JP2008047740A - 基板への部品実装方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板の部品接合部位のプラズマ処理を熱ダメージを与えることなく効率的に行うことができる基板への部品実装方法及び装置を提供する。
【解決手段】液晶パネル６などの基板の部品接合部位をプラズマ処理した後、その接合部位に部品を接合する基板への部品実装方法において、反応空間２１に第１の不活性ガス２５を供給するとともに反応空間２１の近傍に配設したアンテナ２３に高周波電圧を印加して反応空間２１から誘導結合型プラズマからなる一次プラズマ２６を吹き出させ、この一次プラズマ２６を、第２の不活性ガスを主とし適量の反応性ガスを混合した混合ガス領域３０に衝突させて二次プラズマ３１を発生させ、発生した二次プラズマ３１を基板の部品接合部位に照射するようにした。
【選択図】図４
【解決手段】液晶パネル６などの基板の部品接合部位をプラズマ処理した後、その接合部位に部品を接合する基板への部品実装方法において、反応空間２１に第１の不活性ガス２５を供給するとともに反応空間２１の近傍に配設したアンテナ２３に高周波電圧を印加して反応空間２１から誘導結合型プラズマからなる一次プラズマ２６を吹き出させ、この一次プラズマ２６を、第２の不活性ガスを主とし適量の反応性ガスを混合した混合ガス領域３０に衝突させて二次プラズマ３１を発生させ、発生した二次プラズマ３１を基板の部品接合部位に照射するようにした。
【選択図】図４
Description
本発明は、基板への部品実装方法及び装置に関し、特に大気圧プラズマにて基板の部品接合部位をプラズマ処理した後部品を接合する基板への部品実装方法及び装置に関するものである。
従来、大気圧近傍（圧力では、５００〜１５００ｍｍＨｇの範囲）で筒状の反応空間の一端から不活性ガスと反応性ガスの混合ガスを供給するとともに、反応空間の内外に配置した一対の電極間に高周波電圧をかけて反応空間に高周波電界を印加することで大気圧プラズマを発生させ、反応空間の他端からプラズマジェットとして吹き出すプラズマヘッドを用い、このプラズマヘッドを移動手段にて基板の部品接合部位に沿って移動させることで、基板の部品接合部位のクリーニングや表面改質等のプラズマ処理を行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、円筒状の反応空間５２の内外に一対の電極５３、５４を配置し、反応空間５２の上端から不活性ガス５５を供給しつつ、電極５３、５４間に高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、反応空間５２の下端５２ａからプラズマジェット５６を吹き出すように構成したプラズマヘッド５１を用い、このプラズマヘッド５１をフラットパネルデイスプレイ用のパネル５７を位置決めしたテーブル５８に対して矢印ａのように相対移動させ、パネル５７の側端部に並列して形成された透明電極５９ａから成る接続電極部位５９をプラズマ処理するものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、図１０に示すように、円筒状の反応容器や、断面形状が矩形状の反応容器６２の外周に、軸方向に適当間隔あけて一対の電極６３、６４を配置したプラズマヘッド６１を用い、反応容器６２の上端から不活性ガスを供給しつつ、電極６３、６４間に高周波電源６５にて高周波電圧を印加することで、反応容器６２の下端６２ａからプラズマジェットを吹き出し、そのプラズマジェットをフラットパネルデイスプレイ用のパネルの接続電極部位に照射することで、プラズマ処理することも知られている（例えば、特許文献３参照）。
また、大気圧下でマイクロ誘導結合プラズマジェットを生成する小型のマイクロプラズマジェット発生装置が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
特開平１１−２５１３０４号公報
特開２００２−２８５９７号公報
特開２００３−１６７５２６号公報
特許第３６１６０８８号明細書
ところが、上記特許文献１〜３に記載されたプラズマ発生方法は、平行平板型に準ずる一対の電極を用いて、容量結合型プラズマ（非平衡プラズマ）を発生するものであり、発生するプラズマのプラズマ密度は１０11〜１０12／ｃｍ3 が限界で、プラズマ密度が低いため、このような容量結合型プラズマを用いて基板の部品接合部位のプラズマ処理を行うと、処理に時間がかかってしまい、部品実装工程の他の工程のタクトに合わせることができず、そのため部品実装工程とは別工程でプラズマ処理を行う必要があり、部品実装の生産性が大きく低下するという問題があり、また別工程でプラズマ処理すると、プラズマ処理工程から部品実装工程に基板を搬送する間にプラズマ処理した部位が再び汚染してしまうという問題があった。さらに、フラットパネルディスプレイのサイズが数インチの場合にはまだ対応可能であるが、近年はサイズが大型化して４０インチを超えるサイズのものが現れてきているため、部品実装ラインにプラズマ処理を組み込むことは実際上不可能となっている。なお、容量結合型プラズマのプラズマ温度は数百℃程度であり、フラットパネルディスプレイに熱損傷を与える恐れは少ない。
