(57)【要約】【課題】保護シートの二度踏みを防止できる部品圧着装置を提供することを目的とする。【解決手段】保護シート４３をロール状態で保持する供給リール４２と、供給リール４２から引き出された保護シート４３の送り動作を行う送りローラ４５と、保護シート４３を送りローラ４５に押し付けるピンチローラ４６と、送りローラ４５が回転したときのピンチローラ４６の回転状態を検出する光センサ５０を備え、光センサ５０により検出されるピンチローラ４６の回転状態に基づいて、送りローラ４５による保護シート４３の送り状態に異常が生じているか否かを判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品が予め搭載された基板を所定位置に位置決めする基板位置決め部と、前記基板位置決め部により位置決めされた前記基板の上方をほぼ水平方向に延びて配置された保護シートと、前記保護シートの上方から下降して前記保護シートとともに前記部品を前記基板に押圧することにより前記部品を前記基板に圧着する圧着ツールとを備えた部品圧着装置であって、
前記保護シートをロール状態で保持する供給リールと、
前記供給リールから引き出された前記保護シートの送り動作を行う送りローラと、
前記保護シートを前記送りローラに押し付けるピンチローラと、
前記送りローラが回転したときの前記ピンチローラの回転状態を検出する回転状態検出手段とを備えたことを特徴とする部品圧着装置。
【請求項２】
前記回転状態検出手段により検出される前記ピンチローラの回転状態に基づいて、前記送りローラによる前記保護シートの送り状態に異常が生じているか否かを判定する判定部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の部品圧着装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記回転状態検出手段により検出される前記ピンチローラの回転状態を前記送りローラの回転状態と比較することにより、前記送りローラによる前記保護シートの送り状態に異常が生じているか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の部品圧着装置。
【請求項４】
前記保護シートに生じる送り状態の異常は前記送りローラと前記保護シートとの間の滑りに起因するものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の部品圧着装置。
【請求項５】
前記判定部により前記保護シートの送り状態に異常が生じていると判定された場合に所定の報知を行う報知手段を備えたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の部品圧着装置。
【請求項６】
前記判定部により前記保護シートの送り状態に異常が生じていると判定された場合に、前記送りローラの回転駆動を停止させる駆動停止手段を備えたことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の部品圧着装置。
【請求項７】
前記回転状態検出手段は、前記ピンチローラ又は前記ピンチローラと一体に回転する回転体の外周面の回転方向の移動量に基づいて前記ピンチローラの回転状態を検出することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の部品圧着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に予め搭載された部品を保護シートとともに基板に押圧して部品を基板に圧着する部品圧着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル製造ラインにおいて用いられる部品圧着装置は、パネル状の基板の縁部に予め搭載（仮圧着）された部品を基板に押圧することで、その部品を基板に圧着（本圧着）する装置である。部品はＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）と呼ばれる異方性導電部材から成る接着剤を介して基板上に搭載されており、部品の圧着動作時に圧着ツールにＡＣＦが付着しないようにするため、圧着ツールはその下方に設置された保護シートを介して部品を押圧するようになっている。
【０００３】
