(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークをセットするためのステージと、ワークに対して加熱及び加圧を行うための加熱加圧ヘッド部と、該加熱加圧ヘッド部をワークに対して弾性的に押圧する加圧部と、前記加熱加圧ヘッド部及び前記加圧部を前記ワークに対して移動すると共に位置決めする送り部とを備えた電子部品の加熱加圧接着装置であって、
前記加熱加圧ヘッド部の質量を相殺するためのフローティングシリンダを有することを特徴とする
電子部品の加熱加圧接着装置。
【請求項２】
前記加圧部はエアシリンダを備え、前記エアシリンダの押圧力が前記加熱加圧ヘッド部に直接伝達されるように構成されていることを特徴とする
請求項１記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
【請求項３】
前記エアシリンダの可動端に備えられた加圧片と前記加熱加圧ヘッド部に備えられた受圧片とが対向するように配置され、前記加圧片が前記受圧片に当接することによって前記エアシリンダの押圧力が前記加熱加圧ヘッド部に伝達され、かつ、前記受圧片に対する前記加圧片の可動範囲を規制する手段が備えられていることを特徴とする
請求項２記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
【請求項４】
前記加熱加圧ヘッド部のワークとの接触面が前記ステージの基準面に対して平行であることを確保するための平行調整機構を備えていることを特徴とする
請求項１記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
【請求項５】
前記平行調整機構は、互いに直交するＸ軸及びＹ軸の両方向に独立して調整可能であり、同一方向から回転操作されるＸ軸調整螺子とＹ軸調整螺子を備え、
Ｘ軸方向の平行調整機構は、前記Ｘ軸調整螺子の回転に伴ってその軸方向に移動するＸ軸調整片と、略直方体ブロックのＸ軸方向一側面及びＹ軸方向両側面に開口し前記Ｘ軸調整片の傾斜面と摺動する傾斜面を有するテーパ溝部と、前記Ｘ軸調整片の移動に伴って前記テーパ溝部の開口が広がる方向に変形するのを許容する構造と、前記テーパ溝部の開口を狭める方向に弾性体を介して加圧する構造とを備え、
Ｙ軸方向の平行調整機構は、前記Ｙ軸調整螺子の回転に伴ってその軸方向に移動するＹ軸調整片と、略直方体ブロックのＹ軸方向一側面及びＸ軸方向両側面に開口し前記Ｙ軸調整片の傾斜面と摺動する傾斜面を有するテーパ溝部と、前記Ｙ軸調整片の移動に伴って前記テーパ溝部の開口が広がる方向に変形するのを許容する構造と、前記テーパ溝部の開口を狭める方向に弾性体を介して加圧する構造とを備えていることを特徴とする
請求項４記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
【請求項６】
前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの平行調整機構において、固定側のブラケットに前記調整螺子が螺合し、前記調整螺子の先端部に前記調整片が相対回動自在に接続され、前記調整螺子が回転によってその軸方向に移動し、前記調整片を前記軸方向に移動させるように構成されていることを特徴とする
請求項５記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
【請求項７】
前記送り部は、ボール螺子ユニットとサーボモータを有し、前記ボール螺子ユニットの回転側が前記サーボモータの回転軸に接続され、前記ボール螺子ユニットの可動側が前記加圧部に接続されていることを特徴とする
請求項１記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
【請求項８】
前記加圧部を構成する要素のうち、加圧用のエアシリンダを含む加圧ユニットが位置決め調整無しに交換可能であることを特徴とする
請求項１記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
【請求項９】
前記エアシリンダの動作力が段階的に異なる複数種類の加圧ユニットを交換することにより、１５０ｇ〜３０ｋｇの加圧力に対応可能であることを特徴とする
請求項８記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
【請求項１０】
前記加熱加圧ヘッド部及び前記加圧部を複数組備え、複数の前記加熱加圧ヘッド部が３０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内の所定ピッチで配設されていることを特徴とする
