熱圧着装置
【課題】圧着ヘッドの移動機構へのヒータブロックからの熱影響を抑制できかつ圧着ツール先端の平行度と平面度を確保できる熱圧着装置を提供する。
【解決手段】圧着ツール１７と圧着ツール１７の先端部を除く部分を覆って加熱するヒータブロック１８とを備えた圧着ヘッド１１を受け台１０に向けて移動させ、圧着ツール１７の先端と受け台１０との間で被圧着部材を加熱加圧する熱圧着装置１において、受け台１０に対して遠近方向に移動駆動可能な可動支持部１２に対して圧着ヘッド１１を間隔をあけて配設し、圧着ヘッド１１のヒータブロック１８はその長手方向に間隔をあけて配設された複数の固定ボルト機構２１にて可動支持部１２に対して間隔をあけて固定し、圧着ツール１７はその長手方向に間隔をあけてかつヒータブロック１８を貫通させて配設した複数の調整ねじ機構３０にて位置調整可能に可動支持部１２に固定した。
【解決手段】圧着ツール１７と圧着ツール１７の先端部を除く部分を覆って加熱するヒータブロック１８とを備えた圧着ヘッド１１を受け台１０に向けて移動させ、圧着ツール１７の先端と受け台１０との間で被圧着部材を加熱加圧する熱圧着装置１において、受け台１０に対して遠近方向に移動駆動可能な可動支持部１２に対して圧着ヘッド１１を間隔をあけて配設し、圧着ヘッド１１のヒータブロック１８はその長手方向に間隔をあけて配設された複数の固定ボルト機構２１にて可動支持部１２に対して間隔をあけて固定し、圧着ツール１７はその長手方向に間隔をあけてかつヒータブロック１８を貫通させて配設した複数の調整ねじ機構３０にて位置調整可能に可動支持部１２に固定した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱圧着装置に関し、 特に圧着ヘッドの移動機構へのヒータブロックからの熱影響を抑制できかつ圧着ツール先端の平行度と平面度を確保できる熱圧着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶パネルやプラズマディスプレイパネルなどのフラットディスプレイパネルの製造工程において、図７に示すように、基板としてのパネル２にＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）やＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの部品３を圧着して実装したり、図８に示すように、パネル２に実装されたＴＣＰやＦＰＣなどの部品３を回路基板５に圧着することでパネル２に回路基板５を実装したりする工程があり、その圧着工程に熱圧着装置が用いられている。
【０００３】
熱圧着装置としては、圧着ツールと圧着ツールの先端部を除く部分を覆って加熱するヒータブロックとを備えた圧着ヘッドを受け台に向けて移動させ、圧着ツールの先端と受け台との間で被圧着部材を加熱加圧するように構成したものが知られている。さらに、圧着ヘッドの具体的な構成として、所要の剛性を有するヘッドベースをリニアガイドを介して上下移動可能に支持し、このヘッドベースにヒータブロックをボルトにて締結固定し、圧着ツールは、ヒータブロックを貫通させて配設した調整ボルト機構にて位置調整可能にヘッドベースに固定して、圧着ツールの先端面の受け台との平行度と平面度を調整できるようにした構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、この特許文献１には、ヘッドベースの下部に上下位置調整可能にブロックを装着し、このブロックにヒータブロックを固定し、ヒータブロックに圧着ツールを装着固定した構成も記載されている。
【０００５】
また、シリンダ機構にて移動駆動可能な基準ブロックに、ボルトにて間隔をあけてヒータブロックを固定し、このヒータブロックの下面に圧着ツールをねじ固定し、さらにヒータブロック及び圧着ツールの表面を隙間をあけて覆うように断熱部材を配設した構成も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、昇降ブロックの下部に第１の断熱材を挟んで圧着ツールを装着し、圧着ツールの背面にヒータブロックを装着し、昇降ブロックの前面に、第２の断熱材を内面に有する屈曲部を下端部に設けた保持部材を装着し、圧着ツールの前面のテーパ面に第２の断熱材を押接させて圧着ツールを保持するようにしたものも知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−１５１８３５号公報
【特許文献２】特許第３８８５９４９号明細書
【特許文献３】特許第３３４４２２３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１に記載された構成では、調整ボルト機構にて圧着ツールの先端面の平行度と平面度を精度良く調整することができるが、リニアガイドにて上下移動可能に支持されているヘッドベースにヒータブロックを当接させて固定しているため、ヒータブロックの熱がヘッドベースを通して移動機構に伝達され、移動機構に大きな熱影響を与え、移動機構に熱歪を生じて圧着ツールの先端面の位置精度を悪化させたり、移動抵抗にばらつきを発生させて加圧力にばらつきを発生させたりして、精度の良い圧着を安定的に確保することができないという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載された構成では、移動機構にて移動される基準ブロックに対して、複数のボルトにて間隔をあけてヒータブロックを固定し、その下面に圧着ツールを固定し、かつヒータブロック及び圧着ツールの表面を隙間をあけて覆う断熱部材を配設しているので、ヒータブロックの熱が基準ブロックを通して移動機構に伝達されるのを抑制できて上記問題は解消されるが、圧着ツールの長手方向の各部位を直接位置調整するように構成されていないので、圧着ツールの先端面の位置を精度良く調整することができず、精度の良い圧着を安定的に確保することができないという問題がある。
【０００９】
また、特許文献１と特許文献２を組み合わせ、特許文献２のボルトに代えて、特許文献１記載の調整ボルト機構を適用し、ヒータブロックの熱が移動機構に伝達するのを抑制しつつ、ヒータブロックと圧着ツールの位置調整を調整ボルト機構にて行うように構成したとしても、ヒータブロックの下面に圧着ツールが固定されているので、ヒータブロックや圧着ツールの熱歪等による圧着ツールの先端面の平面度のばらつき等に対して精度の高い位置調整は不可能であり、精度の良い圧着を安定的に確保することができないという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３に記載された構成では、昇降ブロックと圧着ツールの間、及び圧着ツールと昇降ブロックに装着された保持部材との間に、それぞれ断熱材が介在されているので、圧着ツールの熱が昇降ブロックに伝達されるのをある程度抑制できるが、圧着ツールの位置調整機構を備えていないので、特に長尺の圧着ツールの場合、熱歪等による先端面の平行度と平面度を精度良く調整することができないという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題に鑑み、圧着ヘッドの移動機構へのヒータブロックからの熱影響を抑制できかつ圧着ツール先端の平行度と平面度を確保でき、精度の良い圧着を安定的に確保することができる熱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】
【００１２】
