(57)【要約】【課題】ヒーターツールを高温に加熱しても熱圧着面に加わる圧力を均一に保ちつつ、ヒーターツールから装置本体へ伝わる熱を断熱することができるようにする。【解決手段】発熱源４を備える加熱部材３をワーク５に押し付け、ワークを熱圧着する熱圧着装置において、加熱部材を熱圧着装置の本体部に支持するための支持部材１と、支持部材と加熱部材との間に配置され、冷却媒体を通過させるための第１の流体通路７を備える断熱部材２とを具備する。【選択図】      図２
2005347303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱源を備える加熱部材をワークに押し付け、該ワークを熱圧着する熱圧着装置において、
前記加熱部材を前記熱圧着装置の本体部に支持するための支持部材と、
該支持部材と前記加熱部材との間に配置され、冷却媒体を通過させるための第１の流体通路を備える断熱部材と、
を具備することを特徴とする熱圧着装置。
【請求項２】
前記第１の流体通路を通過した冷却媒体は、前記断熱部材に接続された配管により外部に排出されることを特徴とする請求項１に記載の熱圧着装置。
【請求項３】
前記支持部材は、前記第１の流体通路に連通する第２の流体通路を備え、前記冷却媒体は、前記第２の流体通路から前記第１の流体通路に供給されることを特徴とする請求項１に記載の熱圧着装置。
【請求項４】
前記断熱部材は、前記加熱部材との間の中央部に空間を備え、前記支持部材と前記断熱部材と前記加熱部材とはそれらの端部で互いに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の熱圧着装置。
【請求項５】
前記冷却媒体は空気であることを特徴とする請求項１に記載の熱圧着装置。
【請求項６】
前記断熱部材は、金属材料から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱圧着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品や基板などのワークを熱圧着して接合する熱圧着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品や基板などのワークを相互に接合する方法としては、熱圧着による方法が知られている。この方法は、ワークの接合部を被接合部に対して所定の荷重で押しながらワークを加熱することにより、接合部を半田もしくは熱硬化性接着剤により接合するものである。従来の熱圧着装置は、図４に示す様に、高温に加熱した状態のヒーターツール１０３をワーク１０５に短時間押し当てて接合し、これを繰り返し行う様に構成されている。その場合、ヒーターツール１０３の熱が圧着装置本体に伝達されると、圧着装置本体の精度等に悪影響が出るため、ヒーターツール１０３から熱圧着装置本体側（保持部材１０１側）へ伝わる熱を断熱するために、断熱材１０２を備えている。
【特許文献１】特開２００１−３５８４５５号公報
【特許文献２】特開平１０−４１３４０号公報
【特許文献３】特開平８−２７４１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の従来例では、断熱材１０２として樹脂性の断熱材を使用しているために、経時熱劣化を起こし、組み付け精度が変化（熱収縮／割れ）する場合がある。また、耐久性においても、３７０℃という高温のもとで、繰り返し圧力を加えるために、断熱材１０２が炭化し、３０日間に１回程度の割合で断熱材の耐久の限界に至り割れが生じるため、断熱材１０２の交換が必要であった。また、工程管理上では、熱圧着されたワークの定時抜き取りによる手動電気検査及び、圧着面の感圧紙チェックを実施しているが、断熱材の熱劣化収縮等の精度変化による圧着不良は検出が困難な状況で、主に断熱材を定期的に交換することで対応していた。
【０００４】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒーターツールを高温に加熱しても熱圧着面に加わる圧力を均一に保ちつつ、ヒーターツールから装置本体へ伝わる熱を断熱することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる熱圧着装置は、発熱源を備える加熱部材をワークに押し付け、該ワークを熱圧着する熱圧着装置において、前記加熱部材を前記熱圧着装置の本体部に支持するための支持部材と、該支持部材と前記加熱部材との間に配置され、冷却媒体を通過させるための第１の流体通路を備える断熱部材と、を具備することを特徴とする。
【０００６】
また、この発明に係わる熱圧着装置において、前記第１の流体通路を通過した冷却媒体は、前記断熱部材に接続された配管により外部に排出されることを特徴とする。
また、この発明に係わる熱圧着装置において、前記支持部材は、前記第１の流体通路に連通する第２の流体通路を備え、前記冷却媒体は、前記第２の流体通路から前記第１の流体通路に供給されることを特徴とする。
【０００７】
また、この発明に係わる熱圧着装置において、前記断熱部材は、前記加熱部材との間の中央部に空間を備え、前記支持部材と前記断熱部材と前記加熱部材とはそれらの端部で互いに固定されていることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明に係わる熱圧着装置において、前記冷却媒体は空気であることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明に係わる熱圧着装置において、前記断熱部材は、金属材料から形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ヒーターツールを高温に加熱しても熱圧着面に加わる圧力を均一に保ちつつ、ヒーターツールから装置本体へ伝わる熱を断熱することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態に係わる電子部品のワーク熱圧着装置の斜視図であり、図２は熱圧着ヘッドの正面断面図、図３は熱圧着ヘッドの保持部部分の側断面図である。
