(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧部材と、押圧部材を加熱する加熱源と、押圧部材の押圧力を受ける受け部材とを有し、複数の被接着物を押圧部材と受け部材との間に配置し、押圧部材で押圧、加熱することによって、熱圧着して接合する熱圧着装置において、
前記受け部材が取付けられる回転軸および回転軸の両端を回転軸の軸線まわりに回転自在に軸支する一対の軸受を備え、前記受け部材を傾転自在に支持する支持部材と、
前記受け部材を、弾発的に支持して、ほぼ水平に保持する保持部材とを含み、
前記押圧部材が受け部材を押圧するとき、受け部材が、傾転することによって、被接着物が均一に押圧されることを特徴とする熱圧着装置。
【請求項２】
押圧部材と、押圧部材を加熱する加熱源と、押圧部材の押圧力を受ける受け部材とを有し、複数の被接着物を押圧部材と受け部材との間に配置し、押圧部材で押圧、加熱することによって、熱圧着して接合する熱圧着装置において、
所定の曲率半径を有する凹状部材および凹状部材の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する凸状部材を備え、凸状部材には前記受け部材が取付けられ、凹状部材の凹面上に、凸状部材の凸面が乗載され、前記受け部材を傾転自在に支持する支持部材と、
前記受け部材を、弾発的に支持して、凹状部材の凹面上に凸状部材の凸面を乗載させたままほぼ水平に保持する保持部材とを含み、
前記押圧部材が受け部材を押圧するとき、受け部材が、傾転することによって、被接着物が均一に押圧されることを特徴とする熱圧着装置。
【請求項３】
前記保持部材は、支持部材を中心とする受け部材の両側壁に弾発的に当接する一対の球体で受け部材を挟むことによって、受け部材をほぼ水平に保持す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】
前記受け部材は、断熱性を有するセラミックブロックであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の熱圧着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、携帯電話機やパーソナルコンピュータなどの電気機器の生産ラインで用いられ、複数の被接着物を熱圧着して接合する熱圧着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、一般的に使用されている熱圧着装置は、複数の被接着物を加熱して押圧する押圧部材と、この押圧部材の押圧力を受ける受け部材とを有し、この受け部材は、動かないように固定されていた。したがって接着作業前に、相互に対向する押圧部材の押圧面と、受け部材の受圧面との平行度を厳密に調整してから熱圧着作業を行う必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の熱圧着装置では、押圧面と受圧面との平行度の調整を、高精度に行うことは困難であり、また、接着作業時に平行度に狂いが生じると、平行度の修正ができないという問題があった。このように、平行度に狂いが生じると、被接着物に対して、押圧部材が片当たりを起こし、被接着物は、全面にわたって均一に接着されず、熱圧着品質が悪化するという欠点があった。
【０００４】
また、押圧部材をシリコンゴム製にすることによって、平行度の狂いを吸収して、接着する熱圧着装置が、実開平４−１０７０２８号公報に開示されている。この熱圧着装置では、被接着物の材料の歪みなどといった小さな平行度の狂いはシリコンゴムによって、吸収して修正することが可能であるが、受け部材のずれなどといった、大きな平行度の狂いを吸収して修正することは困難であった。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、被接着物を全面にわたって均一に押圧して、確実に均一に接着することができる熱圧着装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、押圧部材と、押圧部材を加熱する加熱源と、押圧部材の押圧力を受ける受け部材とを有し、複数の被接着物を押圧部材と受け部材との間に配置し、押圧部材で押圧、加熱することによって、熱圧着して接合する熱圧着装置において、
