(57)【要約】【課題】この発明は液晶セルにＴＣＰを本圧着する前に、異方性導電部材が溶融硬化することがないようにした実装装置を提供することにある。【解決手段】液晶セル４の側辺部に熱硬化性樹脂の異方性導電部材によって仮圧着されたＴＣＰ６を本圧着するＴＣＰの実装装置であって、  上面に液晶セルをＴＣＰが仮圧着された側辺部を外方へ突出させて保持して搬送する搬送テーブル４７と、上下方向に駆動可能に設けられ搬送テーブルによって搬送位置決めされた液晶セルのＴＣＰが仮圧着された側辺部の下面を支持するバックアップツール１９と、バックアップツールの上昇方向の駆動と同期して下降方向に駆動され液晶セルのＴＣＰが仮圧着された部分の下面をバックアップツールが支持すると同時にＴＣＰを加圧して本圧着する加圧ツール１６を具備する。【選択図】    図１
2009081311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の側辺部に熱硬化性樹脂の異方性導電部材によって仮圧着された電子部品を本圧着する電子部品の実装装置であって、
上面に上記基板を上記電子部品が仮圧着された側辺部を外方へ突出させて保持して搬送する搬送テーブルと、
上下方向に駆動可能に設けられ上記搬送テーブルによって搬送位置決めされた上記基板の上記電子部品が仮圧着された側辺部の下面を支持するバックアップツールと、
上記バックアップツールの上昇方向の駆動と同期して下降方向に駆動され上記基板の上記電子部品が仮圧着された部分の下面を上記バックアップツールが支持すると同時に上記電子部品を加圧して本圧着する加圧ツールと
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置。
【請求項２】
上記搬送テーブルによって上記基板が位置決めされたときに、この基板の上記電子部品が仮圧着された側辺部が水平になるよう、その側辺部の下面の上記バックアップツールによって支持される部分よりも内方の部分の下面を支持する支持部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
【請求項３】
上記搬送テーブルは上下方向に駆動可能となっていて、上記基板を上昇位置から下降方向に駆動して上記基板の上記電子部品が仮圧着された側辺部の内方の部分を上記支持部材の上端面によって支持させることを特徴とする請求項２記載の電子部品の実装装置
【請求項４】
基板の側辺部に熱硬化性の異方性導電部材によって仮圧着された電子部品をバックアップツールと加圧ツールとで本圧着する電子部品の実装方法であって、
上記基板を搬送して上記電子部品が仮圧着された側辺部を上記バックアップツールと加圧ツールとの間に位置決めする工程と、
バックアップツールの上昇と加圧ツールの下降を同期させて行い、上記基板の上記電子部品が仮圧着された側辺部の下面を上記バックアップツールによって支持すると同時に上記側辺部の上記電子部品が仮圧着された部分の上面を上記加圧ツールで加圧する工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項５】
上記基板の側辺部を上記バックアップツールと加圧ツールとの間に位置決めするときに、上記基板の側辺部を水平に支持する工程を有することを特徴とする請求項５記載の電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は基板の側辺部に仮圧着された電子部品を本圧着する電子部品の実装装置及び実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、基板としての液晶セルには接着材料としての熱硬化性樹脂に金属粒子を混入してなる異方性導電部材を介して電子部品であるＴＣＰ（Tape Carrier Package）が圧着される。上記液晶セルは、２枚のガラス板をシール剤によって所定の間隔で接着し、これらガラス板間に液晶を封入するとともに、各ガラス板の外面にそれぞれ偏光板を貼着して構成される。そして、上記構成の液晶セルには、側辺部の上面に上記異方性導電部材を貼着し、この異方性導電部材上に上記ＴＣＰを仮圧着した後、本圧着するようにしている。