本発明の熱圧着装置は、圧着ツールと圧着ツールの先端部を除く部分を覆って加熱するヒータブロックとを備えた圧着ヘッドを受け台に向けて移動させ、圧着ツールの先端と受け台との間で被圧着部材を加熱加圧する熱圧着装置において、受け台に対して遠近方向に移動駆動可能な可動支持部に対して圧着ヘッドを間隔をあけて配設し、圧着ヘッドのヒータブロックはその長手方向に間隔をあけて配設された複数の固定ボルト機構にて可動支持部に対して間隔をあけて固定し、圧着ツールはその長手方向に間隔をあけてかつヒータブロックを貫通させて配設した複数の調整ねじ機構にて位置調整可能に可動支持部に固定したものである。
【００１３】
この構成によれば、可動支持部に対して、ヒータブロックと圧着ツールを備えた圧着ヘッドを間隔をあけて配設しているので、ヒータブロックの熱が可動支持部及びその移動機構に伝達されるのを効果的に抑制することができ、かつヒータブロックは複数の固定ボルト機構にて可動支持部に固定する一方、圧着ツールはヒータブロックを貫通する別の調整ねじ機構にて位置調整可能に可動支持部に固定しているので、固定のヒータブロックに対して独自に圧着ツールのみの位置調整を精度良く行うことができる。したがって、ヒータブロックからの熱影響を抑制するとともに圧着ツール先端の平行度と平面度を精度良く調整できるため、精度の良い圧着を安定的に確保することができる。
【００１４】
また、複数の調整ねじ機構は、圧着ツールの中心軸上に基準調整ねじ機構を配設し、この基準調整ねじ機構を中央にして等間隔置きに他の調整ねじ機構を配設し、複数の固定ボルト機構は任意の調整ねじ機構間に配設すると、設備の立ち上げ時などの圧着ツールの再加熱時に、圧着ツールの熱膨張が長手方向の中心基準で行われるため、圧着ツールの位置調整を作業性良く行うことができる。また、固定ボルト機構の両側に調整ねじ機構が存在するので、固定ボルト機構から可動支持部に伝わって温度変化が生じても、それによる圧着ツールのたわみを容易かつ確実に調整することができる。
【００１５】
また、固定ボルト機構は、可動支持部とヒータブロックの間に配置したスリーブと、可動支持部とスリーブを通してヒータブロックに螺合した固定ボルトにて構成し、調整ねじ機構は、可動支持部に位置調整可能に螺合固定され先端部がヒータブロックを貫通して圧着ツールに当接した中空調整ねじと、中空調整ねじを通して圧着ツールに螺合した固定ねじにて構成すると、固定ボルトの締結にてヒータブロックを強固に固定できるとともに、中空調整ねじを位置調整して固定ねじにて固定することで圧着ツールを容易に位置調整して固定することができる。
【００１６】
また、可動支持部に圧着ヘッドの長手方向に沿って冷却エア通路を設け、冷却エア通路から分岐して各調整ねじ機構の螺合部に接して可動支持部の側面で開放する冷却エア吹き出し通路を設けると、可動支持部及び主要な熱伝達経路である調整ねじ機構を冷却エアにて積極的に冷却することができてヒータブロックからの熱影響を一層確実に抑制することができるとともに、可動支持部の側面から冷却エアが吹き出すことで、周囲の雰囲気に対流を生じさせて周囲の雰囲気温度上昇による弊害を抑制することができる。
【００１７】
また、ヒータブロックの可動支持部に対向する面及び両側面を隙間をあけて覆うように断熱カバーを配設すると、ヒータブロックからの輻射熱による可動支持部の加熱を効果的に抑制できるとともに、ヒータブロックの熱の放散を、ヒータブロックと断熱カバーの間の空気層と断熱カバーを構成する断熱材とによって効果的に防止できるので、ヒータブロック加熱効率を向上することができる。
【００１８】
また、圧着ツールの中心軸上に、可動支持部を移動駆動する加圧手段を配設すると、加圧時に、可動支持部の移動機構に偏芯荷重が作用してたわみを生じ、圧着ツールに位置ずれを発生させたりすることなく、圧着ツールの先端面の中央に垂直に荷重が負荷されるので、精度の良い圧着を安定的に確保することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の熱圧着装置によれば、可動支持部に対して圧着ヘッドを間隔をあけて配設しているので、圧着ヘッドのヒータブロックの熱が可動支持部及びその移動機構に伝達されるのを効果的に抑制することができ、かつヒータブロックを可動支持部に固定する一方、固定のヒータブロックに対して圧着ツールの位置調整を独自に行うことができるので、ヒータブロックからの熱影響を抑制するとともに圧着ツール先端の平行度と平面度を精度良く調整できるため、精度の良い圧着を安定的に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の熱圧着装置を、基板としてのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）におけるパネルにＴＣＰやＦＰＣなどの部品を加熱・加圧して、パネルに部品を本圧着する本圧着装置に適用した一実施形態について、図１〜図８を参照しながら説明する。
【００２１】
本実施形態の熱圧着装置１では、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、部品３が仮圧着された状態でパネル２が搬入され、そのパネル２に対して部品３を加熱・加圧して本圧着することでパネル２に部品３を実装する。具体的には、パネル２の側端部に接合材としての異方性導電材（ＡＣＦ）４（図７（ｂ）参照）を介して部品３が仮圧着されており、その部品３を加熱・加圧することで、異方性導電材４にて部品３の電極とパネル２の電極を電気的に接続させた状態でパネル２に部品３が接合される。
【００２２】
熱圧着装置１は、図１〜図３に示すように、パネル２の圧着部位を下方から支持する受け台１０と、受け台１０と協働してパネル２と部品３を本圧着する圧着ヘッド１１を備えている。受け台１０は、石英やセラミックスからなる受け部材１０ａを台部１０ｂ上に設置して構成され、圧着工程で、受け部材１０ａの上面にパネル２の側端部を載置し、圧着ヘッド１１との間でパネル２の側端部と部品３を挟み、加熱加圧して圧着するものである。
【００２３】
圧着ヘッド１１は、可動支持部１２の下部に間隔をあけて装着されている。可動支持部１２は、受け台１０の上方空間を取り囲むように配設された門型のフレーム１３の背面側に配設された背面支持板１３ａの両側部に配設されたガイドレール１４に沿って昇降自在に支持されている。１５は、ガイドレール１４に沿って移動自在なスライドガイドであり、可動支持部１２の背面に固定されている。圧着ヘッド１１及び可動支持部１２の中心軸上で、フレーム１３の上面に加圧手段としての加圧シリンダ１６が配設され、そのシリンダロッド１６ａの先端が可動支持部１２に固定され、可動支持部１２を昇降移動させるとともに加圧力を負荷するように構成されている。
【００２４】
圧着ヘッド１１は、図２〜図４に示すように、圧着ツール１７とヒータブロック１８にて構成されている。圧着ツール１７は、全体形状が細長い直方体状でかつその下部に下方に向かって先細状に延出された加圧部１７ａを有しており、加圧部１７ａの先端面で部品３を加圧する。ヒータブロック１８は、圧着ツール１７の加圧部１７ａを除く部分を覆う断面形状がコ字状の細長い形状で、断面Ｌ字状のブロック本体１８ａと、押さえ板１８ｂを組み合わせて構成され、これらブロック本体１８ａと押さえ板１８ｂにて形成された下面開放の空間に圧着ツール１７を収容した状態で、ブロック本体１８ａと押さえ板１８ｂをボルト１９にて締結することで、圧着ツール１７を保持するように構成されている。そのため、押さえ板１８ｂの上端部にブロック本体１８ａの側面に当接する段部２０ａを、下部に圧着ツール１７の側面に当接して押圧固定する固定部２０ｂを設けてそれらの間を凹入させた形状とし、この押さえ板１８ｂの中間部をボルト１９にて押圧するように構成されている。
【００２５】