保護シートは供給リールにロール状態で保持されており、そこから引き出された保護シートは圧着ツールの下方を通るように案内される。保護シートのうち圧着ツールの直下に位置する部分は部品の圧着時に圧着ツールによって踏み付けられる踏付け部分となる。部品の圧着動作後には保護シートの送り動作を行って保護シートを供給リールから一定量だけ引き出し、圧着ツールによって踏み付けられて使用済みとなった踏付け部分を未使用の部分に更新して次の圧着動作に備える。保護シートは送りローラとピンチローラによって挟み込まれており、保護シートの送り動作は送りローラをモータ等により回転させて行う（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−８１５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の部品圧着装置において、送りローラと保護シートとの間に滑りが生じると、送りローラによる保護シートの送り量が予定していた量よりも小さくなって保護シートの更新は不完全なものとなる。保護シートの更新が不完全であると、圧着ツールが保護シートの同じ部分を踏み付けてしまう、いわゆる二度踏みが発生する。二度踏みが発生すると二度踏みされた基板が汚損されたり、圧着ツールによって踏み付けられて使用済みとなった踏付け部分のしわによって部品がずれて実装精度が低下したりするおそれがあるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、保護シートの二度踏みを防止できる部品圧着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の部品圧着装置は、部品が予め搭載された基板を所定位置に位置決めする基板位置決め部と、前記基板位置決め部により位置決めされた前記基板の上方をほぼ水平方向に延びて配置された保護シートと、前記保護シートの上方から下降して前記保護シートとともに前記部品を前記基板に押圧することにより前記部品を前記基板に圧着する圧着ツールとを備えた部品圧着装置であって、前記保護シートをロール状態で保持する供給リールと、前記供給リールから引き出された前記保護シートの送り動作を行う送りローラと、前記保護シートを前記送りローラに押し付けるピンチローラと、前記送りローラが回転したときの前記ピンチローラの回転状態を検出する回転状態検出手段とを備えた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、保護シートの二度踏みを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態における部品圧着装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態における部品圧着装置の要部側面図
【図３】本発明の一実施の形態における部品圧着装置が備える保護シート設置ユニットの斜視図
【図４】本発明の一実施の形態における部品圧着装置が備える保護シート設置ユニットの部分拡大斜視図
【図５】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品圧着装置の部分拡大図
【図６】本発明の一実施の形態における部品圧着装置の制御系統を示すブロック図
【図７】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品圧着装置において検出されるピンチローラの回転状態を示すグラフ
【図８】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品圧着装置の動作説明図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２に示す部品圧着装置１はパネル状の基板２の縁部に部品３を圧着（本圧着）する装置であり、図示しないＡＣＦを介して部品３が予め搭載（仮圧着）された基板２を受け入れて位置決めし、部品３を基板２に押圧する構成となっている。ここでは説明の便宜上、作業者ＯＰから見た部品圧着装置１の左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸とする。また、作業者ＯＰから見たＹ軸方向の手前側を部品圧着装置１の前方とし、Ｙ軸方向の奥側を部品圧着装置１の後方とする。
【００１１】