請求項１記載の電子部品の加熱加圧接着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品のような複数のワークを加熱加圧して互いに接着固定し、あるいは接着固定と同時に各端子間の電気接続を形成するための加熱加圧接着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の加熱加圧接着装置は、例えば、集積回路のような表面実装タイプのチップ部品や他の電子部品（以下、単に「電子部品」又は「チップ部品」という）をガラス基板や樹脂基板のようなプリント回路基板等（以下、単に「基板」という）に実装する際に使用される。電子部品と基板との間に半田ペーストや導電性樹脂、異方性導電テープ等の接着層を挟んだ状態で、両者を加熱加圧することにより、電子部品が基板に接着固定され、あるいは接着固定と同時に両者の各端子間の電気接続が形成される。
【０００３】
図７に、従来の電子部品の加熱加圧接着装置における加圧部の構造を示す。この加熱加圧接着装置は、直動案内装置１００に沿って上下方向に案内される可動ブロック１０１と、同じく直動案内装置１００に沿って上下方向に案内されるスライダ１０７を備えている。可動ブロック１０１には、プレート１０２を介してシリンダ１０３が固定されていると共に、支点ピン１０５周りに揺動するレバー１０４が設けられている。レバー１０４の揺動上端部には、シリンダ１０３の可動端部に当接するローラフォロア１０６が設けられ、揺動下端部は、スライダ１０７の上端部に設けられた受圧ローラ１０８に当接している。また、レバー１０４に固定されたばね掛け１１１とスライダ１０７に固定されたばね掛け１０９との間に引張りばね１１０が掛けられている。
【０００４】
上記のような構造によれば、シリンダ１０３のピストンが伸張して可動先端部が図７において右方向に移動すると、レバー１０４の揺動上端部（ローラフォロア１０６）が右方向に押される。その結果、レバー１０４の揺動下端部が受圧ローラ１０８を介してスライダ１０７を押し下げるように作用する。このとき、引張りばね１１０には、上記の動作方向と逆方向の力をレバー１０４に与える復元力が発生する。
【０００５】
スライダ１０７には、加熱加圧ヘッド（図示せず）が固定されており、スライダ１０７が上記の動作によって押し下げられると、加熱加圧ヘッドの先端部がワーク（チップ部品）に当接し、基板に対してチップ部品を押圧する。また、加熱加圧ヘッドの先端部に装着された加熱用ヒータによってチップ部品が加熱される。この結果、チップ部品と基板との間に挟まれた接着層が所定の膜厚まで加熱圧縮され、チップ部品が基板に接着固定される。あるいは、接着固定と同時にチップ部品の各端子とプリント基板のランドとの電気接続が形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような加熱加圧接着装置において、チップ部品に過度のストレスを与えることなく確実にチップ部品を基板に接着する必要がある。また、チップ部品の各端子とプリント基板のランドとの電気接続を確実なものとする必要がある。このためには、加熱加圧ヘッドがチップ部品に与える加圧力、ひいては接着後の接着層の膜厚が適正な範囲内になるように管理することが重要である。特に、異方性導電テープを用いてチップ部品とプリント回路基板との接着及び端子・ランド間の電気接続を行う場合は、接着後の接着層の膜厚をプラス／マイナス数ミクロンのばらつき範囲に抑えることが要求されている。
他方、加熱加圧接着装置の汎用性を確保して、チップ部品の大きさ、プリント回路基板の種類、使用する接着層の種類等の条件が異なっても、同じ加熱加圧接着装置を使用できるようにすることが望ましい。このため、加熱加圧ヘッドがチップ部品に与える加圧力が、例えば１５０ｇから３０ｋｇといった広範囲にわたって可変であることが要求される。このような広範囲にわたる加圧力を確保する場合は、特に小さな加圧力において上記のような接着後の接着層の膜厚を所定のばらつき範囲に抑えることがむずかしくなる。
【０００７】
図７に示した従来の加熱加圧接着装置の加圧部の構造では、上記のような要求を満たすことが困難であり、その要因として、下記のような点が挙げられる。
【０００８】
第１に、レバー１０４を用いた倍力機構を介してシリンダ１０３の力を加熱加圧ヘッドのスライダ１０７に伝達するので、小さな加圧力における加圧力の調整を正確に行うことがむずかしい。
【０００９】
第２に、レバー１０４とスライダ１０７との間に設けられた引張りばね１１０の働きによって加熱加圧ヘッド及びスライダ１０７の質量の影響（慣性力）を緩和しているものの、完全に相殺することがむずかしい。特に、引張りばね１１０のばね定数にばらつきや経時変化があるため、加熱加圧ヘッド及びスライダ１０７の質量の影響（慣性力）を完全に取り除くことは困難である。その結果、シリンダ１０３の駆動時の過渡期に加圧力が一時的に定常状態より高くなるオーバーシュートが大きくなりやすい。オーバーシュートが大きすぎると、チップ部品に過度のストレスがかかる。特に、近年はチップ部品の薄型化が進んでいるので、オーバーシュートによってチップ部品が破損するおそれもある。
【００１０】