【０００３】
上記液晶セルの側辺部の上面にＴＣＰを本圧着する場合、まず、一側部にＴＣＰが仮圧着された液晶セルを搬送テーブルに供給載置する。ついで、上記液晶セルを搬送テーブルによって搬送し、ＴＣＰが仮圧着された一側部をバックアップツール上に位置決め載置したならば、バックアップツールの上方に配置された加圧ツールを下降させ、上記ＴＣＰを加圧するようにしている。
【０００４】
上記バックアップツールと加圧ツールにはヒータが設けられている。それによって、液晶セルの一側部をバックアップツール上に位置決めして加圧ツールによって加圧すれば、液晶セルの一側部に貼着された異方性導電部材が加圧されながら加熱されるから、この異方性導電部材が溶融してから硬化する。
【０００５】
それによって、上記ＴＣＰが上記液晶セルの一側部に接続固定される。つまり、上記ＴＣＰが上記液晶セルに本圧着されることになる。このような先行技術は特許文献１に示されている。
【特許文献１】特開２００５−１１６８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このようにしてＴＣＰを液晶セルに本圧着する場合、まず、ＴＣＰが異方性導電部材によって仮圧着された液晶セルの一側部がバックアップツール上に載置される。ついで、仮圧着されたＴＣＰが加圧ツールによって加圧されることになる。
【０００７】
そのため、バックアップツールがヒータによって高温度に加熱されていると、ＴＣＰが加圧ツールによって加圧される前に、上記異方性導電部材が上記バックアップツールからの熱影響を受けて部分的に硬化してしまうということになる。
【０００８】
異方性導電部材が加圧ツールによって加圧される前に硬化すると、ＴＣＰを加圧ツールによって加圧したときに、異方性導電部材の溶融変形が制限されるから、異方性導電部材に混入された金属粒子によるＴＣＰのリードと液晶セルのリードとの電気接続が確実に行われなくなるということがある。
【０００９】
そこで、従来はバックアップツールの加熱温度を加圧ツールの加熱温度よりも十分に低くし、バックアップツール上に載置された液晶セルの一側部に設けられた異方性導電部材が加圧ツールによって本圧着される前に硬化することがないようにしている。たとえば、加圧ツールの加熱温度を５００℃程度に設定し、バックアップツールの加熱温度を１００℃程度に設定するということが行われている。
【００１０】
しかしながら、最近では生産性の向上を図るために本圧着時における異方性導電部材の溶融硬化を短時間で行うようにするため、比較的低い加熱温度で溶融硬化する異方性導電部材が用いられるようになってきている。
【００１１】
そのため、バックアップツールの加熱温度を加圧ツールに比べて十分に低い温度に設定しても、本圧着が開始される前に異方性導電部材が溶融硬化してしまうため、ＴＣＰと液晶セルとのリードの接続不良を招くということがある。
【００１２】
バックアップツールの加熱温度を、異方性導電部材が溶融硬化しない温度まで十分に低下させ、本圧着が開始される前に異方性導電部材は溶融硬化するのを防止するということも考えられる。しかしながら、バックアップツールの加熱温度を低くし過ぎると、本圧着時に異方性導電部材が溶融硬化するまでに時間が掛かり過ぎることになるから、生産性が低下するということになる。
【００１３】
この発明は、本圧着前にバックアップツールの熱で異方性導電部材を溶融硬化させずに、生産性の向上を図ることができるようにした電子部品の実装装置及び実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、基板の側辺部に熱硬化性樹脂の異方性導電部材によって仮圧着された電子部品を本圧着する電子部品の実装装置であって、
上面に上記基板を上記電子部品が仮圧着された側辺部を外方へ突出させて保持して搬送する搬送テーブルと、
