ツール移動機構４２および保持台移動機構３２の少なくとも何れか一方を作動させて板状基材１０に対して部品２０の位置を補正し、圧着手段（圧着工程）が、補正手段（補正工程）によって位置補正された位置にて部品２０を板状基材１０に圧着する。したがって、板状基材１０の反りを矯正した状態で板状基材１０と部品２０の位置を正確に読み取りその読み取り結果に基づいて正確に位置合せをして部品２０を板状基材１０の装着部位Ｐｓに正確に圧着することができる。また、板状基材１０を平らに矯正した状態のまま、板状基材１０および部品２０の位置読み取り、位置補正および圧着の一連の工程を行うことができるので、精度よく部品を実装することができる。
【００６１】
また、板状基材１０の位置を読み取る際に、板状基材１０が反っている場合には撮像装置５０のピントがずれて画像がピンボケになり画像処理エラーとなったり、画像処理ができたとしても部品２０の圧着時に圧着ツール４１により板状基材１０の反りが矯正されてアライメントマークの位置が画像処理で求めた位置とずれを生じたりするおそれがあるが、上述した実施の形態においてはこのような問題は解決されているので発生しない。
【００６２】
なお、上述した実施の形態においては、押え部８１は保持台３１と支承台７０の間を押さえている（装着部位Ｐｓに対して内側の部位を押えている）が、装着部位Ｐｓの周辺を押えるような構造であればこれに限られず、装着部位Ｐｓに対して外側の部位を押えるような構造としてもよいし、連結部材８３の長手方向に沿った装着部位Ｐｓの両サイドの部位を押えるような構造としてもよい。
【００６３】
また、上述した実施の形態においては部品２０がチップである場合すなわちＣＯＧ（Chip on Glass）について本発明を適用したが、部品２０がポリイミドフィルムをベース材に用いたＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）である場合すなわちＦＯＧ（Film on Glass）の場合でも本発明を適用することも可能である。
【００６４】
また、上述した実施の形態においてはアライメントマークを位置合せするようにしたが、特定の電極、端子を位置合せするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明による部品圧着装置の一実施の形態の外観を示す右側面図である。
【図２】図１に示す部品圧着装置で製造される液晶表示装置の平面図ある。
【図３】図２に示す液晶表示装置の電極周辺を示す部分拡大底面図である。
【図４】図２に示す部品を示す部分拡大底面図である。
【図５】図１に示す板状基材保持移動装置を示す右側面図である。
【図６】図１に示す部品保持移動装置を示す右側面図である。
【図７】図１に示す撮像装置を示す正面図である。
【図８】図１に示す撮像装置支持移動装置を示す右側面図である。
【図９】図１に示す位置決め装置を示す右側面図である。
【図１０】図１に示す押え部の周辺を示す拡大図である。
【図１１】図１に示す部品圧着装置の作動を示す正面模式図である。
【図１２】図１に示す部品圧着装置の作動を示す正面模式図である。
【図１３】図１に示す部品圧着装置の作動を示す正面模式図である。
【図１４】図１に示す部品圧着装置の作動を示す正面模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０…板状基材、１５…接着部材、２０…部品、３０…板状基材保持移動装置、３１…保持台、３２…保持台移動機構、４０…部品保持移動装置、４１…圧着ツール、４２…圧着ツール移動機構、５０…撮像装置、５１…板状基材位置撮像部、５２…部品位置撮像部、５３…第１光学系、５３ａ…第１撮影口、５３ｄ…第１ライト、５４…第１カメラ、５５…第２光学系、５５ａ…第２撮影口、５５ｄ…第２ライト、５６…第２カメラ、６０…撮像装置支持移動装置、７０…支承台、８０…位置決め機構、８１…押え部、８２…駆動部、８３…連結部、Ａ…部品圧着装置、ＰＬ…液晶表示装置、Ｐｓ…装着部位。
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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