前記受け部材が取付けられる回転軸および回転軸の両端を回転軸の軸線まわりに回転自在に軸支する一対の軸受を備え、前記受け部材を傾転自在に支持する支持部材と、
前記受け部材を、弾発的に支持して、ほぼ水平に保持する保持部材とを含み、
前記押圧部材が受け部材を押圧するとき、受け部材が、傾転することによって、被接着物が均一に押圧されることを特徴とする熱圧着装置である。
【０００７】
本発明に従えば、熱圧着装置は、加熱源である押圧部材と、この押圧部材の押圧力を受ける受け部材と、この受け部材を傾転自在に支持する支持部材とを含む。複数の被接着物は、押圧部材と受け部材との間に配置され、押圧部材で押圧されることによって、熱圧着し、接合される。押圧部材と受け部材とが平行でないとき、押圧部材が受け部材に押当てられると、受け部材は傾転し、押圧部材に平行となる。このように押圧部材と受け部材とが平行になると、複数の被接着物は、均一に押圧され、均一に接着される。また、上記のように、接着作業時に平行度が、いわば自動的に調整されるので、従来技術のように、接着作業前に、平行度を厳密に調整する必要がない。したがって、作業効率も向上する。
【０００８】
支持部材は、回転軸と、この回転軸の両端を回転自在に軸支する一対の軸受とを有し、回転軸に受け部材が取付けられている。さらに受け部材は、保持部材によって、弾発的に支持されて、ほぼ水平に保持されている。これによって押圧部材が受け部材に押当てられると、押圧部材の押圧力によって、受け部材は回転軸の軸線まわりに回転し、押圧部材に平行となる。したがって、複数の被接着物は均一に接着される。さらに受け部材は、弾発的に支持されて、ほぼ水平に保持されているので、押し部材が押当てられたときに傾転する傾転角が小さく抑えられている。しかも回転軸が一対の軸受に軸支されることによって、受け部材は、回転軸の軸線まわりの傾転以外の変位が阻止されている。したがって受け部材は、押し部材が押当てられると、スムーズに傾転して、瞬時に押部材に対して平行となることができる。
【０００９】
また本発明は、押圧部材と、押圧部材を加熱する加熱源と、押圧部材の押圧力を受ける受け部材とを有し、複数の被接着物を押圧部材と受け部材との間に配置し、押圧部材で押圧、加熱することによって、熱圧着して接合する熱圧着装置において、
所定の曲率半径を有する凹状部材および凹状部材の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する凸状部材を備え、凸状部材には前記受け部材が取付けられ、凹状部材の凹面上に、凸状部材の凸面が乗載され、前記受け部材を傾転自在に支持する支持部材と、
前記受け部材を、弾発的に支持して、凹状部材の凹面上に凸状部材の凸面を乗載させたままほぼ水平に保持する保持部材とを含み、
前記押圧部材が受け部材を押圧するとき、受け部材が、傾転することによって、被接着物が均一に押圧されることを特徴とする熱圧着装置である。
【００１０】
本発明に従えば、熱圧着装置は、加熱源である押圧部材と、この押圧部材の押圧力を受ける受け部材と、この受け部材を傾転自在に支持する支持部材とを含む。複数の被接着物は、押圧部材と受け部材との間に配置され、押圧部材で押圧されることによって、熱圧着し、接合される。押圧部材と受け部材とが平行でないとき、押圧部材が受け部材に押当てられると、受け部材は傾転し、押圧部材に平行となる。このように押圧部材と受け部材とが平行になると、複数の被接着物は、均一に押圧され、均一に接着される。また、上記のように、接着作業時に平行度が、いわば自動的に調整されるので、従来技術のように、接着作業前に、平行度を厳密に調整する必要がない。したがって、作業効率も向上する。
【００１１】
支持部材は、所定の曲率半径を有する凹状部材と、この曲率半径よりも小さい曲率半径を有する凸状部材とを有し、凸状部材に受け部材が取付けられている。凹状部材の凹面上に、凸状部材の凸面が乗載され、さらに受け部材は、保持部材によって、弾発的に支持されて、凹状部材の凹面上に凸状部材の凸面を乗載させたままほぼ水平に保持されている。これによって押圧部材が受け部材に押当てられると、凸状部材が凹面に沿って自由に摺動しながら、受け部材が傾転し、押圧部材と受け部材とは平行になる。したがって、複数の被接着物は、均一に接着される。さらに受け部材は、弾発的に支持されて、ほぼ水平に保持されているので、押し部材が押当てられたときに傾転する傾転角が小さく抑えられている。しかも受け部材が保持部材によってほぼ水平に保持されても、凹状部材の凹面上に、凸状部材の凸面が乗載された状態にある。したがって受け部材は、押し部材が押当てられると、スムーズに傾転して、瞬時に押部材に対して平行となることができる。
