电气元件连接装置

摘要

电气元件4的连接装置是由两个单元2和3组成，改变电气元件4的一个端部4a相对于另一端部4b的高度位置改变装置被设置给第二单元3，且将电气元件4连接到引线板的第一单元2的尺寸和重量可以减小。因此，电气元件4可以在低负荷下被连接到引线板的有限连接区域。

权利要求

1.一种电气元件连接装置，包括：

第一单元，包括：

第一吸着部，用于通过吸着来保持电气元件的正面的一个端部，所述电气元件至少部分包括挠性区域并且所述电气元件的一个端部和另一端部的相对高度位置可以改变；以及用于将形成于反面的一个端部上的连接端子阵列压抵形成于引线板上的连接端子阵列，以及第二吸着部，用于通过吸着在高于所述电气元件的一个端部的位置保持所述正面的另一端部，使得通过吸着被所述第一吸着部和第二吸着部保持的所述电气元件的连接端子阵列被连接到形成于所述引线板上的连接端子阵列；

第二单元，其独立地设置在所述第一单元的下方，包括：第一支持部，用来在一个端部附近支持所述电气元件的反面，第二支持部，用来在另一端部附近支持所述电气元件的反面，以及第一高度位置改变装置，用来改变所述第一支持部和第二支持部的相对高度位置；以及第二高度位置改变装置，用于改变所述第一单元和第二单元的相对高度位置，其中所述第二单元将所支持的电气元件传输到所述第一单元，同时维持所述另一端部置为高于所述一个端部的姿态，所述第一单元的第一吸着部在垂直方向上面对第二单元的第一支持部，同时第一单元的第二吸着部在垂直方向上面对第二支持部。

2.如权利要求1的电气元件连接装置，其中所述第一吸着部和第二吸着部的高度位置是可改变的。

3.如权利要求1的电气元件连接装置，其中所述第一吸着部和第二吸着部之间的距离是可改变的。

4.如权利要求2的电气元件连接装置，其中所述第一吸着部和第二吸着部之间的距离是可改变的。

说明书

电气元件连接装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用来连接例如挠性板的电气元件的装置，该挠性板至少部分包括挠性区域。

背景技术

[0002] 因为挠性板的挠性在改变形状方面提供很大的自由度，挠性板被广泛用做在主体体积受限的设备中用于电连接引线板、液晶显示面板、照相机模块等的连接装置。挠性板的两端都用作连接区域，并且连接端子阵列形成于这些端子上。因此，对于挠性板将连接到引线板等的情形，使用电气元件连接装置来矫正挠性板的变形，该电气元件连接装置包含第一保持部(通常用作吸着和加热的热压接合头)用来保持将被连接的连接区域之一，以及第二保持部用来保持另一连接区域。如此，形成在连接区域之一上的端子阵列可以非常准确地连接到引线板等连接目标(见专利文献1)。

[0003] [专利文献1]JP-A-2004-148436

[0004] 根据专利文献1描述的装置，驱动系统设置给第二保持部，并且挠性板的形状可以变化，该驱动系统相对于将被连接的一个连接区域垂直地变化另一连接区域的高度。共同作为传输头用以运送所保持的挠性板的该第一保持部和第二保持部保持一收纳在盘架(tray)上的挠性板，将该挠性板输送到引线板供连接，并且执行对准。由于该驱动系统设置给第二保持部，因此，不仅传输头的尺寸增加，而且传输头的重量也增加，且尤其难以应对需要在低负荷下进行结合的情况。此外，对于该装置，由于无法假设连接操作可以在具有高封装密度的引线板的有限连接区域附近执行，因此该装置不适合用于将挠性板连接到其上安装有电气元件的引线板。

发明内容

[0005] 因此，本发明的一个目的是提供一种电气元件连接装置，该电气元件连接装置在低负荷下能可以将例如挠性板的电气元件连接到其上高密度安装有电气元件的引线板的有限连接区域。

[0006] 根据本发明，电气元件连接装置包括：第一单元，包括第一吸着部，用于通过吸着来保持电气元件的正面(observe face)的一个端部，该电气元件至少部分包含一挠性区域并且该电气元件的一个端部和另一端部的相对高度位置可以改变，以及用于将形成于反面的一个端部上的连接端子阵列压抵形成于引线板上的连接端子阵列，以及第二吸着部，用于通过吸着在高于该电气元件的一个端部的位置保持该正面的另一端部，使得通过吸着被该第一吸着部和第二吸着部保持的该电气元件的连接端子阵列被连接到形成于该引线板上的连接端子阵列；第二单元，与该第一单元独立地被设置，该第二单元包括用来在一个端部附近支持该电气元件的反面的第一支持部，用来在另一端部附近支持该电气元件的反面的第二支持部，以及用来改变该第一支持部和第二支持部的相对高度位置的第一高度位置改变装置；以及第二高度位置改变装置，用于改变该第一单元和第二单元的相对高度位置，其中该第二单元将所支持的电气元件传输到该第一单元，同时维持该另一端部置为高于该一个端部的姿态。