圧着ヘッド１１のヒータブロック１８は、図２、図４に示すように、長手方向に間隔をあけて配設された複数（図示例では４つ）の固定ボルト機構２１にて、可動支持部１２の下端の取付板部１２ａの下方に間隔をあけて固定されている。固定ボルト機構２１は、取付板部１２ａとヒータブロック１８の上面との間に配置した熱伝導率の低い材料からなるスリーブ２２と、取付板部１２ａとスリーブ２２を通してヒータブロック１８に螺合させた固定ボルト２３にて構成され、かつ固定ボルト２３の頭部２３ａと取付板部１２ａの上面との間には断熱材２４が介在されている。これにより、固定ボルト２３として強度の高いステンレス鋼を用いても熱伝達が抑制される。
【００２６】
ヒータブロック１８には、図１、図５に示すように、長手方向に適当ピッチ間隔で複数本（図２の例では１８本）のヒータ２５が挿入配置され、かつその直下に温度検出手段２６が挿入配置されて、ヒータブロック１８をその長手方向に均等に加熱制御するように構成されている。ヒータ２５は、例えば加圧時の圧着ツール１７の加圧部１７ａの下面の温度を１９０〜２００℃程度に加熱できるように、最高で５００℃程度の温度まで加熱制御される。
【００２７】
ヒータブロック１８には、その上面及び両側面を隙間をあけて覆うように断熱カバー２７が配設されている。断熱カバー２７には、例えば熱伝導率が１．５〜２．０（Ｗ／ｍ・Ｋ）程度のセラミック系断熱材が好適に用いられる。断熱カバー２７は、前後（図５の左右）に２分割されてヒータブロック１８に前後から被せて配置するように構成されている。この断熱カバー２７は、長手方向に間隔をあけた２箇所の上面の上に前後に設けられた取付ブラケット２８を、可動支持部１２の取付板部１２ａの下面に装着固定された取付ブロック２９の前後の側面に締結固定することで可動支持部１２に取付けられている。２９ａは取付ブロック２９の位置決めピンである。なお、断熱カバー２７におけるヒータ２５の配置箇所には、図５（ｂ）に示すように、ヒータ２５及び温度検出手段２６を挿通させる切欠２７ａが設けられている。
【００２８】
ヒータブロック１８内の下端開放の空間に収容保持されている圧着ツール１７は、図２、図６に示すように、複数（図示例では９つ）の調整ねじ機構３０にて位置調整可能に可動支持部１２に固定されている。これらの調整ねじ機構３０は、圧着ツール１７の中心軸上に基準の調整ねじ機構３０（Ｓ）を配設し、この基準の調整ねじ機構３０（Ｓ）を中央にして等間隔置きに他の調整ねじ機構３０を配設している。そして、各調整ねじ機構３０のそれぞれの両側に上記ヒータ２５が配置され、上記固定ボルト機構２１は調整ねじ機構３０、３０間でかつヒータ２５、２５間に配設されている。
【００２９】
調整ねじ機構３０は、可動支持部１２の取付板部１２ａに位置調整可能に螺合固定され、先端部がヒータブロック１８を貫通して圧着ツール１７の上面に当接する中空調整ねじ３１と、中空調整ねじ３１を通して圧着ツール１７に螺合した固定ねじ３２にて構成されている。中空調整ねじ３１は、上部外周に可動支持部１２の取付板部１２ａに貫通形成されたねじ穴１２ｂに螺合するねじ部３１ａを有し、かつねじ部３１ａにロックナット３３が螺合され、ロックナット３３と取付板部１２ａにて中空調整ねじ３１を任意の調整位置で締結固定するように構成されている。これら中空調整ねじ３１及び固定ねじ３２は、ヒータブロック１８の中心部に広い面積で接触して熱を直接受けるので、クロムモリブデン耐熱鋼などの耐熱性の高い材料にて構成するのが好ましい。
【００３０】
可動支持部１２の取付板部１２ａには、調整ねじ機構３０の背部の位置に、長手方向に沿って冷却エア通路３４が貫通して形成され、その両端にエア供給源（図示せず）に接続された接続金具３５が取付けられている。冷却エア通路３４は、各調整ねじ機構３０に対応して冷却エア吹出し通路３６が分岐されている。冷却エア吹出し通路３６は、中空調整ねじ３１のねじ部３１ａが螺合するねじ穴１２ｂに接して一部開口するように形成され、かつ取付板部１２ａの前側面で開口されるとともに、その開口部にフィルタとしても機能するサイレンサー３７が装着されている。
【００３１】
なお、本実施形態では、図１及び図４〜図６に仮想線で示すように、圧着ツール１７の加圧部１７ａの先端面と受け台１０上の部品３との間に、シート４０を供給するように構成されている。図示例では、シート４０は、圧着時にはみ出した異方性導電材４が付着するのを防止するポリテトラフルオルエチレンのシート４０ａと、パネル２や部品３の寸法ばらつきを吸収して均一な圧着状態を確保するためのクッション性を有するシリコンゴムのシート４０ｂにて構成され、これらシート４０ａ、４０ｂを別々に供給して加圧部１７ａの近傍で重ねて供給するように、熱圧着装置１の後部にシート供給部４１が、前部にシート回収部４３が配設されている。
【００３２】
シート供給部４１は、シート４０ａ、４０ｂを巻回した供給ロール４２ａ、４２ｂを備えている。供給ロール４２ａ、４２ｂは、回転自在に支持されるとともに、所要時に回転制動する制動手段（図示せず）を備えている。シート回収部４３は、シート４０ａ、４０ｂを巻き取る巻取ロール４４ａ、４４ｂと巻取ロール４４ａ、４４ｂを回転駆動するモータ（図示せず）とテンション部４５ａ、４５ｂを備えている。テンション部４５ａ、４５ｂは一対のガイドローラ４６ａ、４６ｂとそれらの間にこれらローラに対して遠近方向に移動可能にかつ離間する方向に移動付勢されたテンションローラ４６ｃにて構成されている。４７ａ、４７ｂは、シート供給部４１及びシート回収部４３と圧着ヘッド１１との間で、シート４０をガイドするガイドローラ、４８ａ、４８ｂは、圧着ヘッド１１の前後両側で、圧着ヘッド１１とともに昇降移動してシート４０をガイドするガイドローラである。
【００３３】
以上の構成の熱圧着装置１にてパネル２に部品３を圧着する圧着工程を説明する。まず、部品３が仮圧着されたパネル２を熱圧着装置１に搬入し、パネル２の部品３が仮圧着されている側端部を受け台４上に配置して支持させる。次に、圧着動作に入り、加圧シリンダ１６を動作させて可動支持部１２を介して圧着ヘッド１１を下降させ、圧着ヘッド１１の圧着ツール１７にて部品３の圧着部位をシート４０を介して加圧・加熱する本圧着動作を行う。本圧着が終わると、圧着ヘッド１１を上昇させ、パネル２を熱圧着装置１から搬出する。その後、次のパネル２の搬入動作を開始し、上記動作を繰り返すことで、パネル２に対する部品３の本圧着動作を順次行う。
【００３４】
以上の実施形態によれば、可動支持部１２に対して、ヒータブロック１８と圧着ツール１７を備えた圧着ヘッド１１を間隔をあけて配設しているので、ヒータブロック１８の熱が可動支持部１２及びその移動機構であるスライドガイド１５等に伝達されるのを効果的に抑制することができ、移動機構に熱歪を生じて圧着ヘッド１１に位置ずれが発生するのを防止できる。さらに、ヒータブロック１８の可動支持部１２に対向する上面及び両側面を隙間を介して断熱カバー２７で覆っているので、高い断熱性能が発揮され、ヒータブロック１８からの輻射熱による可動支持部１２の加熱を効果的に抑制できるため、上記効果が一層発揮される。また、ヒータブロック１８の熱の放散が、ヒータブロック１８と断熱カバー２７の間の空気層と断熱カバー２７を構成する断熱材とによって効果的に防止されることで、ヒータブロック１８の加熱効率も向上する。
【００３５】
しかも、ヒータブロック１８が複数の固定ボルト機構２１にて可動支持部１２に間隔をあけて固定されている一方、圧着ツール１７はヒータブロック１８を貫通する別の調整ねじ機構３０にて位置調整可能に可動支持部１２に固定されているので、固定のヒータブロック１８に対して圧着ツール１７の長手方向の任意の部位の位置調整を独自に精度良く行うことができる。したがって、ヒータブロック１８からの熱影響を抑制するとともに、圧着ツール１７の先端の受け台１０に対する平行度と平面度を精度良く調整できるため、精度の良い圧着を安定的に確保することができる。
【００３６】
