JP2017220495A - 実装システムおよび搬送トレイ - Google Patents

Abstract

【課題】搬送トレイ上から位置決めステージの上にワークを移し換えしなくても、搬送トレイ上にワークを搭載したままで精度高く実装ができる実装システムを提供すること。【解決手段】実装システムは搬送トレイ（１０）と実装装置（２０）とを含む。搬送トレイ（１０）は、貫通穴（１２）を有すると共に、その貫通穴（１２）の周囲の少なくとも一部にワーク（４１）の周辺部を位置決めして支持する支持部（１３）を有する。実装装置（２０）は、搬送トレイ（１０）に支持されたワーク（４１）を、貫通穴（１２）を通して支持して位置決めする位置決め支持部（３１）を有するステージ（２１）と、このステージ（２１）をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動機構（６０）と、ステージ（２１）をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動機構（７０）とを含む。【選択図】図１

Description

この発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）、液晶表示装置、半導体装置等の実装システムおよび搬送トレイに関する。

従来、ＣＯＦ（Chip On Film：フィルム状の配線基板に半導体チップを実装すること。）を行う実装装置においては、フィルム状のフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）等を穴無しの搬送トレイに搭載して、位置決めステージ上に移して位置決めし、この位置決めされたＦＰＣ等にＩＣ（集積回路）チップ等を精度高く実装していた（特許文献１：特開２００９−２３９２６２号公報）。

特開２００９−２３９２６２号公報

しかしながら、上記従来の実装装置では、ＦＰＣ等を穴無しの搬送トレイ上から位置決めステージの上に移し換えなければならないので、工数が増えて、迅速に実装することができないという問題があった。

最近の有機ＥＬ等の実装においては、３μｍ以内の平行度が要求されるから、トレイに搭載したままのフィルム状のＦＰＣ等はこの３μｍ以内の平行度をだすことができない。そのため、ＦＰＣ等を穴無しの搬送トレイ上から実装装置の位置決めステージの上に移し換えなければならない。

そこで、この発明の課題は、搬送トレイ上から位置決めステージの上にワークを移し換えしなくても、搬送トレイ上にワークを搭載したままで精度高く実装ができる実装システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の実装システムは、
貫通穴を有すると共に、その貫通穴の周囲の少なくとも一部にワークの周辺部を位置決めして支持する支持部を有する搬送トレイと、
上記搬送トレイ上のワークを、上記貫通穴を通して支持して位置決めする位置決め支持部を有するステージと、このステージをＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動機構と、上記ステージをＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動機構とを含む実装装置と
を備えることを特徴としている。

上記構成の実装システムによれば、上記搬送トレイの貫通穴に、実装装置のステージの位置決め支持部を貫通させて、上記搬送トレイ上のワークを位置決め支持部で支持して正確に位置決めできて、搬送トレイ上にワークを位置させたままで、例えば、ＩＣチップの圧着などの実装を行うことができて、ワークの搬送トレイからステージへの移し替え工程を不要とすることができて、実装作業を迅速に行うことができる。

また、実装後のワークは搬送トレイ上に位置したままであるから、実装後のワークをそのまま直ちに搬送トレイに搭載して搬送することができる。

また、この発明の搬送トレイは、
貫通穴を有すると共に、その貫通穴の周囲の少なくとも一部にワークの周辺部を位置決めして支持する支持部を有する。

上記構成の搬送トレイによれば、上記支持部で支持されたワークを、実装時等において、上記貫通穴に実装装置のステージの位置決め支持部を貫通させて、ワークを搬送トレイの上に位置させたままで、ワークを上記位置決め支持部で正確に支持して位置決めすることができる。

この発明によれば、搬送トレイ上から位置決めステージの上にワークを移し換えしなくても、搬送トレイ上にワークを位置させたままで精度高く迅速に実装ができる。

この発明の１実施形態の実装システムを示す斜視図である。 この発明の１実施形態の実装システムを示す斜視図である。 この発明の１実施形態の実装システムを示す斜視図である。 ＩＣの実装プロセスを説明する説明図である。

以下、この発明を図示の実施形態により詳細に説明する。

図１に示すように、この実施形態の実装システムは、搬送トレイ１０と実装装置２０とを備える。

上記搬送トレイ１０は、略矩形の外形を有する本体部１１と、この本体部１１に整列して設けられた複数の略矩形の貫通穴１２，１２，…と、この貫通穴１２の周囲に設けられた段差部からなる支持部１３，１３，…とを有する。この貫通穴１２の周囲の支持部１３は、ワークの一例としての略矩形のＦＰＣ４１の外周部を支持して粗く位置決めを行う。