[0007] 优选地，该第一吸着部和第二吸着部的高度位置是可改变的。

[0008] 此外，该第一吸着部和第二吸着部之间的距离是可改变的。

[0009] 根据本发明，该电气元件连接装置是由两个单元组成，改变该电气元件一个端部相对于另一端部的高度位置的高度位置改变装置设置给该第二单元，且将电气元件连接到引线板的第一单元的尺寸和重量可以减少。因此，电气元件可以在低负荷下被连接到引线板的有限连接区域。

附图说明

[0010] 图1为示出根据本发明一个模式的电气元件连接装置的侧视图。

[0011] 图2A和2B为用于解释挠性板连接到引线板的平面图。

[0012] 图3是用于解释利用本发明模式的电气元件连接装置的挠性板和引线板连接方法的侧视图。

[0013] 图4是用于解释利用本发明模式的电气元件连接装置的挠性板和引线板连接方法的侧视图。

[0014] 图5是用于解释利用本发明模式的电气元件连接装置的挠性板和引线板连接方法的侧视图。

[0015] 图6是用于解释利用本发明模式的电气元件连接装置的挠性板和引线板连接方法的侧视图。

[0016] 图7是用于解释利用本发明模式的电气元件连接装置的挠性板和引线板连接方法的侧视图。

[0017] 图8是用于解释利用本发明模式的电气元件连接装置的挠性板和引线板连接方法的一个侧视图。

[0018] 图9A和9B是用于解释照相机模块连接到引线板的平面图。

[0019] 图10是用于解释利用本发明模式的电气元件连接装置的照相机模块和引线板连接方法的侧视图。

具体实施方式

[0020] 参考附图描述本发明的一个模式。

[0021] 首先，将参考图1描述电气元件连接装置的布置。连接装置1由可以相互独立上升或下降的第一单元2和第二单元3组成。第一单元包括：第一吸着部5，应用吸着到挠性板4正面上的一个端部4a；以及第二吸着部6，应用吸着到挠性板4正面上的另一端部4b的任意部位。并且第一单元通过应用吸着到端部4a和另一端部4b这两个位置来支持挠性板4。

[0022] 热压接合工具7制备在第一吸着部5的下端部。与吸着孔8连通的吸着孔7b开凿在热压接合工具7的加压面7a内。吸着孔8通过电磁阀9连接到负压力发生装置27，且当电磁阀9打开或关闭时，该模式切换到吸着应用模式或无吸着应用模式，该吸着应用模式用于设置吸着孔7b为负压力，该无吸着应用模式用于释放该负压力并且恢复到大气压力。当该模式切换到吸着应用模式时，挠性板4正面的端部4a被向上吸到加压面7a，其中负压力下的吸着孔7b应用吸着到该挠性板4正面的端部4a。通过从置于附近的加热器10传输来的热量，热压接合工具7的温度上升。利用热绝缘材料11将热压接合工具7与加热器10布置在第一吸着部5下面相互分离。

[0023] 吸着垫6a设于第二吸着部6的下端部。吸着垫6a与通过电磁阀13连接到负压力发生装置27的吸着孔12连通，且当电磁阀13打开或关闭时，该模式切换到吸着应用模式或无吸着应用模式，该吸着应用模式用于设置吸着垫6a为负压力，该无吸着应用模式用于释放该负压力并且恢复到大气压力。当吸着应用模式被选择时，挠性板4正面的另一端部4b可以被向上吸到吸着垫6a上，该吸着垫6a已设置为负压力。

[0024] 第二吸着部6通过滑块14a安装在沿水平方向延伸的轨道14上。第二吸着部6可以沿着轨道14在水平方向上移动，并且可以利用固定块(fitting)14b固定在任意位置。轨道14的一个端部通过滑块15a附着到为第一吸着部5设置且沿垂直方向延伸的轨道15上。轨道14可以沿着轨道15在垂直方向上移动，并且可以利用固定块15b固定在任意位置。由于第二吸着部6可以沿着轨道14水平移到任意位置(见箭头a)，且可以沿着轨道
15垂直移到任意位置(见箭头b)，因此第二吸着部6相对于第一吸着部5的高度位置和距离可以变化。因此，第一单元2可以将挠性板4的另一端部4b固持在任意位置，且可以支持挠性板4处于另一端部4b维持在高于端部4a的位置的姿态。