また、複数の調整ねじ機構３０を、圧着ツール１７の中心軸上に基準調整ねじ機構３０（Ｓ）を配設し、この基準調整ねじ機構３０（Ｓ）を中央にして等間隔置きに他の調整ねじ機構３０を配設しているので、設備の立ち上げ時などの圧着ツール１７の再加熱時に、圧着ツール１７の熱膨張が長手方向の中心基準で行われるため、圧着ツール１７の位置調整を基準調整ねじ機構３０（Ｓ）を基準にして作業性良く行うことができる。また、複数の固定ボルト機構２１を任意の調整ねじ機構３０、３０間に配設し、固定ボルト機構２１の両側に調整ねじ機構３０が存在するようにしているので、固定ボルト機構２１から可動支持部１２に熱が伝わって温度変化が生じても、それによる圧着ツール１７のたわみを容易かつ確実に調整することができる。
【００３７】
また、固定ボルト機構２１を、可動支持部１２とヒータブロック１８の間に配置したスリーブ２２と、可動支持部１２とスリーブ２２を通してヒータブロック１８に螺合した固定ボルト２３にて構成し、調整ねじ機構３０を、可動支持部１２に位置調整可能に螺合固定し、先端部をヒータブロック１８を貫通して圧着ツール１７に当接させた中空調整ねじ３１と、中空調整ねじ３１を通して圧着ツール１７に螺合した固定ねじ３２にて構成しているので、固定ボルト２１の締結にてヒータブロック１８を強固に固定でき、その状態で中空調整ねじ３１を位置調整して固定ねじ３２にて固定することで圧着ツール１７を作業性良く容易に位置調整して固定することができる。
【００３８】
また、可動支持部１２の取付板部１２ａに圧着ヘッド１１の長手方向に沿って冷却エア通路３４を設け、冷却エア通路３４から分岐して各調整ねじ機構３０の取付板部１２ａとの螺合部に接して取付板部１２ａの前側面で開放する冷却エア吹出し通路３６を設けているので、可動支持部１２の取付板部１２ａを冷却エアにて積極的に冷却することができるとともに、ヒータブロック１８から取付板部１２ａへの主要な熱伝達経路となる調整ねじ機構３０も冷却エアにて積極的に冷却することができる。そのため、ヒータブロック１８からの熱影響を確実に抑制することができるとともに、取付板部１２ａの前側面からサイレンサー３７を通して冷却エアが吹き出すことで、周囲の雰囲気に対流を生じさせて周囲の雰囲気温度上昇による弊害を抑制することができる。
【００３９】
また、圧着ツール１７の中心軸上に、可動支持部１２を移動駆動する加圧シリンダ１６を配設しているので、加圧時に、可動支持部１２の移動機構に偏芯荷重が作用してたわみを生じ、圧着ツール１７に位置ずれを発生させる恐れもなく、圧着ツール１７の先端面の中央に垂直に荷重が負荷されるので、圧着ツール１７にて精度の良い圧着を安定的に確保することができる。
【００４０】
以上の説明では、パネル２に異方性導電材４を介して仮圧着された部品３を本圧着する例について説明したが、本発明の本圧着装置１は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、異方性導電材や非導電性接合材などの各種接合材６を介して、パネル２に接合された部品３が仮圧着された回路基板５を搬入して、部品３を加熱加圧して回路基板５に本圧着して接合し、パネル２に回路基板５を実装する場合にもそのまま適用することができる。
【００４１】
また、以上の説明では熱圧着装置１をパネル２や回路基板５と部品３を本圧着する本圧着装置に適用した例について説明したが、任意の基板に部品を本圧着する場合にも同様に適用できる。さらに、必ずしも本圧着に限らず、仮圧着装置等にも適用することができるが、本圧着装置においては、圧着ツールの加熱温度が高いので、本発明による効果が特に顕著に発揮される。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の熱圧着装置によれば、圧着ヘッドのヒータブロックの熱が可動支持部及びその移動機構に伝達されるのを効果的に抑制することができ、かつヒータブロックを可動支持部に固定する一方、固定のヒータブロックに対して圧着ツールの位置調整を独自に行うことができるので、ヒータブロックからの熱影響を抑制するとともに圧着ツール先端の平行度と平面度を精度良く調整できて精度の良い圧着を安定的に確保することができるので、各種基板に部品を圧着する電子部品圧着装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の熱圧着装置の一実施形態の構成を示す、図２のＡ−Ａ矢視断面側面図。
【図２】同実施形態の正面図。
【図３】同実施形態の要部構成を示す斜視図。
【図４】断熱カバーを省略して示した図２のＢ−Ｂ矢視拡大断面図。
【図５】（ａ）は図２のＣ−Ｃ矢視拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ矢視図。
【図６】（ａ）は断熱カバーを省略して示した図２のＤ−Ｄ矢視拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ矢視図。
【図７】同実施形態の熱圧着装置の適用例の本圧着装置を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は同要部の縦断面図。
【図８】同実施形態の熱圧着装置の他の適用例の本圧着装置を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は同要部の縦断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１ 熱圧着装置
１０ 受け台
１１ 圧着ヘッド
１２ 可動支持部
１６ 加圧シリンダ（加圧手段）
１７ 圧着ツール
１８ ヒータブロック
２１ 固定ボルト機構
２２ スリーブ
２３ 固定ボルト
２７ 断熱カバー
３０ 調整ねじ機構
３０（Ｓ） 基準調整ねじ機構
３１ 中空調整ねじ
３２ 固定ねじ
３４ 冷却エア通路
３６ 冷却エア吹出し通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱圧着装置に関し、 特に圧着ヘッドの移動機構へのヒータブロックからの熱影響を抑制できかつ圧着ツール先端の平行度と平面度を確保できる熱圧着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶パネルやプラズマディスプレイパネルなどのフラットディスプレイパネルの製造工程において、図７に示すように、基板としてのパネル２にＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）やＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの部品３を圧着して実装したり、図８に示すように、パネル２に実装されたＴＣＰやＦＰＣなどの部品３を回路基板５に圧着することでパネル２に回路基板５を実装したりする工程があり、その圧着工程に熱圧着装置が用いられている。
【０００３】
熱圧着装置としては、圧着ツールと圧着ツールの先端部を除く部分を覆って加熱するヒータブロックとを備えた圧着ヘッドを受け台に向けて移動させ、圧着ツールの先端と受け台との間で被圧着部材を加熱加圧するように構成したものが知られている。さらに、圧着ヘッドの具体的な構成として、所要の剛性を有するヘッドベースをリニアガイドを介して上下移動可能に支持し、このヘッドベースにヒータブロックをボルトにて締結固定し、圧着ツールは、ヒータブロックを貫通させて配設した調整ボルト機構にて位置調整可能にヘッドベースに固定して、圧着ツールの先端面の受け台との平行度と平面度を調整できるようにした構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、この特許文献１には、ヘッドベースの下部に上下位置調整可能にブロックを装着し、このブロックにヒータブロックを固定し、ヒータブロックに圧着ツールを装着固定した構成も記載されている。