本発明は、上記のような従来の課題に鑑みてなされたものであり、加圧力のオーバーシュート及びばらつきを抑えて、接着後の接着層の膜厚を精度良く制御することが可能な新規な構造を有する加熱加圧接着装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子部品の加熱加圧接着装置は、ワークをセットするためのステージと、ワークに対して加熱及び加圧を行うための加熱加圧ヘッド部と、該加熱加圧ヘッド部をワークに対して弾性的に押圧する加圧部と、前記加熱加圧ヘッド部及び前記加圧部を前記ワークに対して移動すると共に位置決めする送り部とを備えた電子部品の加熱加圧接着装置において、前記加熱加圧ヘッド部の質量を相殺するためのフローティングシリンダを有することを特徴とする。
【００１２】
このような構造によれば、加圧部によるワークへの加圧力の制御と送り部による加熱加圧ヘッド部のワークに対する移動量の制御とを独立して行うことができるので、接着後の接着層の膜厚を精度良く制御することが可能になる。すなわち、送り部によって加熱加圧ヘッド部がワークに向かって下降しワークに接触すると、ワークを介して接着層が加熱される。送り部による加熱加圧ヘッド部の下降移動量（下限位置）は、接着後の接着層の膜厚が適正範囲内に入る値に設定されている。熱伝導の遅れによって接着層が溶融するまでの間は、送り部による加熱加圧ヘッド部の下降移動量の設定値と実際の加熱加圧ヘッド部の下降量との差は加圧部の弾性力が吸収する。やがて接着層が溶融すると、加圧部の弾性力（復元力）によって加熱加圧ヘッド部が所定の下限位置まで下降し、接着後の接着層の膜厚が適正範囲内に入るように制御される。
【００１３】
更に、加熱加圧ヘッド部の質量を相殺するためのフローティングシリンダを備えているので、図７に示した従来例の構造のように引張りばねを用いて加熱加圧ヘッド部の質量を相殺する構造に比べて、ばね定数等の影響に左右されることなく加熱加圧ヘッド部の質量（慣性）の影響を略完全に取り除くことが可能になる。その結果、加圧過渡期に発生する加圧力のオーバーシュートを大幅に低減することができる。
【００１４】
別の好ましい実施形態として、前記加圧部はエアシリンダを備え、前記エアシリンダの押圧力が前記加熱加圧ヘッド部に直接伝達されるように構成されている。このような構造によれば、図７に示した従来例の構造のようにレバーのような倍力機構を介してエアシリンダの押圧力が加熱加圧ヘッド部に伝達される構造に比べて、小さな加圧力の範囲内で使用する場合であっても加圧力の調整を正確に行うことができる。
【００１５】
更に好ましくは、前記エアシリンダの可動端に備えられた加圧片と前記加熱加圧ヘッド部に備えられた受圧片とが対向するように配置され、前記加圧片が前記受圧片に当接することによって前記エアシリンダの押圧力が前記加熱加圧ヘッド部に伝達され、かつ、前記受圧片に対する前記加圧片の可動範囲を規制する手段が備えられている。
【００１６】
このような構造によれば、加圧部と加熱加圧ヘッド部とが直結していないので、加圧部の質量がフローティングシリンダによる加熱加圧ヘッド部の質量の相殺作用に悪影響を及ぼすことがない。また、加圧部が加熱加圧ヘッド部を引き上げる動作は、受圧片に対する前記加圧片の可動範囲を規制する手段を介して行われる。
【００１７】
別の好ましい構造として、前記加熱加圧ヘッド部のワークとの接触面が前記ステージの基準面に対して平行であることを確保するための平行調整機構を備えている。このような構造によれば、ワークの接着後における接着層の膜厚のばらつきを抑えて、更に精度良く制御することが可能になる。
【００１８】
更に好ましくは、前記平行調整機構は、互いに直交するＸ軸及びＹ軸の両方向に独立して調整可能であり、同一方向から回転操作されるＸ軸調整螺子とＹ軸調整螺子を備え、Ｘ軸方向の平行調整機構は、前記Ｘ軸調整螺子の回転に伴ってその軸方向に移動するＸ軸調整片と、略直方体ブロックのＸ軸方向一側面及びＹ軸方向両側面に開口し前記Ｘ軸調整片の傾斜面と摺動する傾斜面を有するテーパ溝部と、前記Ｘ軸調整片の移動に伴って前記テーパ溝部の開口が広がる方向に変形するのを許容する構造と、前記テーパ溝部の開口を狭める方向に弾性体を介して加圧する構造とを備え、Ｙ軸方向の平行調整機構は、前記Ｙ軸調整螺子の回転に伴ってその軸方向に移動するＹ軸調整片と、略直方体ブロックのＹ軸方向一側面及びＸ軸方向両側面に開口し前記Ｙ軸調整片の傾斜面と摺動する傾斜面を有するテーパ溝部と、前記Ｙ軸調整片の移動に伴って前記テーパ溝部の開口が広がる方向に変形するのを許容する構造と、前記テーパ溝部の開口を狭める方向に弾性体を介して加圧する構造とを備えている。
【００１９】
このような構造によれば、Ｘ軸及びＹ軸の両方向に独立して接着後の接着層の膜厚を調整可能であり、かつ、同一方向（例えば装置の前方）からＸ軸及びＹ軸の両方向の調整を行うことができるので、調整作業の作業性が良い。また、上記のようなユニークな構造により、平行調整機構をコンパクトに仕上げることができる。
【００２０】