[0025] 第二单元3包括：第一支持部20，在挠性板4的反面支持端部4a；以及第二支持部21，在挠性板4的反面支持另一端部4b。因此，第二单元3在端部4a和另一端部4b这两个位置支持挠性板4。吸着表面20a设于第一支持部20的上端部，从而应用吸着到挠性板4反面的端部4a。而且，与吸着孔22连通的吸着孔20b形成于吸着表面20a内。吸着孔22通过电磁阀23连接到负压力发生装置27，且当电磁阀23打开或关闭时，该模式切换到吸着应用模式或无吸着应用模式，该吸着应用模式用于设置吸着孔20b在负压力下，该无吸着应用模式用于释放该负压力并且恢复到大气压力。当吸着应用模式被选择时，被向下吸到设置为负压力的吸着孔20b的挠性板4反面的端部4a，通过吸着可以被固持到吸着表面20a。

[0026] 吸着垫21a设于第二支持部21的上端部。吸着垫21a与通过电磁阀25连接到负压力发生装置27的吸着孔24连通，且当电磁阀25打开或关闭时，该模式可以在吸着应用模式和无吸着应用模式之间切换，该吸着应用模式用于设置吸着垫21a为负压力，该无吸着应用模式用于释放该负压力并且恢复到大气压力。当吸着应用模式被选择时，挠性板4反面的另一端部4b可以向下吸到吸着垫21a，该吸着垫21a已设置为负压力。

[0027] 第一支持部20与第二支持部21附着到基部26，且第二支持部21通过结合在基部26内的进给螺杆机构、气筒机构等在垂直方向上移动(见箭头c)。因此，第二单元3可以将挠性板4支持在另一端部4b置为高于端部4a的姿态。进给螺杆机构组成一用以改变第二支持部21相对于第一支持部20的高度位置的高度位置改变装置，并设置给第二单元3，使得第一单元2的尺寸和重量可以减少，该第一单元2不需要包括高度位置改变装置，例如进给螺杆机构。

[0028] 在如此布置的电气元件连接装置1中，挠性板4被第二单元3从反面支持，处在另一端部4b置为高于端部4a的姿态；在该姿态被保持的同时，挠性板4传输到第一单元2，并且其正面由第一单元2支持；且随后，如图2A和2B所示，形成于挠性板4反面上的端部4a上的连接端子阵列4c连接到形成于引线板30上的连接端子阵列30a。

[0029] 现在将描述将挠性板连接到引线板的方法。同时参考图3，第二单元3通过在挠性板4反面的两个位置，即第一支持部20和第二支持部21，应用吸着来支持挠性板4。对于在这种情况下由第二单元3应用吸着到挠性板4的方法，存在一种由第二单元3将吸着直接应用到挠性板4的方法，该挠性板4保持在诸如盘架的收纳部内；以及一种采用独立传输装置将挠性板4从盘架传输到第二单元3的方法。在涉及第一种方法的情况中，需要用于将第二单元移动到盘架的机构和将用于反转挠性板4将该挠性板上下反转的机构。然而，无论采用哪种方法，吸着表面20a和吸着垫21a的相对高度位置可以对准，使得在挠性板4在盘架内保持水平姿态的状态下，可以应用合适的吸着。

[0030] 第一单元2置于第二单元3上方，并且热压接合工具7在垂直方向上面对第一支部20，同时第二吸着部6在垂直方向上面对第二支持部21。第二吸着部6相对于第一吸着部5的高度位置被预先调整。

[0031] 同时参考图4，第二单元3上升，使由第一支持部20支持的挠性板4的端部4a的正面与热压接合工具7形成接触；且第二支持部21从第二单元3上升，使由第二支持部21支持的挠性板4的另一端部4b的正面与第二吸着部6的吸着垫6a形成接触。此时，第二支持部21改变到无吸着应用模式，且当该上升过程继续时，从反面的吸着已经释放的另一端部4b趋于相对于吸着垫21a水平地移位。因此，端部4a没有水平移位与吸着表面20a分离，且两者之间没有发生位置偏移。

[0032] 在挠性板4正面上的端部4a接触热压接合工具7之后，第二单元3应继续该上升过程，且端部4a应夹在第一支持部20和热压接合工具7之间，使得端部4a的位移可以被更加有效地抑制。当端部4a相对于热压接合工具7的位移被抑制时，可以防止挠性板4的连接端子阵列4c的位置大幅偏离热压接合工具7的加压面7a。再者，当连接端子阵列4c与形成于引线板30上的连接端子阵列30a对准时，施加在保持挠性板4的第一单元2上的位置修正负荷可以减少，且定位精度也可以增加。