図１及び図２において、部品圧着装置１は、基台１１の前方領域に基板位置決め部１２を備えており、基板位置決め部１２の後方には門型フレーム１３とバックアップステージ１４、更にその後方にはセンサ取付けフレーム１５を備えている。基台１１の前方には、入出力装置としてのタッチパネル１６を備えている。
【００１２】
図１及び図２において、基板位置決め部１２は、部品３が予め搭載された基板２を所定位置に位置決めする機構であり、基板２を水平姿勢に保持する基板保持テーブル１２ａと、基板保持テーブル１２ａを水平姿勢に保ったまま三次元的に移動させるテーブル移動機構１２ｂを備えている。門型フレーム１３は基台１１の中央部の上方をＸ軸方向に延びる横架部１３ａを有しており、横架部１３ａの下面側には圧着機構２１が設けられている。バックアップステージ１４は圧着機構２１の下方に、Ｘ軸方向に延びて設けられており、圧着機構２１とバックアップステージ１４の間には保護シート設置ユニット２２が水平姿勢に設けられている。保護シート設置ユニット２２は基台１１上に設けられたユニット支持部２３に着脱して設置する構成となっている。
【００１３】
圧着機構２１は昇降モータ３１の作動によって昇降する昇降ベース３２を備えており、昇降ベース３２には複数（ここでは４つ）の圧着ツール３３がＸ軸方向に並んで設けられている。各圧着ツール３３はバックアップステージ１４の直上に位置しており、各圧着ツール３３に対応して設けられた加圧シリンダ３４によって個別に昇降される。各圧着ツール３３には図示しない加熱ヒータが内蔵されている。
【００１４】
図２及び図３において、保護シート設置ユニット２２は、外郭を形成するケース４１内に複数（ここでは圧着ツール３３の数に合わせて４つ）の供給リール４２を備えている。各供給リール４２は保護シート４３をロール状態で保持しており、ケース４１の前部領域に、回転軸をＸ軸方向に向けた状態でＸ軸方向に並んで設けられている。ケース４１内の前後方向の中間領域には複数の案内ローラ４４が設けられており、ケース４１内の後方領域には、１つの送りローラ４５と、複数（ここでは供給リール４２の数に合わせて４つ）のピンチローラ４６が設けられている。
【００１５】
図２及び図３において、複数の案内ローラ４４は、各供給リール４２から後方に引き出された保護シート４３をケース４１内の中間部においてほぼ水平姿勢になるように案内する。この保護シート４３のほぼ水平姿勢となるように案内された領域の中間部であって圧着ツール３３の直下に位置する部分は、後述する圧着ツール３３による部品３の押圧時において、圧着ツール３３によって踏み付けられる踏付け部分となる。送りローラ４５は回転軸をＸ軸方向に向けた状態で設けられており、保護シート４３のうち最後方に位置する案内ローラ４４よりも後方に延びた部分と接触している。
【００１６】
図２及び図３において、４つのピンチローラ４６は送りローラ４５の後方に配置されており、それぞれ回転軸をＸ軸方向に向けた状態でＸ軸方向に並んで設けられている。図４に示すように、各ピンチローラ４６は付勢ばね４６Ｓによって前方に付勢されることによって、保護シート４３を送りローラ４５に押し付けて密着させている。
【００１７】
図１及び図３において、ケース４１の外部には、送りローラ４５を回転駆動するローラ駆動手段としての駆動モータ４７が設けられている。駆動モータ４７により送りローラ４５がＸ軸回りに回転駆動されると（図２中に示す矢印Ａ）、保護シート４３は送りローラ４５により後方に引っ張られて供給リール４２から引き出され、後方に送られる。送りローラ４５を通過した保護シート４３は送りローラ４５によって巻き取られることなく、送りローラ４５の下方に導かれてケース４１の下方に排出される（図２）。
【００１８】
図４において、各ピンチローラ４６と一体となって回転する回転軸４６Ｊには、その回転軸４６Ｊと（すなわちピンチローラ４６と）同軸かつ一体に回転する回転体４８が設けられている。各回転体４８の外周面には、Ｘ軸方向に延びる複数の直線状のマーク４９が回転体４８の回転方向に一定間隔で平行に並んで設けられている。マーク４９は回転体４８の外周面上に描かれる線であってもよいし、回転体４８の外周面上に形成される凹状部又は凸状部等であってもよい。
【００１９】