【００１２】
また本発明は、前記保持部材は、支持部材を中心とする受け部材の両側壁に弾発的に当接する一対の球体で受け部材を挟むことによって、受け部材をほぼ水平に保持することを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、受け部材は、その両側壁に当接する一対の球体によって、挟まれているので、自然状態でほぼ水平に保持され、中立位置に緩やかに規制される。したがって小さい押圧力であっても、スムーズに傾動し、受け部材と押圧部材とが速やかに平行になる。
【００１４】
また本発明は、前記受け部材は、断熱性を有するセラミックブロックであることを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、受け部材は、断熱性を有するセラミックブロックであるので、加熱源である押圧部材の熱が効率よく複数の被接着物に作用し、複数の被接着物は、効率よく熱圧着される。また、セラミックブロックは、耐熱性、電気絶縁性および耐摩耗性に優れており、かつ高精度に加工できるという利点を有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態の熱圧着装置１の断面図であり、図２は図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図であり、図３は図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。熱圧着装置１は、積層された複数枚（本実施形態では２枚）の薄い平板状の第１，第２被接着物４，５を加熱しながら、押圧方向２０（図１の下方）に押圧することによって、熱圧着して、接着する装置である。第１，第２被接着物４，５は、たとえばＦＰＣ（フレキシブルプリント板）とＴＣＰ（Tape Carrier Package）である。特に、パーソナルデジタルセルラー（
Personal Digital Celler）などと呼ばれる携帯電話機の生産工程で好適に使用される装置である。
【００１７】
先ず、図１〜図３を参照して、熱圧着装置１の機械的構成について説明する。熱圧着装置１は、第１，第２被接着物４，５を加熱しながら押圧するピストンからなる押圧部材２と、この押圧部材２の駆動源であるシリンダ１９と、押圧部材２を加熱する加熱源２２と、第１，第２被接着物４，５が乗載される受け部材３と、この受け部材３を傾転自在に支持する支持部材６と、この支持部材６を固定する受け台１８とを含んで構成される。押圧部材２は、押圧方向２０およびその反対側の離反方向２４（図１の上方）に変位自在であり、加熱源２２によって所定の温度に加熱される。この押圧部材２の大径部の押圧方向２０側の一端面（図１の下方）は、第２被接着物５に接触する押圧面２１であり、凹凸のほとんどない滑らかな面に加工される。押圧部材２の駆動源であるシリンダ１９は、たとえばエアシリンダであって、このシリンダ１９に圧縮空気が供給されると、押圧部材２は押圧方向２０（図１の下方）に変位して、第１，第２被接着物４，５を押圧し、シリンダ１９の圧縮空気が排出されると、押圧部材２は離反方向２４（図１の上方）に変位する。
【００１８】
第１，第２被接着物４，５の間には、たとえば、はんだ、接着剤または接着フィルムが介在される。押圧部材２から与えられた熱と押圧力とによって、第１，第２被接着物４，５は、接着される。
【００１９】
受け台１８には、上方に臨んで開口し、長手方向（図１の左右方向）に延びる矩形の凹溝１５が形成され、この凹溝１５に受け部材３が収納される。
【００２０】
受け部材３は、長尺の矩形の部材であり、前記凹溝１５よりも小さく形成される。受け部材３の上面は、第１被接着物４が乗載され、押圧部材２の押圧力を受ける受圧面２３であり、凹凸のほとんどない滑らかな面に加工される。この受け部材３は、優れた断熱性を有し、さらに耐熱性、電気絶縁性、耐摩耗性および加工精度に優れたセラミックブロックから構成される。