一方、上記実装装置２０は、略矩形のステージ２１を備え、このステージ２１は基部３０に複数の位置決め支持部３１，３１，…を整列して設けている。上記位置決め支持部３１は略矩形の凸部であり、中央に略十字形状の吸引孔３３を有する。上記位置決め支持部３１の高さ、つまり、厚さは、搬送トレイ１０の支持部１３の高さ、つまり、厚さよりも厚くなっていて、上記位置決め支持部３１は搬送トレイ１０の貫通穴１２を貫通して、位置決め支持部３１の表面は貫通穴１２の支持部１３の外側に突出することができるようになっている。

上記位置決め支持部３１の表面は極めて高い精度で加工されていて、例えば、３μｍ以内の平行度、真直度、平面度を満たすように加工されている。したがって、上記位置決め支持部３１の表面に載置されたＦＰＣ４１等のワークは、極めて高い精度で位置決めができるようになっている。

また、上記実装装置２０は、ステージ２１をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動機構６０と、ステージ２１をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動機構７０とを備える。上記Ｙ軸、Ｘ軸は、通常の定義と同様で、水平方向に延びていて、互いに直交している。

上記Ｙ軸方向移動機構６０は、ステージ２１に取り付けたスライダ２４と、このスライダ２４をＹ軸方向に案内するＹ軸方向ガイド２２と、上記スライダ２４をＹ軸方向ガイド２２に沿って駆動するＹ軸方向駆動部２３とからなる。上記Ｘ軸方向移動機構７０は、Ｙ軸方向ガイド２２に固定したスライダ２７と、このスライダ２７をＸ軸方向に案内するＸ軸方向ガイド２５と、上記スライダ２７をＸ軸方向ガイド２５に沿って駆動するＸ軸方向駆動部２６とからなる。

また、上記ステージ２１を旋回させる旋回機構２８をスライダ２４とステージ２１との間に設けている。

また、上記ステージ２１の４隅にステージ２１の姿勢を微調整する調整ネジ５１，５１，…を設けている。

なお、４５はロボットのアームである。

Ｚ軸方向移動機構４７は、ステージ２１を鉛直方向であるＺ軸方向に昇降させる。

この実装装置２０には、図示しないが、ワークを加圧加熱して圧着する圧着装置、ワークを撮像する撮像装置、ワークの位置やワークの表面の高さ等を検出するセンサ、ステージの位置および高さを検出するセンサなどが設けられているが、これらは、この発明の要旨とは関係が少ないので、図示および説明を省略する。

上記構成の実装システムにおいて、まず、図１および２に示すように、略矩形のＦＰＣ４１，４１，…を搬送トレイ１０の略矩形の貫通穴１２，１２，…の上に位置させ、この貫通穴１２，１２，…の周囲の段差状の支持部１３，１３，…にＦＰＣ４１，４１，…の外周部を支持して、ＦＰＣ４１，４１，…を搬送トレイ１０に搭載して粗く位置決めする。

次に、図３に示すように、ロボットのアーム４５で搬送トレイ１０の本体部１１を左右より挟持して（二本のアーム４５の片側のみを示す）、搬送トレイ１０を搬送して実装装置２０のステージ２１の上に搭載して、略矩形の凸状の位置決め支持部３１，３１，…に略矩形の貫通穴１２，１２，…を貫通させて、この位置決め支持部３１，３１，…の表面にＦＰＣ４１，４１，…を直接に載置する。

このように、搬送トレイ１０上にＦＰＣ４１，４１，…を位置させたままで、位置決め支持部３１，３１，…の表面にＦＰＣ４１，４１，…を直接に載置することができて、ＦＰＣ４１，４１，…の搬送トレイ１０からステージ２１への移し替え工程を不要とすることができるから、実装作業を迅速に行うことができる。

このように搬送トレイ１０上にＦＰＣ４１，４１，…を位置させたままで、位置決め支持部３１，３１，…の表面にＦＰＣ４１，４１，…を直接に載置する前に、必要に応じて、Ｙ軸方向移動機構６０、Ｘ軸方向移動機構７０および旋回機構２８を適宜作動させて、ステージ２１の位置を調整する。