【０００５】
また、シリンダ機構にて移動駆動可能な基準ブロックに、ボルトにて間隔をあけてヒータブロックを固定し、このヒータブロックの下面に圧着ツールをねじ固定し、さらにヒータブロック及び圧着ツールの表面を隙間をあけて覆うように断熱部材を配設した構成も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、昇降ブロックの下部に第１の断熱材を挟んで圧着ツールを装着し、圧着ツールの背面にヒータブロックを装着し、昇降ブロックの前面に、第２の断熱材を内面に有する屈曲部を下端部に設けた保持部材を装着し、圧着ツールの前面のテーパ面に第２の断熱材を押接させて圧着ツールを保持するようにしたものも知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−１５１８３５号公報
【特許文献２】特許第３８８５９４９号明細書
【特許文献３】特許第３３４４２２３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１に記載された構成では、調整ボルト機構にて圧着ツールの先端面の平行度と平面度を精度良く調整することができるが、リニアガイドにて上下移動可能に支持されているヘッドベースにヒータブロックを当接させて固定しているため、ヒータブロックの熱がヘッドベースを通して移動機構に伝達され、移動機構に大きな熱影響を与え、移動機構に熱歪を生じて圧着ツールの先端面の位置精度を悪化させたり、移動抵抗にばらつきを発生させて加圧力にばらつきを発生させたりして、精度の良い圧着を安定的に確保することができないという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載された構成では、移動機構にて移動される基準ブロックに対して、複数のボルトにて間隔をあけてヒータブロックを固定し、その下面に圧着ツールを固定し、かつヒータブロック及び圧着ツールの表面を隙間をあけて覆う断熱部材を配設しているので、ヒータブロックの熱が基準ブロックを通して移動機構に伝達されるのを抑制できて上記問題は解消されるが、圧着ツールの長手方向の各部位を直接位置調整するように構成されていないので、圧着ツールの先端面の位置を精度良く調整することができず、精度の良い圧着を安定的に確保することができないという問題がある。
【０００９】
また、特許文献１と特許文献２を組み合わせ、特許文献２のボルトに代えて、特許文献１記載の調整ボルト機構を適用し、ヒータブロックの熱が移動機構に伝達するのを抑制しつつ、ヒータブロックと圧着ツールの位置調整を調整ボルト機構にて行うように構成したとしても、ヒータブロックの下面に圧着ツールが固定されているので、ヒータブロックや圧着ツールの熱歪等による圧着ツールの先端面の平面度のばらつき等に対して精度の高い位置調整は不可能であり、精度の良い圧着を安定的に確保することができないという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３に記載された構成では、昇降ブロックと圧着ツールの間、及び圧着ツールと昇降ブロックに装着された保持部材との間に、それぞれ断熱材が介在されているので、圧着ツールの熱が昇降ブロックに伝達されるのをある程度抑制できるが、圧着ツールの位置調整機構を備えていないので、特に長尺の圧着ツールの場合、熱歪等による先端面の平行度と平面度を精度良く調整することができないという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題に鑑み、圧着ヘッドの移動機構へのヒータブロックからの熱影響を抑制できかつ圧着ツール先端の平行度と平面度を確保でき、精度の良い圧着を安定的に確保することができる熱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】
【００１２】
本発明の熱圧着装置は、圧着ツールと圧着ツールの先端部を除く部分を覆って加熱するヒータブロックとを備えた圧着ヘッドを受け台に向けて移動させ、圧着ツールの先端と受け台との間で被圧着部材を加熱加圧する熱圧着装置において、受け台に対して遠近方向に移動駆動可能な可動支持部に対して圧着ヘッドを間隔をあけて配設し、圧着ヘッドのヒータブロックはその長手方向に間隔をあけて配設された複数の固定ボルト機構にて可動支持部に対して間隔をあけて固定し、圧着ツールはその長手方向に間隔をあけてかつヒータブロックを貫通させて配設した複数の調整ねじ機構にて位置調整可能に可動支持部に固定したものである。
【００１３】
この構成によれば、可動支持部に対して、ヒータブロックと圧着ツールを備えた圧着ヘッドを間隔をあけて配設しているので、ヒータブロックの熱が可動支持部及びその移動機構に伝達されるのを効果的に抑制することができ、かつヒータブロックは複数の固定ボルト機構にて可動支持部に固定する一方、圧着ツールはヒータブロックを貫通する別の調整ねじ機構にて位置調整可能に可動支持部に固定しているので、固定のヒータブロックに対して独自に圧着ツールのみの位置調整を精度良く行うことができる。したがって、ヒータブロックからの熱影響を抑制するとともに圧着ツール先端の平行度と平面度を精度良く調整できるため、精度の良い圧着を安定的に確保することができる。
【００１４】
また、複数の調整ねじ機構は、圧着ツールの中心軸上に基準調整ねじ機構を配設し、この基準調整ねじ機構を中央にして等間隔置きに他の調整ねじ機構を配設し、複数の固定ボルト機構は任意の調整ねじ機構間に配設すると、設備の立ち上げ時などの圧着ツールの再加熱時に、圧着ツールの熱膨張が長手方向の中心基準で行われるため、圧着ツールの位置調整を作業性良く行うことができる。また、固定ボルト機構の両側に調整ねじ機構が存在するので、固定ボルト機構から可動支持部に伝わって温度変化が生じても、それによる圧着ツールのたわみを容易かつ確実に調整することができる。
【００１５】
また、固定ボルト機構は、可動支持部とヒータブロックの間に配置したスリーブと、可動支持部とスリーブを通してヒータブロックに螺合した固定ボルトにて構成し、調整ねじ機構は、可動支持部に位置調整可能に螺合固定され先端部がヒータブロックを貫通して圧着ツールに当接した中空調整ねじと、中空調整ねじを通して圧着ツールに螺合した固定ねじにて構成すると、固定ボルトの締結にてヒータブロックを強固に固定できるとともに、中空調整ねじを位置調整して固定ねじにて固定することで圧着ツールを容易に位置調整して固定することができる。
【００１６】
また、可動支持部に圧着ヘッドの長手方向に沿って冷却エア通路を設け、冷却エア通路から分岐して各調整ねじ機構の螺合部に接して可動支持部の側面で開放する冷却エア吹き出し通路を設けると、可動支持部及び主要な熱伝達経路である調整ねじ機構を冷却エアにて積極的に冷却することができてヒータブロックからの熱影響を一層確実に抑制することができるとともに、可動支持部の側面から冷却エアが吹き出すことで、周囲の雰囲気に対流を生じさせて周囲の雰囲気温度上昇による弊害を抑制することができる。
【００１７】
また、ヒータブロックの可動支持部に対向する面及び両側面を隙間をあけて覆うように断熱カバーを配設すると、ヒータブロックからの輻射熱による可動支持部の加熱を効果的に抑制できるとともに、ヒータブロックの熱の放散を、ヒータブロックと断熱カバーの間の空気層と断熱カバーを構成する断熱材とによって効果的に防止できるので、ヒータブロック加熱効率を向上することができる。
【００１８】