【００２１】
支持部材６は、軸線１０まわりに回転する回転軸７と、この回転軸７の両端を回転自在に軸支する一対の軸受８，９とによって構成される。軸受８，９は、受け台１８に取付けられ、幅方向（図２の上下方向）両端部で、中心線１７上に配置される。この軸受８，９に回転軸７の両端部が軸支される。この回転軸７の中央部には、上方に臨む切欠き２５が形成され、この切欠き２５に、受け部材３の長手方向中央部が嵌め込まれて固定される。
【００２２】
このような支持部材６によって、受け部材３は凹溝１５内で傾転可能に支持される。この支持部材６に関して、両側の凹溝１５内には、ばね１１，１２が挿入される凹所１３，１４が形成される。これら一対のばね１１，１２が、それぞれ支持部材６に関して、受け部材３の両側を弾発的に持ち上げることによって、受け部材３は自然状態でほぼ水平に保持される。なお、これら一対のばね１１，１２は省略することもできる。
【００２３】
次に、熱圧着装置１の接着動作について説明する。まず、受け部材３の受圧面２３上に、第１被接着物４を乗載する。この第１被接着物４上に接着剤を乗せ、さらに第２被接着物５を重ね合わせる。その後、シリンダ１９を駆動して、押圧部材２を押圧方向２０（図１の下方）に変位させる。押圧部材２の押圧面２１と、受け部材３の受圧面２３とが平行でないとき、押圧部材２が受け部材３に押当たると、受け部材３は、押圧部材２に押圧されて、軸線１０まわりに傾転して、押圧面２１と受圧面２３とが平行となる。このとき、回転軸７は、軸受８，９によって軸支されているので、回転軸７は、スムーズに回転することができ、押圧面２１と受圧面２３とは、瞬時に平行となる。
【００２４】
上記のように、各部材が動作するので、従来技術で問題であった押圧部材２が、第１，第２被接着物４，５に対して片当たりするなどといった不具合が確実に解消され、第１，第２被接着物４，５は、全面にわたって均一に押圧され、均一に接着される。このように、押圧面２１と受圧面２３とが平行でない場合でも、接着作業時に平行度が、いわば自動的に調整されるので、従来技術のように接着動作の前に平行度を厳密に調整する必要がなくなる。したがって、作業効率も向上する。また、前述したように、受け部材３は、優れた断熱性を有するセラミックブロックであるので、押圧部材２の有する熱が、効率よく第１，第２被接着物４，５および接着剤に作用し、第１，第２被接着物４，５は、効率よく接着される。
【００２５】
図４は、本発明の他の実施の形態の熱圧着装置３０の断面図である。熱圧着装置３０では、支持部材３１のみが前述の実施の形態の熱圧着装置１と異なる部材であるため、その他の部材については、前述の実施の形態と同一の参照符号を付して、説明は省略する。支持部材３１は、所定の曲率半径を有する凹面を備えた凹状部材３４と、この曲率半径よりも小さい曲率半径を有する凸面を備えた凸状部材３２とによって構成される。凸状部材３２は、断面形状が、半円状の部材であり、受け部材３の受圧面２３とは反対側の面の長手方向（図４の左右方向）中央部で下方に臨んで取付けられる。凹状部材３４は、受け台１８の長手方向（図４の左右方向）中央部に形成され、凹溝１５内に形成される切欠き３６に、凹面３５を上方に臨ませ、嵌め込めれて固定される。この凹状部材３４の凹面上に、凸状部材３２の凸面３３が乗載される。
【００２６】
上記のように支持部材３１が構成されるので、押圧部材２の押圧面２１と受け部材３の受圧面２３とが平行でないときに、押圧部材２が受け部材３に押当たると、凸状部材３２は凹面３５に沿って自由に摺動し、受け部材３が傾転するので押圧面２１と受圧面２３とが平行になる。したがって、前述の実施の形態の熱圧着装置１と同様に、第１，第２被接着物４，５は、全面にわたって、均一に押圧され、均一に接着される。また、接着作業時に平行度が、いわば自動的に調整されるので、接着作業前に、平行度を厳密に調整する必要がない。
【００２７】
図５は、本発明のさらに他の実施の形態の熱圧着装置５０の断面図である。熱圧着装置５０において、前述の熱圧着装置１と同一の作用を有する部材については、同一に参照符号を付して、説明は省略する。熱圧着装置５０は、受け部材３を下方から弾発支持する前述の一対のばね１１，１２に代えて、受け部材３の長手方向（図５の左右方向）両側壁に弾発的に当接する一対の球体５１，５２で受け部材を挟んで支持することを特徴とする。この一対の球体５１，５２は、凹溝１５を構成する内周壁に固定された同一のばね力を有するばね５３，５４によって、長手方向（図５の左右方向）に平行に相互に近接するようにばね付勢される。