図１及び図２において、基台１１上に設けられた前述のセンサ取付けフレーム１５の前面側には、複数（ここでは回転体４８の数に合わせて４つ）の光センサ５０が設けられている。４つの光センサ５０はそれぞれ対応するピンチローラ４６の後上方に位置しており、保護シート設置ユニット２２が圧着機構２１の下方に取り付けられた状態において、対応するピンチローラ４６に設けられた回転体４８の外周面に検査光軸を向けている（図２及び図４）。
【００２０】
前述のように、保護シート４３はピンチローラ４６によって送りローラ４５の外周面に押し付けられているため、送りローラ４５が回転角度θだけ回転（図５（ａ）→図５（ｂ））することによって後方に送られる保護シート４３の送り量Ｓ（保護シート４３上の２点Ｐ〜Ｑ間の長さ）は、送りローラ４５の回転角度θに対応する送りローラ４５の外表面の回転方向の移動量Ｌ（送りローラ４５の外周面の半径がＲである場合にはＬ＝Ｒ×θ）と一致する。このため保護シート４３の送り量は、送りローラ４５の回転角度をパラメータとして制御することができる。
【００２１】
送りローラ４５が保護シート４３の送り方向（図５（ｂ）中に示す矢印Ａ）に回転して保護シート４３が後方に送られると、その保護シート４３によってピンチローラ４６が送りローラ４５とは反対の方向（図５（ｂ）中に示す矢印Ｂ）に回転させられる。送りローラ４５が回転して保護シート４３が送られ、これに伴ってピンチローラ４６が回転すると、ピンチローラ４６の外周面はその回転方向に移動し、ピンチローラ４６の外周面に設けられた前述のマーク４９は光センサ５０の検査光軸を順次通過する。このため、光センサ５０により、送りローラ４５の回転に伴って回転するピンチローラ４６のマーク４９を検出することで、回転体４８の外周面の回転方向の移動量を検知でき、回転体４８、すなわちピンチローラ４６の回転状態を把握することができる。
【００２２】
すなわち本実施の形態において、光センサ５０は、ピンチローラ４６と一体に回転する回転体４８の外周面の回転方向の移動量に基づいてピンチローラ４６の回転状態を検出するものであり、送りローラ４５が回転したときのピンチローラの回転状態を検出する回転状態検出手段となっている。
【００２３】
図６において、テーブル移動機構１２ｂの作動制御、各昇降モータ３１の作動制御、各加圧シリンダ３４の作動制御及び駆動モータ４７の作動制御は、部品圧着装置１が備える制御装置６０の作動制御部６０ａが行う。各光センサ５０により検出された各ピンチローラ４６の回転状態の情報は制御装置６０に入力される。タッチパネル１６は制御装置６０との間で信号伝送が可能であり、作業者ＯＰはタッチパネル１６を通じて制御装置６０に情報を入力し、制御装置６０から出力された情報を視覚的に把握することができる。
【００２４】
図６において、制御装置６０は判定部６０ｂを備えている。判定部６０ｂは、光センサ５０により検出されるピンチローラ４６の回転状態の情報（直接的には回転体４８の外周面の回転方向の移動量）に基づいて、下記の要領により、送りローラ４５による保護シート４３の送り状態に異常が生じているか否かを判定する。
【００２５】
送りローラ４５が回転したときの送りローラ４５の外周面の回転方向の移動量は前述のように保護シート４３の送り量と一致し、更にはピンチローラ４６の外周面の回転方向の移動量とも一致する。但し、これは送りローラ４５と保護シート４３との間に滑りが生じていない場合であって、送りローラ４５と保護シート４３との間に滑りが生じている場合には、保護シート４３の送り量は、ピンチローラ４６の外周面の移動量とは一致するものの、送りローラ４５の外周面の移動量とは一致せず、保護シート４３の送り量は送りローラ４５の外周面の移動量よりも小さくなる。
【００２６】
このため、送りローラ４５と保護シート４３との間に滑りが生じているかどうかは、送りローラ４５の回転状態に対するピンチローラ４６の回転状態を検出すること（詳細には、光センサ５０により検出されるピンチローラ４６の回転状態を送りローラ４５の回転状態と比較すること）によって判定できる。すなわち、送りローラ４５を所定角度回転させたときに検出されるピンチローラ４６の外周面の回転方向の移動量が、送りローラ４５と保護シート４３との間に滑りがない場合に検出されるピンチローラ４６の外周面の移動量（規定の移動量とする）と同じあった場合には、送りローラ４５と保護シート４３との間に滑りは生じていないと判定できる。一方、送りローラ４５を所定角度回転させたときに検出されるピンチローラ４６の外周面の移動量が規定の移動量よりも小さかった場合には、送りローラ４５と保護シート４３との間に滑りが生じていると判定できる。