更に好ましくは、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの平行調整機構において、固定側のブラケットに前記調整螺子が螺合し、前記調整螺子の先端部に前記調整片が相対回動自在に接続され、前記調整螺子が回転によってその軸方向に移動し、前記調整片を前記軸方向に移動させるように構成されている。このような構造によれば、調整螺子と調整片とが一体に構成されている場合に比べて、両者間の熱伝導が少なくなるので、温度が平行調整に及ぼす悪影響を小さくすることができる。
【００２１】
別の好ましい構造として、前記送り部は、ボール螺子ユニットとサーボモータを有し、前記ボール螺子ユニットの回転側が前記サーボモータの回転軸に接続され、前記ボール螺子ユニットの可動側が前記加圧部に接続されている。このような構造によれば、送り部による加熱加圧ヘッド部の下降移動量の制御を高い精度で行うことができる。これにより、ワークの接着後における接着層の膜厚を精度良く制御することが可能になる。
【００２２】
別の好ましい構造として、前記加圧部を構成する要素のうち、加圧用のエアシリンダを含む加圧ユニットが位置決め調整無しに交換可能であることを特徴とする。このような構造によれば、チップ部品の大きさ、プリント回路基板の種類、使用する接着層の種類等の条件に応じて要求される広い範囲の加圧力に対応することが可能になり、加熱加圧接着装置の汎用性を確保することができる。
【００２３】
例えば、前記エアシリンダの動作力が段階的に異なる複数種類の加圧ユニットを交換することにより、１５０ｇ〜３０ｋｇの加圧力に対応可能であることが好ましい。なお、前述のように、加圧部と加熱加圧ヘッド部とが直結していない構造をとることにより、加圧ユニットの交換が容易になる。
【００２４】
別の好ましい構造として、前記加熱加圧ヘッド部及び前記加圧部を複数組備え、複数の前記加熱加圧ヘッド部が３０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内の所定ピッチで配設されている。このような構造によれば、複数のワークをステージに並べてセットし、同時に加熱加圧接着を行うことができる。なお、前述のように平行調整機構をコンパクトに構成することにより、複数の前記加熱加圧ヘッド部を比較的狭いピッチで配設することが可能になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係る電子部品の加熱加圧接着装置の全体構成を示す斜視図である。ベースプレート１の上に、ワークＷＫをセットするためのステージ３と、このステージ３をＸ軸方向に移動させるステージ送りユニット２が設けられている。ステージ送りユニット２は、サーボモータとボール螺子機構を用いて精度良くステージ３を変位させることができる。なお、図１では省略しているが、ステージ３をＹ軸方向に移動させる同様のステージ送りユニットも設けられている。
【００２７】
ワークＷＫは集積回路のような表面実装タイプのチップ部品や他の電子部品（以下、単に「電子部品」又は「チップ部品」という）であり、半田ペーストや導電性樹脂、異方性導電テープ等の接着層を挟んで接着対象の基板（例えばガラス基板や樹脂基板のようなプリント回路基板）の所定位置に置かれている。なお、「ワーク」という場合に、チップ部品だけでなくその接着対象（プリント回路基板等）を指すこともある。本実施形態の加熱加圧接着装置は、上記のような複数のワークを加熱加圧して互いに接着固定すると共に各端子間の電気接続を形成するための装置である。
【００２８】
図２は、図１に示した加熱加圧接着装置の主要部の側面図である。以下、図１及び図２を参照して本実施形態の加熱加圧接着装置の構造を詳細に説明する。ステージ３上において、ワークＷＫの上方に加熱加圧ヘッド部のワーク加圧片５０が位置している。ワーク加圧片５０は、ワークＷＫに接触してワークＷＫを加熱すると共に、ワークＷＫを下方に（接着対象の基板に向けて）押圧するためのものであり、加熱用のヒータ４８が組み込まれた加熱ブロック４７に固定されている。また、ワーク加圧片５０を所定の温度に制御するための温度センサー４９がワーク加圧片５０に装着されている。
【００２９】
加熱ブロック４７は、断熱板４６を挟んで接続ブロック４５の下端面に固定され、接続ブロック４５の上端面は平行調整ブロック３０の下端面に固定されている。平行調整ブロック３０は、ワーク加圧片５０のワークＷＫとの接触面がステージの基準面（例えば水平面）に対して平行であることを確保するための平行調整機構に相当する。その詳細構造及び動作については後述する。
【００３０】
平行調整ブロック３０はスライダ２４に固定され、スライダ２４はバーチカルベースプレート４に取り付けられた直動案内装置１９に沿って上下方向（Ｚ軸方向）に直線移動できるように構成されている。スライダ２４には、次に説明する加圧部とのリンクのための受圧片２５及びコネクティングプレート２７が固定されている。
【００３１】
以上に説明したワーク加圧片５０からスライダ２４までを含みＺ軸方向に直線移動可能な一体のユニットが加熱加圧ヘッド部を構成している。次に、加熱加圧ヘッド部をワークＷＫに対して弾性的に押圧する加圧部の構造について説明する。