また、圧着ツールの中心軸上に、可動支持部を移動駆動する加圧手段を配設すると、加圧時に、可動支持部の移動機構に偏芯荷重が作用してたわみを生じ、圧着ツールに位置ずれを発生させたりすることなく、圧着ツールの先端面の中央に垂直に荷重が負荷されるので、精度の良い圧着を安定的に確保することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の熱圧着装置によれば、可動支持部に対して圧着ヘッドを間隔をあけて配設しているので、圧着ヘッドのヒータブロックの熱が可動支持部及びその移動機構に伝達されるのを効果的に抑制することができ、かつヒータブロックを可動支持部に固定する一方、固定のヒータブロックに対して圧着ツールの位置調整を独自に行うことができるので、ヒータブロックからの熱影響を抑制するとともに圧着ツール先端の平行度と平面度を精度良く調整できるため、精度の良い圧着を安定的に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の熱圧着装置を、基板としてのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）におけるパネルにＴＣＰやＦＰＣなどの部品を加熱・加圧して、パネルに部品を本圧着する本圧着装置に適用した一実施形態について、図１〜図８を参照しながら説明する。
【００２１】
本実施形態の熱圧着装置１では、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、部品３が仮圧着された状態でパネル２が搬入され、そのパネル２に対して部品３を加熱・加圧して本圧着することでパネル２に部品３を実装する。具体的には、パネル２の側端部に接合材としての異方性導電材（ＡＣＦ）４（図７（ｂ）参照）を介して部品３が仮圧着されており、その部品３を加熱・加圧することで、異方性導電材４にて部品３の電極とパネル２の電極を電気的に接続させた状態でパネル２に部品３が接合される。
【００２２】
熱圧着装置１は、図１〜図３に示すように、パネル２の圧着部位を下方から支持する受け台１０と、受け台１０と協働してパネル２と部品３を本圧着する圧着ヘッド１１を備えている。受け台１０は、石英やセラミックスからなる受け部材１０ａを台部１０ｂ上に設置して構成され、圧着工程で、受け部材１０ａの上面にパネル２の側端部を載置し、圧着ヘッド１１との間でパネル２の側端部と部品３を挟み、加熱加圧して圧着するものである。
【００２３】
圧着ヘッド１１は、可動支持部１２の下部に間隔をあけて装着されている。可動支持部１２は、受け台１０の上方空間を取り囲むように配設された門型のフレーム１３の背面側に配設された背面支持板１３ａの両側部に配設されたガイドレール１４に沿って昇降自在に支持されている。１５は、ガイドレール１４に沿って移動自在なスライドガイドであり、可動支持部１２の背面に固定されている。圧着ヘッド１１及び可動支持部１２の中心軸上で、フレーム１３の上面に加圧手段としての加圧シリンダ１６が配設され、そのシリンダロッド１６ａの先端が可動支持部１２に固定され、可動支持部１２を昇降移動させるとともに加圧力を負荷するように構成されている。
【００２４】
圧着ヘッド１１は、図２〜図４に示すように、圧着ツール１７とヒータブロック１８にて構成されている。圧着ツール１７は、全体形状が細長い直方体状でかつその下部に下方に向かって先細状に延出された加圧部１７ａを有しており、加圧部１７ａの先端面で部品３を加圧する。ヒータブロック１８は、圧着ツール１７の加圧部１７ａを除く部分を覆う断面形状がコ字状の細長い形状で、断面Ｌ字状のブロック本体１８ａと、押さえ板１８ｂを組み合わせて構成され、これらブロック本体１８ａと押さえ板１８ｂにて形成された下面開放の空間に圧着ツール１７を収容した状態で、ブロック本体１８ａと押さえ板１８ｂをボルト１９にて締結することで、圧着ツール１７を保持するように構成されている。そのため、押さえ板１８ｂの上端部にブロック本体１８ａの側面に当接する段部２０ａを、下部に圧着ツール１７の側面に当接して押圧固定する固定部２０ｂを設けてそれらの間を凹入させた形状とし、この押さえ板１８ｂの中間部をボルト１９にて押圧するように構成されている。
【００２５】
圧着ヘッド１１のヒータブロック１８は、図２、図４に示すように、長手方向に間隔をあけて配設された複数（図示例では４つ）の固定ボルト機構２１にて、可動支持部１２の下端の取付板部１２ａの下方に間隔をあけて固定されている。固定ボルト機構２１は、取付板部１２ａとヒータブロック１８の上面との間に配置した熱伝導率の低い材料からなるスリーブ２２と、取付板部１２ａとスリーブ２２を通してヒータブロック１８に螺合させた固定ボルト２３にて構成され、かつ固定ボルト２３の頭部２３ａと取付板部１２ａの上面との間には断熱材２４が介在されている。これにより、固定ボルト２３として強度の高いステンレス鋼を用いても熱伝達が抑制される。
【００２６】
ヒータブロック１８には、図１、図５に示すように、長手方向に適当ピッチ間隔で複数本（図２の例では１８本）のヒータ２５が挿入配置され、かつその直下に温度検出手段２６が挿入配置されて、ヒータブロック１８をその長手方向に均等に加熱制御するように構成されている。ヒータ２５は、例えば加圧時の圧着ツール１７の加圧部１７ａの下面の温度を１９０〜２００℃程度に加熱できるように、最高で５００℃程度の温度まで加熱制御される。
【００２７】
ヒータブロック１８には、その上面及び両側面を隙間をあけて覆うように断熱カバー２７が配設されている。断熱カバー２７には、例えば熱伝導率が１．５〜２．０（Ｗ／ｍ・Ｋ）程度のセラミック系断熱材が好適に用いられる。断熱カバー２７は、前後（図５の左右）に２分割されてヒータブロック１８に前後から被せて配置するように構成されている。この断熱カバー２７は、長手方向に間隔をあけた２箇所の上面の上に前後に設けられた取付ブラケット２８を、可動支持部１２の取付板部１２ａの下面に装着固定された取付ブロック２９の前後の側面に締結固定することで可動支持部１２に取付けられている。２９ａは取付ブロック２９の位置決めピンである。なお、断熱カバー２７におけるヒータ２５の配置箇所には、図５（ｂ）に示すように、ヒータ２５及び温度検出手段２６を挿通させる切欠２７ａが設けられている。
【００２８】
ヒータブロック１８内の下端開放の空間に収容保持されている圧着ツール１７は、図２、図６に示すように、複数（図示例では９つ）の調整ねじ機構３０にて位置調整可能に可動支持部１２に固定されている。これらの調整ねじ機構３０は、圧着ツール１７の中心軸上に基準の調整ねじ機構３０（Ｓ）を配設し、この基準の調整ねじ機構３０（Ｓ）を中央にして等間隔置きに他の調整ねじ機構３０を配設している。そして、各調整ねじ機構３０のそれぞれの両側に上記ヒータ２５が配置され、上記固定ボルト機構２１は調整ねじ機構３０、３０間でかつヒータ２５、２５間に配設されている。
【００２９】
調整ねじ機構３０は、可動支持部１２の取付板部１２ａに位置調整可能に螺合固定され、先端部がヒータブロック１８を貫通して圧着ツール１７の上面に当接する中空調整ねじ３１と、中空調整ねじ３１を通して圧着ツール１７に螺合した固定ねじ３２にて構成されている。中空調整ねじ３１は、上部外周に可動支持部１２の取付板部１２ａに貫通形成されたねじ穴１２ｂに螺合するねじ部３１ａを有し、かつねじ部３１ａにロックナット３３が螺合され、ロックナット３３と取付板部１２ａにて中空調整ねじ３１を任意の調整位置で締結固定するように構成されている。これら中空調整ねじ３１及び固定ねじ３２は、ヒータブロック１８の中心部に広い面積で接触して熱を直接受けるので、クロムモリブデン耐熱鋼などの耐熱性の高い材料にて構成するのが好ましい。
【００３０】