上下方向に駆動可能に設けられ上記搬送テーブルによって搬送位置決めされた上記基板の上記電子部品が仮圧着された側辺部の下面を支持するバックアップツールと、
上記バックアップツールの上昇方向の駆動と同期して下降方向に駆動され上記基板の上記電子部品が仮圧着された部分の下面を上記バックアップツールが支持すると同時に上記電子部品を加圧して本圧着する加圧ツールと
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置にある。
【００１５】
上記搬送テーブルによって上記基板が位置決めされたときに、この基板の上記電子部品が仮圧着された側辺部が水平になるよう、その側辺部の下面の上記バックアップツールによって支持される部分よりも内方の部分の下面を支持する支持部材が設けられていることが好ましい。
【００１６】
上記搬送テーブルは上下方向に駆動可能となっていて、上記基板を上昇位置から下降方向に駆動して上記基板の上記電子部品が仮圧着された側辺部の内方の部分を上記支持部材の上端面によって支持させることが好ましい。
【００１７】
この発明は、基板の側辺部に熱硬化性の異方性導電部材によって仮圧着された電子部品をバックアップツールと加圧ツールとで本圧着する電子部品の実装方法であって、
上記基板を搬送して上記電子部品が仮圧着された側辺部を上記バックアップツールと加圧ツールとの間に位置決めする工程と、
バックアップツールの上昇と加圧ツールの下降を同期させて行い、上記基板の上記電子部品が仮圧着された側辺部の下面を上記バックアップツールによって支持すると同時に上記側辺部の上記電子部品が仮圧着された部分の上面を上記加圧ツールで加圧する工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装方法にある。
【００１８】
上記基板の側辺部を上記バックアップツールと加圧ツールとの間に位置決めするときに、上記基板の側辺部を水平に支持する工程を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、バックアップツールの上昇と加圧ツールの下降を同期させ、バックアップツールによる基板の側辺部の下面の支持と、加圧ツールによる電子部品の加圧を同時に行わせるようにした。
【００２０】
そのため、本圧着が開始される前に、異方性導電部材がバックアップツールによって加熱されることがないから、電子部品の接続を確実に、しかも溶融硬化温度の低い異方性導電部材を用いて生産性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は実装装置の概略的構成を示す。この実装装置では、図４に示す基板としてのガラス製の液晶セル４の周縁部に、接着材料としてのテープ状の異方性導電部材５によって仮圧着された電子部品としての複数のＴＣＰ６が本圧着されるようになっている。
【００２３】
図１に示すように、上記実装装置は加圧手段としての圧着ユニット１１及び液晶セル４を水平方向（Ｘ、Ｙ方向）、回転方向（θ方向）及び上下方向（Ｚ方向）に駆動する位置決めユニット１２を備えている。上記圧着ユニット１１は架台１３を有し、この架台１３の上端に設けられた支持部１４には上部シリンダ１５が軸縁を垂直にして設けられている。この上部シリンダ１５のロッド１５ａには加圧ツール１６が設けられている。それによって、加圧ツール１６は上下方向に駆動可能となっている。
【００２４】
上記加圧ツール１６には第１のヒータ１６ａが設けられている。この第１のヒータ１６ａは上記加圧ツール１６を、たとえば５００℃に加熱するようになっている。  
上記加圧ツール１６の下方にはベース部材１７が設けられている。このベース部材１７の上端面には下部シリンダ１８が軸線を垂直にして設けられている。この下部シリンダ１８のロッド１８ａにはバックアップツール１９が設けられている。それによって、バックアップツール１９は上下方向に駆動可能となっている。