【００３２】
加圧部は、加圧用のエアシリンダ（以下、「加圧シリンダ」という）２９とその可動端（下端）に取り付けられた加圧片２６、そして加圧シリンダ２９の上部に固定された取付板２８を含む加圧ユニットを備えている。加圧部は更に、加圧ユニットが螺子止めされる可動ブラケット２０を備え、可動ブラケット２０はバーチカルベースプレート４に取り付けられた直動案内装置１９に沿って上下方向（Ｚ軸方向）に直線移動できるように構成されている。
【００３３】
加圧ユニットを構成する加圧片２６は、加熱加圧ヘッド部の受圧片２５と対向するように配置され、加圧片２６が受圧片２５に当接することによって加圧部の加圧シリンダ２９から加熱加圧ヘッド部に押圧力が伝達されるように構成されている。また、円柱状の加圧片２６の外周面に溝２６ａが形成され、加熱加圧ヘッド部のスライダ２４に固定されたコネクティングプレート２７の水平部の先端に形成された二股状の係合部２７ａが上記の溝２６ａに遊嵌することにより、受圧片２５に対する加圧片２６の可動範囲を規制する手段が構成されている。すなわち、加圧片２６の溝２６ａの幅はコネクティングプレート２７の係合部２７ａの厚みより大きく形成され、係合部２７ａが溝２６ａの幅内で移動できる範囲が受圧片２５に対する加圧片２６の可動範囲に相当する。
【００３４】
上記のような構造により、加圧部の加圧シリンダ２９の可動端に固定された加圧片２６が上昇するときは、その溝２６ａとコネクティングプレート２７の係合部２７ａとの係合によってスライダ２４を含む加熱加圧ヘッド部が引き上げられることになる。
【００３５】
また、加熱加圧ヘッド部の質量を相殺するためのフローティングシリンダ２１が加圧部の可動ブラケット２０に取り付けられている。フローティングシリンダ２１の可動端（下端）は、フローティングジョイント２２及び連結シャフト２３を介して加熱加圧ヘッド部のスライダ２４に接続されている。これにより、加熱加圧ヘッド部に掛かる重力が見かけ上無くなり、加圧部の加圧シリンダ２９から加熱加圧ヘッド部に加圧力が加えられる際に、加熱加圧ヘッド部の慣性力の影響が小さくなる。その結果、加圧過渡期に発生する加圧力のオーバーシュートが大幅に低減される。
【００３６】
また、上記のように加圧部と加熱加圧ヘッド部とが直結していない構造を採用したことにより、加圧ユニットの交換が容易になる。すなわち、加圧ユニットの取付板２８を可動ブラケット２０に固定している２本の固定ボルト２８ａを装置の前方から緩めて取り外すだけで加圧シリンダ２９及び加圧片２６を含む加圧ユニットを取り外すことができる。そして別の加圧ユニットをセットして２本の固定ボルト２８ａで可動ブラケット２０に固定すればよい。
【００３７】
エアシリンダの動作力（シリンダ径）が段階的に異なる複数種類の加圧ユニットを用意しておき、チップ部品の大きさ、基板の種類、使用する接着層の種類等の条件に応じてもっとも適当な加圧ユニットを使用すれば良い。こうすることにより、例えば１５０ｇ〜３０ｋｇの広範囲な加圧力の要求に対応することができる。
【００３８】
加圧部の可動ブラケット２０の上面は、連結ブロック１８を介して従動プレート１７に接続されている。従動プレート１７には、一対のローラフォロア１５，１６が上下に離間した水平軸に取り付けられている。次に説明する送り部の可動ブロック１２の先端部に固定された駆動プレート１３を一対のローラフォロア１５，１６が挟持することにより、加圧部と送り部とのリンクが形成されている。
【００３９】
以上に説明した加圧ユニット、フローティングシリンダ２１等が可動ブラケット２０に固定されて、Ｚ軸方向に直線移動可能な一体のユニット（一対のローラフォロア１５，１６を含む）である加熱加圧ヘッド部を構成している。次に、加熱加圧ヘッド部及び加圧部をワークに対して（Ｚ軸方向に）移動すると共に位置決めする送り部の構造について説明する。
【００４０】
送り部は、ボール螺子ユニット１０とサーボモータ５を有する。サーボモータ５は、その回転軸を上方に向けた状態でブラケット６に固定され、ブラケット６はバーチカルベースプレート４に固定されている。ボール螺子ユニット１０の回転側はジョイント部７を介してサーボモータ５の回転軸に接続され、ボール螺子ユニット１０の可動側は可動ブロック１２を介して加圧部に接続されている。
【００４１】
上述のように、可動ブロック１２の先端部に駆動プレート１３が固定され、加圧部の一対のローラフォロア１５，１６が駆動プレート１３を上下から挟むようにして、可動ブロック１２と加圧部とのリンクが形成されている。ボール螺子ユニット１０の雄螺子が形成された回転軸の上端部と下端部は、ボールベアリング９が内蔵された一対のハウジング８によって支持されている。一対のハウジング８は、バーチカルベースプレート４に固定されている。
【００４２】