【００２７】
図７（ａ），（ｂ）は、送りローラ４５が２回転する間に光センサ５０が検出する回転体４８のマーク４９の検出状態（すなわちピンチローラ４６の回転状態）を示すグラフであり、グラフ中に示すパルス波形がマーク４９の検出を示している。図７（ａ）は送りローラ４５と保護シート４３との間に滑りが生じていない正常状態で送りローラ４５を２回転させた場合の例であり、送りローラ４５の１回転すると回転体４８のマーク４９が７回検出されることを示している。一方、図７（ｂ）は送りローラ４５の１回転目は正常状態であったが、２回転目に送りローラ４５と保護シート４３との間に滑りが生じた場合の例であり、送りローラ４５の１回転目にはマーク４９が７回検出されているが、２回転目には７回に満たない回数（４回）しか検出されていないことを示している。送りローラ４５が１回転してもマーク４９の検出回数が正常状態での回数に満たないときには、送りローラ４５と保護シート４３との間に滑りが生じていることになり、送りローラ４５による保護シート４３の送り状態に異常（送りローラ４５と保護シート４３との間の滑りに起因する異常）が生じたと判定できる。
【００２８】
部品圧着装置１による部品３の圧着動作では、先ず、駆動モータ４７が送りローラ４５を回転させ、各供給リール４２から引き出された保護シート４３のうち踏付け部分が未使用の部分となるようにする（図８（ａ））。次いで、昇降モータ３１が作動して昇降ベース３２を昇降させ、各圧着ツール３３を保護シート４３の上方の初期位置に位置させる（図８（ａ）中に示す矢印Ｃ）。各圧着ツール３３が初期位置に位置したら、基板２を保持した基板保持テーブル１２ａをテーブル移動機構１２ｂが移動させ（図８（ａ）中に示す矢印Ｄ）、ＡＣＦを介して予め基板２に搭載（仮圧着）されている部品３が対応する圧着ツール３３の下方（バックアップステージ１４の上方）に位置するように基板２を位置決めする。
【００２９】
上記のようにし基板２を位置決めしたら、加圧シリンダ３４は各圧着ツール３３を初期位置から押し下げる（図８（ｂ）中に示す矢印Ｅ）。これにより圧着ツール３３は保護シート４３の上方から下降し、保護シート４３とともに部品３を基板２に押圧する。この押圧時には部品３は基板２ごとバックアップステージ１４に押し付けられ（図８（ｂ））、ＡＣＦは圧着ツール３３に内蔵された加熱ヒータにより、部品３を通して加熱される。これにより部品３は基板２に圧着（本圧着）される。この圧着ツール３３による部品３の基板２への押圧時には、圧着ツール３３と部品３の間に保護シート４３の踏付け部分が介在するため、圧着ツール３３はＡＣＦとは接触せず、ＡＣＦの一部が圧着ツール３３に付着してしまうことはない。
【００３０】
圧着ツール３３により部品３を基板２に押圧したら、加圧シリンダ３４が圧着ツール３３を上昇させて初期位置に復帰させる（図８（ａ））。そして、圧着ツール３３が初期位置に位置したら、駆動モータ４７が送りローラ４５を回転駆動して（図８（ａ）中に示す矢印Ａ）、供給リール４２から一定量の保護シート４３を引き出することによって、保護シート４３の更新動作を行う。更新動作では、前回の圧着動作時に圧着ツール３３により踏み付けられて使用済みとなった踏付け部分が後方に送られ、保護シート４３の未使用の部分が新たな踏付け部分となるように、予め設定した回転角度で送りローラ４５を回転させる。保護シート４３の更新動作が終了したら、前述の手順（基板２の位置決めと圧着ツール３３による部品３の押圧）を繰り返し実行する。
【００３１】
上記保護シート４３の更新動作中、判定部６０ｂにより送りローラ４５による保護シート４３の送り状態に異常が生じていると判定された場合には、作動制御部６０ａは駆動モータ４７による送りローラ４５の回転駆動を停止させる。このように本実施の形態において、制御装置６０の作動制御部６０ａは、判定部６０ｂにより保護シート４３の送り状態に異常が生じていると判定された場合に、送りローラ４５の回転駆動を停止させる駆動停止手段となっている。
【００３２】