【００２５】
上記バックアップツール１９には第２のヒータ１９ａが設けられている。この第２のヒータ１９ａはバックアップツール１９を、たとえば１００℃に加熱するようになっている。
【００２６】
上記ベース部材１７には上記バックアップツール１９よりも上記位置決めユニット１２側に支持部材２０が立設されている。この支持部材２０の高さは上端面が下降位置にある上記バックアップツール１９の上端面よりも高い位置になるよう設定されている。
【００２７】
そして、後述するように本圧着時に上記支持部材２０の上端面によって上記液晶セル４のＴＣＰ６が仮圧着された側辺部の下面を支持すると、上昇限にある加圧ツール１６の下端面から液晶セル４の上面までの距離と、下降限にある上記バックアップツール１９の上端面から上記液晶セル４の下面までの距離が同じになるようになっている。
【００２８】
上記上部シリンダ１５と下部シリンダ１８は、図２に示すようにそれぞれ第１の制御弁２１と、第２の制御弁２２を介して圧縮空気が供給される。上記制御弁２１，２２は制御装置２３によって開閉が制御されるようになっている。それによって、各シリンダ１５，１８のロッド１８ａ，１５ａが進退駆動されるようになっている。
【００２９】
この実施の形態では、上記第１の制御弁２１と第２の制御弁２２は上記制御装置２３によって同期して駆動が制御される。それによって、加圧ツール１６の下降とバックアップツール１９の上昇が同時に行われるようになっている。
【００３０】
なお、上記加圧ツール１６とバックアップツール１９は、上記液晶セル４の側辺部に異方性導電部材５によって仮圧着された複数のＴＣＰ６を同時に本圧着することができる長さ寸法に設定され、上記支持部材２０も液晶セル４の側辺部の全長を支持することができる長さに設定されている。
【００３１】
上記位置決めユニット１２は上記圧着ユニット１１の側方に配置されている。この位置決めユニット１２はＸテーブル２８を有し、このＸテーブル２８にはＸ駆動源２９によってＸ方向に駆動されるＸ可動体３０が設けられている。なお、上記圧着ユニット１１と平行な方向をＸ方向とする。
【００３２】
上記Ｘ可動体３０の上面にはＹテーブル３１が一体的に設けられている。このＹテーブル３１の上面にはＹ可動体３２が設けられている。このＹ可動体３２は上記Ｙテーブル３１の一端に設けられたＹ駆動源３３によって矢印で示すＹ方向に沿って駆動されるようになっている。
【００３３】
上記Ｙ可動体３２には側面形状がクランク状の支持体３５が立設されている。この支持体３５の上端に設けられた支持部３６と上記Ｙ可動体３２との間にはねじ軸３７とガイド軸３８とが軸線を垂直にして設けられている。ねじ軸３７は回転可能に設けられ、ガイド軸３８は固定的に設けられている。
【００３４】
上記ねじ軸３７にはＺ可動体３９が螺合され、このＺ可動体３９には上記ガイド軸３８がスライド可能に挿通されている。したがって、ねじ軸３７を回転させれば、上記Ｚ可動体３９は回転することなく、上記ガイド軸３８に沿って上下動するようになっている。
【００３５】
上記ねじ軸３７の上端部は上記支持部３６の上面から突出し、その突出端には従動歯車４０が嵌着されている。この従動歯車４０には駆動歯車４１が噛合している。この駆動歯車４１は上記支持体３５に設けられたＺ駆動源４２の駆動軸４２ａに嵌着されている。したがって、Ｚ駆動源４２が作動してその駆動軸４２ａが回転すれば、噛合した一対の歯車４０、４１を介してねじ軸３７が回転されるから、上記Ｚ可動体３９が矢印で示すＺ方向に駆動されることになる。
【００３６】
上記Ｚ可動体３９にはＬ字状の取付け部材４４の一辺が固着されている。この取付け部材４４の水平となった他辺の上面にはθ駆動源４５によって垂直軸線を中心にして回転駆動されるθ可動体４６が設けられている。
【００３７】
上記θ可動体４６の上面には平面形状が矩形状の搬送テーブル４７が設けられている。この搬送テーブル４７は上記液晶セル４をたとえば真空吸着などによって保持できるようになっている。