[0033] 参考图5，第一吸着部5和第二吸着部6改变到吸着应用模式，第一支持部20和第二支持部21改变到在无吸着应用模式，随后第二单元3下降。这样，挠性板4从第二单元3传输到第一单元2。在被传输到第一单元2之后，挠性板4保持在另一端部4b置为高于端部4a的姿态，且得到一种状态，其中端部4a通过吸着而被保持到位于第一单元2最低点的热压接合工具7。

[0034] 参考图6，通过移动第一单元2，挠性板4在引线板30上方传送，从而将连接端子阵列4c与形成于引线板30上的连接端子阵列30a对准。由于第一单元2的尺寸和重量减小，惯性质量减小，因此对准可以更快更准确。

[0035] 各种电气元件31安装在引线板30正面上的区域内，而不是连接端子阵列30a所在的连接区域。电气元件31也可以安装在几乎整个反面。利用以恰当间隔布置的支持销32，从反面支持引线板30。支持销32在引线板30反面上没有安装电气元件31的位置支持引线板30。随后，当引线板30沿着传输轨道33传送时，支持销32向下移动，且在挠性板4连接之后，支持销32再次向下移动并缩回，使其不与电气元件31干涉。

[0036] 参考图7，第一单元2被降低，且已被加热的热压接合工具7被用于将端部4a压抵引线板30的连接区。热固性树脂膏应用到引线板30的连接区域，其中在该热固性树脂膏中分散了例如焊料粒的低热熔点导体。因此，在焊料粒熔融的同时，该热固性树脂的固化通过加热而进行，并且挠性板4的端部4a与引线板30的连接区域通过已经固化的热固性树脂粘结在一起，同时，连接端子阵列4c和连接端子阵列30a通过熔融的焊料粒粘结在一起。因此，形成于引线板30上的连接端子阵列30a电连接到形成于挠性板4的端部4a上的连接端子阵列4c，且由于该热固树脂的粘结强度，连接可靠性得到保证。

[0037] 因为挠性板4下述状态，其中端部4a向上吸到位于第一单元2最底部的热压接合工具7，因此在连接时，仅端部4a连接于引线板30，且另一端部4b远离引线板30。因此，挠性板4可以连接到引线板30，而不干涉已经安装的电气元件31。此外，在连接时必须从下部支持引线板30，因为热压接合工具7向下压在引线板30的连接区域上；然而，由于热压接合工具7仅仅施加一足以用于加压和熔融连接端子阵列4c和连接端子阵列30a之间的低热熔点焊料粒的负荷，因此若干合理布置的支持销32足以支持该负荷，而不会发生引线板30过度变形。此外，由于热压接合工具7所在的第一单元2的尺寸和重量减少，第一单元2是用于执行不对支持销32施加过多压力的低负荷粘结的合适装置，或是用于在引线板30的有限连接区域附近执行操作的合适装置。因此，只要至少在挠性板4的端部4a获得用于引线板30的连接区域，则可以执行连接到挠性板4，即使在电气元件31高密度地安装在包括与连接区域反面对应的区域的整个区域。

[0038] 参考图8，当引线板30与挠性板4的连接完成之后，第一吸着部5和第二吸着部6改变到无吸着应用模式以提升第一单元2。连接有挠性板4的引线板30移出，而未连接的引线板移入。第一单元2从第二单元3接收新的挠性板，并且将该挠性板连接到未连接的引线板。

[0039] 在这种模式中，第一单元2和第二单元3是由高度位置改变装置独立地提升和下降的，该高度位置改变装置改变第一单元和第二单元的相对高度位置；然而，任一单元可以被提升或下降以将这些靠近或分离。此外，挠性板4整体上是挠性的；然而，至少部分包括挠性区域并可以改变一个端部与另一端部的相对高度位置的电气元件也可以被连接到引线板30上。

[0040] 例如，在图9所示的电气元件的情况中，其中挠性线41预先连接到照相机模块40，如图10所示，线41的连接端子阵列41a所形成于的一个端部41b从第一支持部20传输到第一吸着部5，且照相机模块40从第二支持部21传输到第二吸着部6。结果，电气元件从第二单元3传输到第一单元2。

[0041] 根据本发明，电气元件连接装置由两个单元组成，改变电气元件的一个端部相对于另一端部的高度位置的该高度位置改变装置设置给第二单元，且将电气元件连接到引线板的第一单元的尺寸和重量可以减小。因此，作为有益效果，本发明提供这样的事实，电气元件可以在低负荷下被连接到引线板的有限连接区域，并且在工业领域中可用于将诸如挠性板的电气元件连接到其上高密度地安装有电气元件的引线板，该电气元件至少部分包括挠性区域，且该电气元件的一个端部和另一端部的相对高度位置可以改变。