可動支持部１２の取付板部１２ａには、調整ねじ機構３０の背部の位置に、長手方向に沿って冷却エア通路３４が貫通して形成され、その両端にエア供給源（図示せず）に接続された接続金具３５が取付けられている。冷却エア通路３４は、各調整ねじ機構３０に対応して冷却エア吹出し通路３６が分岐されている。冷却エア吹出し通路３６は、中空調整ねじ３１のねじ部３１ａが螺合するねじ穴１２ｂに接して一部開口するように形成され、かつ取付板部１２ａの前側面で開口されるとともに、その開口部にフィルタとしても機能するサイレンサー３７が装着されている。
【００３１】
なお、本実施形態では、図１及び図４〜図６に仮想線で示すように、圧着ツール１７の加圧部１７ａの先端面と受け台１０上の部品３との間に、シート４０を供給するように構成されている。図示例では、シート４０は、圧着時にはみ出した異方性導電材４が付着するのを防止するポリテトラフルオルエチレンのシート４０ａと、パネル２や部品３の寸法ばらつきを吸収して均一な圧着状態を確保するためのクッション性を有するシリコンゴムのシート４０ｂにて構成され、これらシート４０ａ、４０ｂを別々に供給して加圧部１７ａの近傍で重ねて供給するように、熱圧着装置１の後部にシート供給部４１が、前部にシート回収部４３が配設されている。
【００３２】
シート供給部４１は、シート４０ａ、４０ｂを巻回した供給ロール４２ａ、４２ｂを備えている。供給ロール４２ａ、４２ｂは、回転自在に支持されるとともに、所要時に回転制動する制動手段（図示せず）を備えている。シート回収部４３は、シート４０ａ、４０ｂを巻き取る巻取ロール４４ａ、４４ｂと巻取ロール４４ａ、４４ｂを回転駆動するモータ（図示せず）とテンション部４５ａ、４５ｂを備えている。テンション部４５ａ、４５ｂは一対のガイドローラ４６ａ、４６ｂとそれらの間にこれらローラに対して遠近方向に移動可能にかつ離間する方向に移動付勢されたテンションローラ４６ｃにて構成されている。４７ａ、４７ｂは、シート供給部４１及びシート回収部４３と圧着ヘッド１１との間で、シート４０をガイドするガイドローラ、４８ａ、４８ｂは、圧着ヘッド１１の前後両側で、圧着ヘッド１１とともに昇降移動してシート４０をガイドするガイドローラである。
【００３３】
以上の構成の熱圧着装置１にてパネル２に部品３を圧着する圧着工程を説明する。まず、部品３が仮圧着されたパネル２を熱圧着装置１に搬入し、パネル２の部品３が仮圧着されている側端部を受け台４上に配置して支持させる。次に、圧着動作に入り、加圧シリンダ１６を動作させて可動支持部１２を介して圧着ヘッド１１を下降させ、圧着ヘッド１１の圧着ツール１７にて部品３の圧着部位をシート４０を介して加圧・加熱する本圧着動作を行う。本圧着が終わると、圧着ヘッド１１を上昇させ、パネル２を熱圧着装置１から搬出する。その後、次のパネル２の搬入動作を開始し、上記動作を繰り返すことで、パネル２に対する部品３の本圧着動作を順次行う。
【００３４】
以上の実施形態によれば、可動支持部１２に対して、ヒータブロック１８と圧着ツール１７を備えた圧着ヘッド１１を間隔をあけて配設しているので、ヒータブロック１８の熱が可動支持部１２及びその移動機構であるスライドガイド１５等に伝達されるのを効果的に抑制することができ、移動機構に熱歪を生じて圧着ヘッド１１に位置ずれが発生するのを防止できる。さらに、ヒータブロック１８の可動支持部１２に対向する上面及び両側面を隙間を介して断熱カバー２７で覆っているので、高い断熱性能が発揮され、ヒータブロック１８からの輻射熱による可動支持部１２の加熱を効果的に抑制できるため、上記効果が一層発揮される。また、ヒータブロック１８の熱の放散が、ヒータブロック１８と断熱カバー２７の間の空気層と断熱カバー２７を構成する断熱材とによって効果的に防止されることで、ヒータブロック１８の加熱効率も向上する。
【００３５】
しかも、ヒータブロック１８が複数の固定ボルト機構２１にて可動支持部１２に間隔をあけて固定されている一方、圧着ツール１７はヒータブロック１８を貫通する別の調整ねじ機構３０にて位置調整可能に可動支持部１２に固定されているので、固定のヒータブロック１８に対して圧着ツール１７の長手方向の任意の部位の位置調整を独自に精度良く行うことができる。したがって、ヒータブロック１８からの熱影響を抑制するとともに、圧着ツール１７の先端の受け台１０に対する平行度と平面度を精度良く調整できるため、精度の良い圧着を安定的に確保することができる。
【００３６】
また、複数の調整ねじ機構３０を、圧着ツール１７の中心軸上に基準調整ねじ機構３０（Ｓ）を配設し、この基準調整ねじ機構３０（Ｓ）を中央にして等間隔置きに他の調整ねじ機構３０を配設しているので、設備の立ち上げ時などの圧着ツール１７の再加熱時に、圧着ツール１７の熱膨張が長手方向の中心基準で行われるため、圧着ツール１７の位置調整を基準調整ねじ機構３０（Ｓ）を基準にして作業性良く行うことができる。また、複数の固定ボルト機構２１を任意の調整ねじ機構３０、３０間に配設し、固定ボルト機構２１の両側に調整ねじ機構３０が存在するようにしているので、固定ボルト機構２１から可動支持部１２に熱が伝わって温度変化が生じても、それによる圧着ツール１７のたわみを容易かつ確実に調整することができる。
【００３７】
また、固定ボルト機構２１を、可動支持部１２とヒータブロック１８の間に配置したスリーブ２２と、可動支持部１２とスリーブ２２を通してヒータブロック１８に螺合した固定ボルト２３にて構成し、調整ねじ機構３０を、可動支持部１２に位置調整可能に螺合固定し、先端部をヒータブロック１８を貫通して圧着ツール１７に当接させた中空調整ねじ３１と、中空調整ねじ３１を通して圧着ツール１７に螺合した固定ねじ３２にて構成しているので、固定ボルト２１の締結にてヒータブロック１８を強固に固定でき、その状態で中空調整ねじ３１を位置調整して固定ねじ３２にて固定することで圧着ツール１７を作業性良く容易に位置調整して固定することができる。
【００３８】
また、可動支持部１２の取付板部１２ａに圧着ヘッド１１の長手方向に沿って冷却エア通路３４を設け、冷却エア通路３４から分岐して各調整ねじ機構３０の取付板部１２ａとの螺合部に接して取付板部１２ａの前側面で開放する冷却エア吹出し通路３６を設けているので、可動支持部１２の取付板部１２ａを冷却エアにて積極的に冷却することができるとともに、ヒータブロック１８から取付板部１２ａへの主要な熱伝達経路となる調整ねじ機構３０も冷却エアにて積極的に冷却することができる。そのため、ヒータブロック１８からの熱影響を確実に抑制することができるとともに、取付板部１２ａの前側面からサイレンサー３７を通して冷却エアが吹き出すことで、周囲の雰囲気に対流を生じさせて周囲の雰囲気温度上昇による弊害を抑制することができる。
【００３９】
また、圧着ツール１７の中心軸上に、可動支持部１２を移動駆動する加圧シリンダ１６を配設しているので、加圧時に、可動支持部１２の移動機構に偏芯荷重が作用してたわみを生じ、圧着ツール１７に位置ずれを発生させる恐れもなく、圧着ツール１７の先端面の中央に垂直に荷重が負荷されるので、圧着ツール１７にて精度の良い圧着を安定的に確保することができる。
【００４０】
以上の説明では、パネル２に異方性導電材４を介して仮圧着された部品３を本圧着する例について説明したが、本発明の本圧着装置１は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、異方性導電材や非導電性接合材などの各種接合材６を介して、パネル２に接合された部品３が仮圧着された回路基板５を搬入して、部品３を加熱加圧して回路基板５に本圧着して接合し、パネル２に回路基板５を実装する場合にもそのまま適用することができる。
【００４１】