図１に示すように、コントローラ（制御器）５１が設けられ、その制御信号がサーボモータ５に与えられる。図１では信号線の接続を省略しているが、ステージ送りユニット２（のサーボモータ）や各エアシリンダへ供給されるエアの経路を開閉する弁にもコントローラ５１から制御信号が与えられる。また、温度センサー４９からのフィードバック信号に基づいて行うヒータ４８の通電制御についても、コントローラ５１が実行する。
【００４３】
また、図１に示す例では、加熱加圧接着装置は４セットの加熱加圧ヘッド部及び加圧部を備え、４個の加熱加圧ヘッド部が所定ピッチ（一実施例において３０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内のピッチ）で配設されている。上述の送り部によって４セットの加熱加圧ヘッド部及び加圧部が同時に上下動し、４個のワークＷＫを同時に加熱加圧することができる。
【００４４】
上記のような構造を有する加熱加圧接着装置の加熱加圧動作の概略を以下に説明する。まず、コントローラ５１に設定されている制御パターンにしたがってサーボモータ５が駆動されると、その回転運動はボール螺子ユニット１０によって上下方向（Ｚ軸方向）の直線運動に変換される。そして、ボール螺子ユニット１０の可動側である可動ブロック１２が下降すると、その動作は可動ブロック１２の先端部に固定された駆動プレート１３を挟持する一対のローラフォロア１５，１６を介して加圧部の従動プレート１７に伝達される。
【００４５】
従動プレート１７を含む加圧部が下降すると、その動作は加圧部の加圧片２６と加熱加圧ヘッド部の受圧片２５との当接によって加熱加圧ヘッド部に伝達され、やがて加熱加圧ヘッド部の下端に取り付けられたワーク加圧片５０がワークＷＫの上面に接触して加熱加圧を開始する。その結果、ワークＷＫと基板との間に挟まれた接着層が加熱される。
【００４６】
送り部による加熱加圧ヘッド部の下降移動量（下限位置）は、接着後の接着層の膜厚が適正範囲内に入る値に設定されている。熱伝導の遅れによって接着層が溶融するまでの間は、送り部による加熱加圧ヘッド部の下降移動量の設定値と実際の加熱加圧ヘッド部の下降量との差は加圧部（加圧シリンダ２９）の弾性力が吸収する。すなわち、ワーク加圧片５０がワークＷＫの上面に接触した状態から更に加熱加圧ヘッド部が所定量だけ下降するが、接着層が溶融するまでの間は、加圧シリンダ２９の可動端に固定された加圧片２６が一旦相対的に上昇する。
【００４７】
やがて接着層が溶融すると、加圧部（加圧シリンダ２９）の弾性力（復元力）によって加熱加圧ヘッド部が所定の下限位置まで下降する。このようにして、送り部で設定された加熱加圧ヘッド部の下降移動量にしたがって、接着後の接着層の膜厚が適正範囲内に入るように制御される。
【００４８】
以上に説明したように、加熱加圧ヘッド部の下降移動量を精密に制御できる送り部と、加熱加圧ヘッド部にオーバーシュートの少ない適切な加圧力を与えることができる加圧部の働きにより、接着後の接着層の膜厚が高精度で制御される。また、本実施形態の加熱加圧接着装置は、ワーク加圧片５０のワークＷＫとの接触面がステージの基準面（例えば水平面）に対して平行となるように調節するための平行調整ブロック３０を備えているので、接着後の接着層の膜厚を更に高精度に制御することができる。
【００４９】
つまり、仮にワーク加圧片５０のワークＷＫとの接触面がステージの基準面（基板の表面）に対して平行でない場合は、ワークＷＫの下面と基板の表面との平行度が確保されず、接着後の接着層の膜厚がワークＷＫの両側で異なる状態が生じ得る。平行調整ブロック３０によって平行度を確保することにより、このような状態の発生を防ぐことができるので、接着後における接着層の膜厚のばらつきが抑えられ、更に高精度の膜厚制御が達成される。
【００５０】
以下に、図３及び図４を参照して平行調整ブロック３０の構造及び動作について説明する。図３は、平行調整ブロック３０とその周辺を示す断面図である。図４は、図３に示した平行調整ブロック３０のＡ−Ａ断面図である。
【００５１】
スライダ２４に固定された略直方体形状の平行調整ブロック３０は、断熱板４６との接合面である下面３０ｃの角度（基準面に対する平行度）、ひいてはワーク加圧片５０のワークＷＫとの接触面の角度（基準面に対する平行度）をＸ軸及びＹ軸の両方向に独立して調整可能である。Ｘ軸方向に調整するためのＸ軸調整ボルト（調整螺子）３４とＹ軸方向に調整するためのＹ軸調整ボルト（調整螺子）４１が同一方向（Ｙ方向前方）から回転操作可能なように設けられている。
【００５２】
先ずＸ軸方向の平行調整機構について説明する。平行調整ブロック３０のＸ軸方向一側面（図４におけるＸ１−Ｘ２線のＸ１側）及びＹ軸方向両側面に開口し傾斜面を有するテーパ溝部３０ａが形成されている。このテーパ溝部３０ａには、Ｘ軸調整ボルト３４の回転に伴ってその軸方向に移動するＸ軸調整片３２が挿入される。Ｘ軸調整片３２にはテーパ溝部３０ａの傾斜面と摺動する傾斜面３２ａが備えられている。
【００５３】