【００３８】
なお、搬送テーブル４７に吸着保持された液晶セル４は、ＴＣＰ６が仮圧着された側辺部を、搬送テーブル４７のＹ方向に沿う側縁から外方へ突出させている。
【００３９】
図１に示すように、Ｙテーブル３１の上面にはレーザセンサなどからなる高さセンサ４８が設けられている。この高さセンサ４８は上記搬送テーブル４７に吸着支持された液晶セル４の下面の高さ、つまりＴＣＰ６が仮圧着された側辺部の下面の高さを検出するようになっている。
【００４０】
上記搬送テーブル４７の上方には、搬送テーブル４７に吸着保持された液晶セル４を撮像する撮像カメラ４９が配設されている。図２に示すように、上記高さセンサ４８の検出信号と、上記撮像カメラ４９の撮像信号は上記制御装置２３に入力される。
【００４１】
上記制御装置２３は、図２に示すように上記撮像カメラ４９からの撮像信号を画像処理して搬送テーブル４７に吸着保持された液晶セル４のＸ、Ｙ、θ方向の位置を算出し、その算出に基づいてＸ駆動源２９、Ｙ駆動源３３及びθ駆動源４５を駆動して、上記液晶セル４のＴＣＰ６が仮圧着された側辺部を上記加圧ツール１６と上記バックアップツール１９とに平行になるよう位置決めするようになっている。
【００４２】
さらに、上記制御装置２３は、上記高さセンサ４８からの検出信号によって液晶セル４の一側部の下面が図１に鎖線で示すように上記支持部材２０の上端面に支持される高さになるようＺ駆動源４２を駆動して上記搬送テーブル４７を下降方向に位置決めするようになっている。
【００４３】
つぎに、上記構成の実装装置によって液晶セル４の一辺部上面にＴＣＰ６を本圧着する手順を図３（ａ），（ｂ）を参照しながら説明する。  
まず、側辺部の上面に複数のＴＣＰ６が異方性導電部材５によって仮圧着された液晶セル４が図示しない受け渡し機構によって搬送テーブル４７に供給される。搬送テーブル４７に供給されて吸着保持された液晶セル４は、高さセンサ４８の検出信号及び撮像カメラ４９の撮像信号に基づいてＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に位置決めされる。
【００４４】
つまり、液晶セル４は、図３（ａ）に示すように、ＴＣＰ６が仮圧着された側辺部がバックアップツール１９の上方に対向するようＸ、Ｙ及びθ方向に位置決めされ、ついで、下降方向に駆動されてその側辺部の下面のＴＣＰ６が仮圧着された部分よりも内方の部分が支持部材２０の上端面に支持される高さになるようＺ方向下方に駆動される。それによって、液晶セル４の側辺部は下方へ撓むことなく、水平に支持されることになる。
【００４５】
液晶セル４の側辺部が支持部材２０によって支持されたとき、上昇限にある加圧ツール１６の下面から液晶セル４の上面までの距離Ｌ１と、下降限にあるバックアップツール１９の上面から液晶セル４の下面までの距離Ｌ２が同じになるよう、上記支持部材２０の上端面の高さに対し、上記加圧ツール１６の上昇限と上記バックアップツール１９の下降限の高さが設定されている。
【００４６】
液晶セル４が支持部材２０に対して位置決めされると、制御装置２３によって上部シリンダ１５と下部シリンダ１８が同期して駆動される。それによって、図３（ｂ）に示すように、加圧ツール１６が下降し、バックアップツール１９が上昇し、液晶セル４のＴＣＰ６が仮圧着された側辺部の下面がバックアップツール１９によって支持されると同時に、上面が加圧ツール１６によって加圧される。
【００４７】
加圧ツール１６とバックアップツール１９が駆動されると、液晶セル４にＴＣＰ６を仮圧着した異方性導電部材５は、加圧ツール１６に設けられた第１のヒータ１６ａと、バックアップツール１９に設けられた第２のヒータ１９ａとによって加熱されながら加圧される。それによって、上記異方性導電部材５が溶融硬化してＴＣＰ６が本圧着されることになる。
【００４８】