また、以上の説明では熱圧着装置１をパネル２や回路基板５と部品３を本圧着する本圧着装置に適用した例について説明したが、任意の基板に部品を本圧着する場合にも同様に適用できる。さらに、必ずしも本圧着に限らず、仮圧着装置等にも適用することができるが、本圧着装置においては、圧着ツールの加熱温度が高いので、本発明による効果が特に顕著に発揮される。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の熱圧着装置によれば、圧着ヘッドのヒータブロックの熱が可動支持部及びその移動機構に伝達されるのを効果的に抑制することができ、かつヒータブロックを可動支持部に固定する一方、固定のヒータブロックに対して圧着ツールの位置調整を独自に行うことができるので、ヒータブロックからの熱影響を抑制するとともに圧着ツール先端の平行度と平面度を精度良く調整できて精度の良い圧着を安定的に確保することができるので、各種基板に部品を圧着する電子部品圧着装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の熱圧着装置の一実施形態の構成を示す、図２のＡ−Ａ矢視断面側面図。
【図２】同実施形態の正面図。
【図３】同実施形態の要部構成を示す斜視図。
【図４】断熱カバーを省略して示した図２のＢ−Ｂ矢視拡大断面図。
【図５】（ａ）は図２のＣ−Ｃ矢視拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ矢視図。
【図６】（ａ）は断熱カバーを省略して示した図２のＤ−Ｄ矢視拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ矢視図。
【図７】同実施形態の熱圧着装置の適用例の本圧着装置を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は同要部の縦断面図。
【図８】同実施形態の熱圧着装置の他の適用例の本圧着装置を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は同要部の縦断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１ 熱圧着装置
１０ 受け台
１１ 圧着ヘッド
１２ 可動支持部
１６ 加圧シリンダ（加圧手段）
１７ 圧着ツール
１８ ヒータブロック
２１ 固定ボルト機構
２２ スリーブ
２３ 固定ボルト
２７ 断熱カバー
３０ 調整ねじ機構
３０（Ｓ） 基準調整ねじ機構
３１ 中空調整ねじ
３２ 固定ねじ
３４ 冷却エア通路
３６ 冷却エア吹出し通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧着ツールと圧着ツールの先端部を除く部分を覆って加熱するヒータブロックとを備えた圧着ヘッドを受け台に向けて移動させ、圧着ツールの先端と受け台との間で被圧着部材を加熱加圧する熱圧着装置において、受け台に対して遠近方向に移動駆動可能な可動支持部に対して圧着ヘッドを間隔をあけて配設し、圧着ヘッドのヒータブロックはその長手方向に間隔をあけて配設された複数の固定ボルト機構にて可動支持部に対して間隔をあけて固定し、圧着ツールはその長手方向に間隔をあけてかつヒータブロックを貫通させて配設した複数の調整ねじ機構にて位置調整可能に可動支持部に固定したことを特徴とする熱圧着装置。
【請求項２】
複数の調整ねじ機構は、圧着ツールの中心軸上に基準調整ねじ機構を配設し、この基準調整ねじ機構を中央にして等間隔置きに他の調整ねじ機構を配設し、複数の固定ボルト機構は任意の調整ねじ機構間に配設したことを特徴とすることを特徴とする請求項１記載の熱圧着装置。
【請求項３】
固定ボルト機構は、可動支持部とヒータブロックの間に配置したスリーブと、可動支持部とスリーブを通してヒータブロックに螺合した固定ボルトにて構成し、調整ねじ機構は、可動支持部に位置調整可能に螺合固定され先端部がヒータブロックを貫通して圧着ツールに当接した中空調整ねじと、中空調整ねじを通して圧着ツールに螺合した固定ねじにて構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の熱圧着装置。
【請求項４】
可動支持部に圧着ヘッドの長手方向に沿って冷却エア通路を設け、冷却エア通路から分岐して各調整ねじ機構の螺合部に接して可動支持部の側面で開放する冷却エア吹き出し通路を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の熱圧着装置。
【請求項５】
ヒータブロックの可動支持部に対向する面及び両側面を隙間をあけて覆うように断熱カバーを配設したことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の熱圧着装置。
【請求項６】
圧着ツールの中心軸上に、可動支持部を移動駆動する加圧手段を配設したことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の熱圧着装置。
【請求項１】
圧着ツールと圧着ツールの先端部を除く部分を覆って加熱するヒータブロックとを備えた圧着ヘッドを受け台に向けて移動させ、圧着ツールの先端と受け台との間で被圧着部材を加熱加圧する熱圧着装置において、受け台に対して遠近方向に移動駆動可能な可動支持部に対して圧着ヘッドを間隔をあけて配設し、圧着ヘッドのヒータブロックはその長手方向に間隔をあけて配設された複数の固定ボルト機構にて可動支持部に対して間隔をあけて固定し、圧着ツールはその長手方向に間隔をあけてかつヒータブロックを貫通させて配設した複数の調整ねじ機構にて位置調整可能に可動支持部に固定したことを特徴とする熱圧着装置。
【請求項２】
複数の調整ねじ機構は、圧着ツールの中心軸上に基準調整ねじ機構を配設し、この基準調整ねじ機構を中央にして等間隔置きに他の調整ねじ機構を配設し、複数の固定ボルト機構は任意の調整ねじ機構間に配設したことを特徴とすることを特徴とする請求項１記載の熱圧着装置。
【請求項３】
固定ボルト機構は、可動支持部とヒータブロックの間に配置したスリーブと、可動支持部とスリーブを通してヒータブロックに螺合した固定ボルトにて構成し、調整ねじ機構は、可動支持部に位置調整可能に螺合固定され先端部がヒータブロックを貫通して圧着ツールに当接した中空調整ねじと、中空調整ねじを通して圧着ツールに螺合した固定ねじにて構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の熱圧着装置。
【請求項４】
可動支持部に圧着ヘッドの長手方向に沿って冷却エア通路を設け、冷却エア通路から分岐して各調整ねじ機構の螺合部に接して可動支持部の側面で開放する冷却エア吹き出し通路を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の熱圧着装置。
【請求項５】
ヒータブロックの可動支持部に対向する面及び両側面を隙間をあけて覆うように断熱カバーを配設したことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の熱圧着装置。
【請求項６】
圧着ツールの中心軸上に、可動支持部を移動駆動する加圧手段を配設したことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の熱圧着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−７６７７５（Ｐ２００９−７６７７５Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４５８９９（Ｐ２００７−２４５８９９）
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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