図３においてＸ軸調整片３２が右方向に移動すると、テーパ溝部３０ａの開口が広がるように変形し、その結果、平行調整ブロック３０の下面３０ｃの角度が二点鎖線３０ｃ'で誇張して示している方向（左下がり）へ変化する。この変形を許容する構造として、テーパ溝部３０ａの奥（非開口面側）に円形断面を有するのど溝部３０ｂが形成されている。これにより、局部的な応力を緩和しながらテーパ溝部３０ａの開口が広がる（又は狭まる）方向に変形することができる。
【００５４】
また、テーパ溝部３０ａの開口を狭める方向に弾性体を介して加圧する構造として、締付ボルト３５、皿ばね（弾性体）３６及びワッシャ３７が設けられている。これらの働きにより、図３においてＸ軸調整片３２が左方向に移動すると、テーパ溝部３０ａの開口が狭まるように変形し、その結果、平行調整ブロック３０の下面３０ｃの角度が二点鎖線３０ｃ'で誇張して示している方向と逆の方向（左上がり）へ変化する。
【００５５】
Ｘ軸調整片３２は、傾斜面３２ａが形成された部分の先端側に案内軸部３２ｃを有し、スライダ２４に穿設された軸受け部２４ａに案内軸部３２ｃが係合するように構成されている。また、傾斜面３２ａが形成された部分の基端側には軸部３２ｄを有し、その基端部（拡径部）の端面にはＸ軸調整ボルト３４の軸部３４ａが内嵌する嵌合穴３２ｅが形成されている。更に、Ｘ軸調整ボルト３４の軸部３４ａの先端部に形成された貫通孔３４ｂに固定された連結ピン３３と係合する係合溝３２ｆがＸ軸調整片３２の軸部３２ｄの拡径部に形成されている。このような構造により、Ｘ軸調整ボルト３４の先端部とＸ軸調整片３２の基端部が相対回動自在に接続されている。また、Ｘ軸調整ボルト３４は、スライダ２４に固定されたブラケット３１に形成された雌螺子部３１ａに螺合することにより支持されている。
【００５６】
上記のような構造により、Ｘ軸調整ボルト３４を回転させると、ブラケット３１に対してＸ軸調整ボルト３４がその軸方向（Ｙ軸方向）に移動し、その先端部に相対回動自在に接続されたＸ軸調整片３２が同一方向に移動する。その結果、上述のようにして平行調整ブロック３０の下面３０ｃのＸ軸方向での角度が変化する。なお、Ｘ軸調整ボルト３４とＸ軸調整片３２とが一体に構成されていないので、両者間の熱伝導が少なくなり温度が平行調整に及ぼす悪影響を小さくすることができる。
【００５７】
次に、Ｙ軸方向の平行調整機構について説明する。Ｙ軸方向の平行調整機構の構造はＸ軸方向の平行調整機構と略同一構造を有するが、テーパ溝部３０ａ及びのど溝部３０ｂの方向が異なる。つまり、Ｙ軸方向の平行調整機構では、平行調整ブロック３０のＹ軸方向一側面（図３におけるＹ１−Ｙ２線のＹ１側）及びＸ軸方向両側面に開口するようにテーパ溝部３０ａが形成され、その奥（非開口側、すなわちＹ１−Ｙ２線のＹ２側）に円形断面を有するのど溝部３０ｂが形成されている。
【００５８】
したがって、テーパ溝部３０ａの傾斜面と摺動する傾斜面３９ａを有するＹ軸調整片３９が図３において右方向に移動すると、テーパ溝部３０ａの開口が広がるように変形し、その結果、平行調整ブロック３０の下面３０ｃの角度が二点鎖線３０ｃ"で誇張して示している方向（左下がり）へ変化する。
【００５９】
また、テーパ溝部３０ａの開口を狭める方向に弾性体を介して加圧する構造として、締付ボルト４２、皿ばね（弾性体）４３及びワッシャ４４（図４参照）が設けられている。これらの働きにより、図３においてＹ軸調整片３９が左方向に移動すると、テーパ溝部３０ａの開口が狭まるように変形し、その結果、平行調整ブロック３０の下面３０ｃの角度が二点鎖線３０ｃ"で誇張して示している方向と逆の方向（左上がり）へ変化する。
【００６０】
Ｙ軸方向の平行調整機構では、Ｙ軸調整片３９のＹ軸方向の移動によってテーパ溝部３０ａの開口が広がるように変形したときにＹ軸調整片３９にかかる力（反作用）にＸ軸方向の成分が含まれないので、構造を簡素化することができる。つまり、Ｙ軸調整片３９の傾斜面３９ａが形成された部分の先端側に案内軸部は無く、したがってそれに係合する嵌合穴も無い。
【００６１】
また、傾斜面３９ａが形成された部分の基端側はそのまま（大径のまま）軸部となり、その基端面にＹ軸調整ボルト４１の軸部４１ａが内嵌する嵌合穴３９ｂが形成されている。更に、Ｙ軸調整ボルト４１の軸部４１ａの先端部に固定された連結ピン４０と係合する係合溝３９ｃがＹ軸調整片３９の基端部に形成されている。このような構造は、Ｘ軸方向の平行調整機構で説明したものと同様である。
【００６２】
また、Ｙ軸調整ボルト４１は、スライダ２４に固定されたブラケット３１に形成された雌螺子部３１ａに螺合することにより支持されている。この構造ついても、Ｘ軸方向の平行調整機構で説明したものと同様である。Ｙ軸調整ボルト４１を回転させると、ブラケット３１に対してＹ軸調整ボルト４１がその軸方向（Ｙ軸方向）に移動し、その先端部に相対回動自在に接続されたＹ軸調整片３９が同一方向に移動する。その結果、上述のようにして平行調整ブロック３０の下面３０ｃのＹ軸方向での角度が変化する。
【００６３】