また、上記のように、判定部６０ｂにより送りローラ４５による保護シート４３の送り状態に異常が生じていると判定された場合には、制御装置６０の報知制御部６０ｃ（図６）は、タッチパネル１６を介して、送りローラ４５による保護シート４３の送り状態に異常が生じた旨を文字や音声等によって報知し、作業者ＯＰに保護シート設置ユニット２２の点検を促す。このときタッチパネル１６には送り状態に異常が生じた保護シート４３の位置を特定して報知する。このように本実施の形態において、制御装置６０の報知制御部６０ｃとタッチパネル１６は、制御装置６０の判定部６０ｂにより保護シート４３の送り状態に異常が生じていると判定された場合に所定の報知を行う報知手段７０となっている（図６）。
【００３３】
タッチパネル１６を介して保護シート４３の送り状態に異常が生じている旨の報知を受けた作業者ＯＰは、保護シート設置ユニット２２の点検を行い、必要に応じて送りローラ４５を新品に交換する等の処置を行う。なお、上記タッチパネル１６を介した報知では、図７（ｂ）で示したようなピンチローラ４６の回転状態を示すグラフを併せて表示するようにしてもよい。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態における部品圧着装置１では、光センサ５０が検出するピンチローラ４６の回転状態の情報に基づいて、送りローラ４５による保護シート４３の送り状態を把握することができ、送りローラ４５と保護シート４３との間に滑り等が生じて保護シート４３の送り状態に異常が生じているような場合であっても適切な処理を迅速に取ることができるので、保護シート４３の二度踏みによる製造中の基板２の汚損や実装精度の低下が確実に防止される。
【００３５】
これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、回転状態検出手段は、ピンチローラ４６と一体に回転する回転体４８の外周面の回転方向の移動量に基づいて（詳細には回転体４８の外周面に設けられたマーク４９を検出して）ピンチローラ４６の回転状態を検出する光センサ５０から成っていたが、ピンチローラ４６の回転状態を検出することができるものであれば他の手段、例えば、ピンチローラ４６の回転軸の回転状態を検出するエンコーダ等から成っていてもよい。
【００３６】
また、上述の実施の形態において、判定部６０ｂは、ピンチローラ４６の回転状態を送りローラ４５の回転状態と比較することにより、送りローラ４５による保護シート４３の送り状態に異常が生じているか否かを判定するようになっていたが、ピンチローラ４６の回転状態を他のもの（例えば、駆動モータ４７を作動させるパルス信号の出力状態）と比較することによって保護シート４３の送り状態の異常の有無を判定するようになっていてもよい。
【００３７】
また、前述の実施の形態では、報知手段はタッチパネル１６を通じて作業者ＯＰに報知するようになっていたが、ブザー等その他の手段を通じて作業者ＯＰに報知するようになっていてもよい。
【００３８】
また、前述の実施の形態では、ピンチローラ４６の回転状態を検出する回転状態検出手段として、ピンチローラ４６と一体に回転する回転体４８の回転位置を光センサ５０によって検出する構成となっていたが、ピンチローラ４６の外周面に複数のマーク４９を設け、そのピンチローラ４６の外周面に設けたマーク４９を光センサ５０によって検出するようにしてもよい。
【００３９】
また、前述の実施の形態では、二度踏みは送りローラ４５と保護シート４３との間に滑りが生じた場合に発生するとして説明したが、これ以外で発生する二度踏みも防止することができる。例えば、ロール状態で保持された保護シート４３の終端が巻き芯に粘着剤等で固定されている場合、その粘着剤の接着力によっては保護シート４３の終端が巻き芯から外れないことがある。その結果、保護シート４３が送られずに発生する二度踏みについてもこれを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
保護シートの二度踏みを防止できる部品圧着装置を提供する。
【符号の説明】
【００４１】
１  部品圧着装置
２  基板
３  部品
１２  基板位置決め部
３３  圧着ツール
４２  供給リール
４３  保護シート
４５  送りローラ
４６  ピンチローラ
４８  回転体
５０  光センサ（回転状態検出手段）
６０ａ  作動制御部（駆動停止手段）
６０ｂ  判定部
７０  報知手段
【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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