【００１３】
まず、図１を参照してワーク熱圧着装置の構造について説明する。
【００１４】
圧着作業を行うための受け台９の上に、プリント基板５−１が置かれ、重ねて異方性導電膜５−３が載せられ、フレキシブル基板５−２が重ねられる。これらのプリント基板５−１、フレキシブル基板５−２、異方性導電膜５−３を合わせてワーク５と呼ぶことにする。このワーク５の上方にあり、Ｚ軸方向に昇降するシリンダロッド２０には、熱圧着ヘッド１６を保持する保持部１が固定されている。熱圧着ヘッド１６は、保持部１に装着された断熱ブロック２と、断熱ブロック２の下端部に装着されたヒーターツール（加熱部材）３とを備えている。シリンダロッド２０がＺ軸方向に駆動されることによって、ヒーターツール３がワーク５に対して降下する。そして、ワーク５のフレキシブル基板５−２を所定の荷重で押圧しながら、異方性導電膜５−３を加熱することにより、フレキシブル基板５−２がプリント基板５−１に熱圧着される。
【００１５】
図２及び図３を参照して、熱圧着ヘッドの構造について説明する。
【００１６】
熱圧着ヘッドの正面断面図である図２及び側断面図である図３に示す様に、保持部１の内部には、通気孔６が設けられており、エアーを外部から流し込むための通路を形成している。通気孔６は、正面から下に向かって保持部１を貫通し、断熱ブロック２の空気溜まり（凹形状部２ａ）まで達している。断熱ブロック２は、保持部１と接する側の中央部分に空気溜まりとなる凹形状部２ａを備えている。更に、通気孔７は、凹形状部２ａとともに、保持部１の側面の開口部７ａに連通する通路を形成しており、通気孔６から入ったエアーを配管８を介して外部に開放している。なお、配管８の後端には不図示のエアー吸引源が接続されている。この構成によれば、断熱ブロック２に従来のような樹脂材料でなく金属材料を使用した場合でも、断熱ブロック２内に常時冷却エアーを流すことにより、ヒーターツール３からの熱を断熱ブロック２と保持部１で分断することができ、ヒーターツール３の熱が熱圧着装置本体に伝達されることが防止される。
【００１７】
なお、保持部１と断熱ブロック２とヒーターツール３とをそれらの両端で固定して高温に加熱すると、熱膨張によりヒーターツール３の先端部中央が膨らんでしまう。これを回避するために、断熱ブロック２とヒーターツール３の間に切り欠いた空間２ｂを設けるとともに、エアーを保持部１の中央から流し込んで冷却する。これにより、ヒーターツール３の先端部中央の膨らみを緩和することができ、ヒーターツール３の先端部の全面でワーク５を均一に熱圧着することが出来る。
【００１８】
更に、図４に示す従来の断熱ブロック１０２では、樹脂系の断熱材を使用していることにより、経時熱劣化で収縮してヒーターツール３の先端位置の精度変化が起こったり、断熱ブロック２が欠けたりしていたのに対して、本実施形態の断熱ブロック２では、金属で形成しているので、繰り返し動作をしても、先端位置の精度変化が起きないで熱圧着することが出来る。
【００１９】
また、ヒーターツール３には、ヒーター４が挿入されており、例えば先端温度２００℃の温度調整をするために、ヒーターツール３の先端部に配置された熱電対１０（図１参照）により温度を検出しながら、ヒーター４を例えば３７０℃に加熱する。そして、ヒーターツール３の先端部でワーク５を全面均一に押圧して熱圧着する。
【００２０】
以上説明したように。本実施形態に係わるワーク熱圧着装置では、保持部に通気孔を設けて空気を流し込むことで断熱ブロックを冷却し、装置本体との熱分断を図ることができる。
【００２１】
また、従来の断熱材に比べて高温に加熱しても、熱収縮／割れを生ずることなくワークを均一に熱圧着できる。
【００２２】
また、保持部の中央部分からの冷却機能と断熱ブロックの中央部に空間を備えたことで、ヒーターツールの圧着面中央の出っ張りを緩和し、熱圧着面の位置精度を安定化させることができる。
【００２３】
これにより、本装置の設置時に、圧着面の位置出しを行えば、以後調整が不要になり、生産中の調整作業等の負荷低減ができ生産性向上につながる。
【００２４】
また、排気管（配管８）は、装置外部に引き回しているので、ゴミ等の進入もなく環境の清浄度を維持したまま生産を行なうことが出来る。
【００２５】
なお、上記の説明では、保持部と断熱ブロックの双方に通気孔を設けるように説明したが、断熱ブロックのみに通気孔を設けるようにしてもよい。
【００２６】
また、上記の説明では、冷却媒体として空気を使用する場合について説明したが、その他の気体や液体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係わる電子部品のワーク熱圧着装置の斜視図である。
【図２】熱圧着ヘッドの正面断面図である。
【図３】熱圧着ヘッドの保持部部分の側断面図である。
【図４】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  保持部
２  断熱ブロック 
３  ヒーターツール
４  ヒーター
５  ワーク
６  通気孔（供給）
７  通気孔（排出）
８  配管
９  受け台
１０  熱電対
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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