以上に説明した平行調整ブロック３０（平行調整機構）を備えたことにより、本実施形態の加熱加圧接着装置は、Ｘ軸及びＹ軸の両方向に独立して接着後の接着層の膜厚を調整可能であり、かつ、装置の前方からＸ軸及びＹ軸の両方向の調整を行うことができるので、調整作業の作業性が良い。また、コンパクトな平行調整機構が実現できる。その結果、図１に示したように、４セットの加熱加圧ヘッド部を狭いピッチで配設することが可能となり、４個のワークＷＫを同時に加熱加圧することができる。
【００６４】
図５は、本発明の加熱加圧接着装置による加圧過渡期における加圧力の変化を従来の装置の場合と比較して示すグラフである。実線が本発明の加熱加圧接着装置の場合を示し、破線が従来の装置の場合を示している。いずれも加圧力の設定値を３０．０ｋｇとしたときの測定値である。本発明の加熱加圧接着装置では、加圧過渡期における加圧力のオーバーシュートが従来の装置に比べて大幅に低下していることがわかる。
【００６５】
また、図６は、本発明の加熱加圧接着装置による加圧力のばらつきを従来の装置の場合と比較して示すグラフである。このグラフは、加圧力の設定値を３０．０ｋｇとし、加圧過渡期を経過して略定常状態になったときの加圧力を５回の加熱加圧動作のそれぞれについて測定した結果である。本発明の加熱加圧接着装置では、加圧力のばらつきが従来の装置に比べて大幅に小さくなっていることがわかる。
【００６６】
このように、本発明の加熱加圧接着装置で加圧力のオーバーシュート及びばらつきが従来の装置に比べて大幅に改善された理由は主として、前述のように、加熱加圧ヘッド部の質量の影響がフローティングシリンダ２１によって相殺されるように構成されていること、そして、加圧シリンダ２９の押圧力が加熱加圧ヘッド部に直接伝達されるように構成されていることにあると考えられる。
【００６７】
以上、本発明の実施形態を適宜変形例と共に説明したが、本発明は上記の実施形態に限らず、種々の形態で実施することができる。図面に示した形状及び構造は一例に過ぎず、種々の変更が可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の電子部品の加熱加圧接着装置によれば、加圧部によるワークへの加圧力の制御と送り部による加熱加圧ヘッド部のワークに対する移動量の制御とを独立して行うことができるので、接着後の接着層の膜厚を精度良く制御することが可能になる。
【００６９】
また、加熱加圧ヘッド部の質量の影響がフローティングシリンダによって相殺されるように構成され、更に加圧シリンダの押圧力が加熱加圧ヘッド部に直接伝達されるように構成されているので、加圧力のオーバーシュート及びばらつきが大幅に改善され、その結果、接着後の接着層の膜厚が一層精度良く制御される。
【００７０】
また、比較的簡単な構造の平行調整機構によって加熱加圧ヘッド部のワークとの接触面とステージの基準面との平行度を確保することができるので、接着後における接着層の膜厚のばらつきが一層精度良く抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電子部品の加熱加圧接着装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した加熱加圧接着装置の主要部の側面図である。
【図３】平行調整ブロックとその周辺を示す断面図である。
【図４】図３に示した平行調整ブロックのＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の加熱加圧接着装置による加圧過渡期における加圧力の変化を従来の装置の場合と比較して示すグラフである。
【図６】本発明の加熱加圧接着装置による加圧力のばらつきを従来の装置の場合と比較して示すグラフである。
【図７】従来の電子部品の加熱加圧接着装置における加圧部の構造を示す側面図である。
【符号の説明】
３  ステージ
５  サーボモータ
５−１３  送り部
１０  ボール螺子ユニット
１５−１８，２０，２６，２８，２９  加圧部
２１  フローティングシリンダ
２４，２５，２７，３０，４５−５０  加熱加圧ヘッド部
２５  受圧片
２６  加圧片
２６，２８，２９  加圧ユニット
２６ａ，２７  受圧片に対する加圧片の可動範囲を規制する手段
２９  加圧シリンダ（加圧部のエアシリンダ）
３０  平行調整ブロック（平行調整機構）
３０ａ  テーパ溝部
３０ｂ  テーパ溝部の開口が広がる方向に変形するのを許容する構造
３１  ブラケット
３２  Ｘ軸調整片
３２ａ  傾斜面
３４  Ｘ軸調整ボルト（調整螺子）
３５−３７  テーパ溝部の開口を狭める方向に弾性体を介して加圧する構造
３９  Ｙ軸調整片
３９ａ  傾斜面
４１  Ｙ軸調整ボルト（調整螺子）
４２−４４  テーパ溝部の開口を狭める方向に弾性体を介して加圧する構造
ＷＫ  ワーク
【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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