このように、ＴＣＰ６を本圧着するに際し、液晶セル４のＴＣＰ６が仮圧着された側辺部の上面と下面を、加圧ツーツ１６とバックアップツール１９によって同時に加圧加熱するようにしたから、ＴＣＰ６を液晶セル４に仮圧着した異方性導電部材５が加圧ツール１９によって加圧加熱される前に、バックアップツール１９に設けられた第２のヒータ１９ａによって加熱されて部分的に溶融硬化するのを防止できる。
【００４９】
そのため、本圧着時には異方性導電部材５が加圧ツーツ１６とバックアップツール１９との両者によって同時に溶融されて硬化することになるから、液晶セル４とＴＣＰ６のリードの電気的接続を確実に行うことができる。
【００５０】
しかも、異方性導電部材５がバックアップツール１９によって先に加熱されることがないから、低温度で溶融硬化する異方性導電部材５を用いることができる。それによって、本圧着時における異方性導電部材５の溶融硬化を短時間で行うことが可能となるから、本圧着に要するタクトタイムを短縮し、生産性を向上させることができる。
【００５１】
液晶セル４の側辺部を加圧ツール１６とバックアップツール１９で本圧着する前に、液晶セル４の側辺部のＴＣＰ６が仮圧着された部分よりも内方の部分の下面を支持部材２０によって支持するようにした。
【００５２】
それによって、液晶セル４の側辺部は上記支持部材２０によって下方へ撓むことなく水平に支持されるから、液晶セル４の側辺部に仮圧着されたＴＣＰ６を位置ずれが生じることなく精密に本圧着することができる。
【００５３】
液晶セル４の側辺部の下面を支持部材２０の上面に支持するとき、搬送テーブル４７をＺ方向上方から下降させるようにした。そのため、支持部材２０に支持される前に液晶セル４の側辺部が下方に撓んでいても、その側辺部を上記支持部材２０の上面に確実に支持することができる。
【００５４】
また、加圧ツール１６とバックアップツール１９との質量を同じにすれば、液晶セル４の本圧着を上記加圧ツール１６とバックアップツール１９とで同時に行うとき、液晶セル４とＴＣＰ６に上下方向から加わる荷重をほぼ同じにすることができる。それによって、本圧着時に液晶セル４が反るのが防止されるから、本圧着の精度を向上させることができる。
【００５５】
上記一実施の形態では高さセンサによって搬送テーブルに支持された液晶セルの一側部の下面の高さを検出し、その検出に基づいて液晶セルの一側部の下面が支持部材の上面に支持されるようＺ方向下方に駆動するようにしたが、支持部材の上面の高さは既知であるから、搬送テーブルが液晶セルを受け取るときの高さが予め分かっていれば、高さセンサがなくても、液晶セルの側辺部が支持部材の上面に支持されるよう、搬送テーブルをＺ方向下方に駆動することができる。
【００５６】
液晶セルが大型化し、加圧ツールとバックアップツールが長尺となる場合、加圧ツールとバックアップツールをそれぞれ複数のシリンダによって上下駆動する構成としてもよい。
【００５７】
また、加圧ツールとバックアップツールを上下駆動する手段はシリンダに限られず、サーボモータによってねじ軸を回転駆動し、このねじ軸の回転によって上下動させるようにしてもよく、その手段は限定されるものでない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明の一実施の形態を示す実装装置の全体構造の概略図。
【図２】制御系統のブロック図。
【図３】（ａ）は液晶セルの一側部を支持部材によって支持したときの図、（ｂ）は液晶セルを支持部材によって支持した後、液晶セルに仮圧着されたＴＣＰを本圧着するときの図。
【図４】液晶セルの平面図。
【符号の説明】
【００５９】
４…液晶セル（基板）、５…異方性導電部材、６…ＴＣＰ（部品）、１１…圧着ユニット、１２…位置決めユニット、１５…上部シリンダ、１６…加圧ツール、１８…下部シリンダ、１９…バックアップツール、２３…制御装置、４７…搬送テーブル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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