次に、上記ステージ２１の位置決め支持部３１，３１，…の略十字形状の吸引孔３３，３３，…でＦＰＣ４１，４１，…を真空吸引して、ＦＰＣ４１，４１，…を位置決め支持部３１，３１，…の上に直接固定する。上記ステージ２１の位置決め支持部３１，３１，…の表面は、搬送トレイ１０に比べて極めて高い精度、例えば、３μｍ以内の平行度を満たすような極めて高い精度で加工されているから、ＦＰＣ４１，４１，…を位置決め支持部３１，３１，…の上に極めて高い精度で位置決めすることができる。もし仮に、ＦＰＣを搬送トレイに搭載して位置決めすると、３μｍ以内の平行度を満たすことができなくなる。

このようにして、ＦＰＣ４１，４１，…をステージ２１の位置決め支持部３１，３１，…の表面上に位置決めして固定した後、図４に示すＩＣの実装プロセスを実行する。

その前に、必要に応じて、Ｙ軸方向移動機構６０、Ｘ軸方向移動機構７０、Ｚ軸方向移動機構４７および旋回機構２８を適宜作動させて、ステージ２１の位置を調整する。

次に、図４に示すＡＣＦ（異方性導電フィルム）貼付、ＩＣ（集積回路チップ）実装（仮圧着）、ＩＣ実装（本圧着）の工程を行う。すなわち、図３および４に示すように、ＦＰＣ４１がステージ２１の精度の高い位置決め支持部３１の上に正確に位置決めして固定された後、ＦＰＣ４１の所定の位置にＡＣＦ（異方性導電フィルム）８１を図示しない圧着装置で熱圧着して貼り付ける。このときの圧着装置の加圧力は１０〜１５０[Ｎ]であり、圧着装置のツールの温度はＲＴ（室温）〜１２０℃である。

次に、図４に示すように、ＦＰＣ４１に貼り付けられたＡＣＦ８１の上にＩＣ（集積回路）チップ９１を仮圧着する。このときの圧着装置の加圧力は１０〜５０[Ｎ]であり、圧着装置のツールの温度はＲＴ（室温）〜１２０℃である。

次に、図４に示すように、ＦＰＣ４１上のＡＣＦ８１上のＩＣチップ９１を本圧着する。このときの圧着装置の加圧力は５０〜４００[Ｎ]であり、圧着装置のツールの温度はＲＴ（室温）〜３５０℃である。このときのステージ２１の位置決め支持部３１、つまり、バックアップの温度はＲＴ（室温）〜１００℃である。なお、以上の加圧力、温度は一例であって、ＡＣＦの種類、ＦＰＣの種類によって変わる。

このようにして、ＡＣＦ８１，８１，…を介してＩＣチップ９１，９１，…が実装されたＦＰＣ４１，４１，…は、搬送トレイ１０の上に位置しているから、ＦＰＣ４１，４１，…の搬送トレイ１０への移し替え作業を別途することなく、直ちに、搬送トレイ１０でＦＰＣ４１，４１，…を搬送することができる。したがって、迅速に実装工程を行うことができる。

上記実施形態では、ワークの例としてＦＰＣを述べたが、ワークはガラス基板、ＰＷＢ（プリント配線基板）、セラミック基板等であってもよいのは勿論である。また、搬送トレイの貫通穴の回りの支持部の幅は、前述の実施形態よりも大きくして、例えば、実装するＡＣＦ以外のＦＰＣの部分を支持する大きさにしてよい。

上記実施形態および変形例で述べた構成要素は、適宜、組み合わせてもよく、また、適宜、選択、置換、あるいは、削除してもよいのは、勿論である。

１０ 搬送トレイ
１２ 貫通穴
１３ 支持部
２０ 実装装置
２１ ステージ
３１ 位置決め支持部
３３ 吸引孔
４１ ＦＰＣ
６０ Ｙ軸方向移動機構
７０ Ｘ軸方向移動機構
８１ ＡＣＦ
９１ ＩＣチップ

Claims (2)

1. 貫通穴を有すると共に、その貫通穴の周囲の少なくとも一部にワークの周辺部を位置決めして支持する支持部を有する搬送トレイと、
   上記搬送トレイ上のワークを、上記貫通穴を通して支持して位置決めする位置決め支持部を有するステージと、このステージをＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動機構と、上記ステージをＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動機構とを含む実装装置と
   を備えることを特徴とする実装システム。
2. 貫通穴を有すると共に、その貫通穴の周囲の少なくとも一部にワークの周辺部を位置決めして支持する支持部を有することを特徴とする搬送トレイ。

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