【００２８】
上記のように構成されることによって、受け部材３は、自然状態でほぼ水平に保持され、中立位置に緩やかに規制される。したがって、小さい押圧力で押圧部材２が受け部材３を押圧したときでもスムーズに傾転し、受け部材３の受圧面２３と、押圧部材２の押圧面２１とが速やかに平行となる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、押圧部材と受け部材とが平行でないときに、押圧部材が受け部材に押当てられると、受け部材は、押圧部材に押圧されて傾転し、押圧部材と平行になる。したがって、複数の被接着物は、押圧部材に均一に押圧されることになり、均一に接着される。このように、接着時に、平行度が、いわば自動的に調整されるので、接着作業前に、平行度を厳密に調整する必要がなくなり、作業効率が向上する。
さらに受け部材は、保持部材によって、弾発的に支持されて、ほぼ水平に保持されているので、押し部材が押当てられたときに傾転する傾転角が小さく抑えられている。しかも回転軸が一対の軸受に軸支されることによって、受け部材は、回転軸の軸線まわりの傾転以外の変位が阻止されている。したがって受け部材は、押し部材が押当てられると、スムーズに傾転して、瞬時に押圧部材に対して平行となることができる。
【００３０】
また本発明によれば、押圧部材と受け部材とが平行でないときに、押圧部材が受け部材に押当てられると、受け部材は、押圧部材に押圧されて傾転し、押圧部材と平行になる。したがって、複数の被接着物は、押圧部材に均一に押圧されることになり、均一に接着される。このように、接着時に、平行度が、いわば自動的に調整されるので、接着作業前に、平行度を厳密に調整する必要がなくなり、作業効率が向上する。
【００３１】
さらに受け部材は、弾発的に支持されて、ほぼ水平に保持されているので、押し部材が押当てられたときに傾転する傾転角が小さく抑えられている。しかも受け部材が保持部材によってほぼ水平に保持されても、凹状部材の凹面上に、凸状部材の凸面が乗載された状態にある。したがって受け部材は、押し部材が押当てられると、スムーズに傾転して、瞬時に押部材に対して平行となることができる。
【００３２】
また本発明によれば、受け部材は、その両側壁に当接する一対の球体によって、挟まれているので、自然状態でほぼ水平に保持され、中立位置に緩やかに規制される。したがって小さい押圧力であっても、スムーズに傾動し、受け部材と押圧部材とが速やかに平行になる。
【００３３】
また本発明によれば、受け部材は断熱性を有するセラミックブロックであるので、押圧部材の有する熱が、複数の被接着物に効率よく作用し、効率よく接着される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の熱圧着装置１の断面図である。
【図２】図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。
【図３】図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の熱圧着装置３０の断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態の熱圧着装置５０の断面図である。
【符号の説明】
１，３０，５０  熱圧着装置
２  押圧部材
３  受け部材
４  第１被接着物
５  第２被接着物
６，３１  支持部材
７  回転軸
８，９  軸受
１０  軸線
１１，１２，５３，５４  ばね
１３，１４  凹所
１５  凹溝
１８  受け台
１９  シリンダ
２０  押圧方向
２１  押圧面
２２  加熱源
２３  受圧面
２４  離反方向
２５，３６  切欠き
３２  凸状部材
３３  凸面
３４  凹状部材
３５  凹面
５１，５２  球体
【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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