一方、特許文献４に記載された誘導結合型プラズマ（熱プラズマ）は、プラズマ密度が１０16〜１０17／ｃｍ3 で、容量結合型プラズマの１０5 倍程度の高密度であるため、反応性が高く、処理能力を高くすることができるが、熱プラズマはプラズマ温度が数千〜１万℃にもなり、そのためプラズスマが照射される基板が熱に対して弱い部分を有する場合にその基板に熱損傷を与えてしまうという問題がある。例えば、近年の液晶パネルの製造工程では、偏光板が先に貼り付けられた状態で部品実装ラインに供給されて液晶駆動用の電子部品を実装するようになっており、その実装ラインにプラズマ処理工程を組み込むと、偏光板が高温のプラズマからの熱影響を受けてダメージを生じるため、適用することは不可能であった。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、基板の部品接合部位のプラズマ処理を熱ダメージを与えることなく効率的に行うことができ、そのブラズマ処理を部品実装工程に組み込むことができる基板への部品実装方法及び装置を提供することを目的とする。
本発明の基板への部品実装方法は、基板の部品接合部位をプラズマ処理した後、その接合部位に部品を接合する基板への部品実装方法において、反応空間に第１の不活性ガスを供給するとともに反応空間の近傍に配設したアンテナに高周波電圧を印加して反応空間から誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを吹き出させ、この一次プラズマを、第２の不活性ガスを主とし適量の反応性ガスを混合した混合ガス領域に衝突させて二次プラズマを発生させ、発生した二次プラズマを基板の部品の接合部位に照射するものである。
この構成によれば、プラズマ密度の高い誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガス領域に衝突させると、一次プラズマが衝突した第２の不活性ガスが雪崩れ現象的にプラズマ化して混合ガス領域の全体に展開し、プラズマ化した第２の不活性ガスのラジカルなどにて反応性ガスがプラズマ化した状態の二次プラズマが発生し、その結果従来の容量結合型プラズマよりプラズマ密度が高くしかもプラズマ温度が低い二次プラズマを発生させることができ、この二次プラズマを基板の部品接合部位に照射してプラズマ処理を行うことで、基板に熱ダメージを与えることなく、短時間に効率的に所要のプラズマ処理を行うことができ、このプラズマ処理後の部品接合部位に部品を接合することで、高い接合強度と信頼性をもって部品を接合することができ、部品実装工程にプラズマ処理を組み込んで生産性良く基板に部品を実装することができる。
また、混合ガス領域を、予め混合した第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガスを当該領域に供給して形成すると、両ガスを別々に供給する場合に比してガス供給構成が簡単になるとともに、第２の不活性ガスと反応性ガスが均等に混合されているので、全体に均一なプラズマ処理を実現することができる。
また、混合ガス領域を、第２の不活性ガスと反応性ガスを別々に当該領域に供給して形成すると、反応性ガスを任意の濃度に調整して混合することができ、所望のプラズマ処理を行うことができる。
また、基板はフラットパネルディスプレイ用のパネル、接合部位はパネルの端部に設けられた接続電極、部品は接続電極上に貼付ける異方導電膜及びその上に仮圧着及び本圧着されるフラットパネルディスプレイ駆動用の電子部品であり、部品実装工程が、プラズマ処理工程と、異方導電膜貼付工程と、仮圧着工程と、本圧着工程とを有すると、駆動用電子部品が異方導電膜を介して実装されたフラットパネルディスプレイを、単一の部品実装ラインで生産性良く製造することができる。
また、プラズマ処理工程における混合ガス中の反応性ガスは酸素ガスを含むガスであると、パネルの接続電極の表面改質を効果的に行うことができ、異方導電膜の貼付強度をプラズマ処理しない場合の１．３〜２倍にすることができ、接合強度と信頼性の高い実装を確保することができて好適である。
また、プラズマ処理工程の処理時間を、異方導電膜貼付工程と、仮圧着工程と、本圧着工程の処理時間の内の最も短い処理時間以下とすると、部品実装ラインにプラズマ処理工程を付加しても、プラズマ処理工程を設けていない場合と同じタクトでフラットパネルディスプレイを製造することができて好適である。
また、プラズマ処理工程と異方導電膜貼付工程を同一工程としてその処理時間を、仮圧着工程と、本圧着工程の処理時間の内の最も短い処理時間以下とすると、異方導電膜貼付工程の処理時間が仮圧着工程及び本圧着工程の処理時間に比して短い場合に、その余剰時間を利用してプラズマ処理工程を行うことができ、生産性良くフラットパネルディスプレイを製造することができて好適である。
また、本発明の基板への部品実装装置は、第１の不活性ガスの誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを吹き出させる誘導結合型プラズマ発生部と、第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガス領域に一次プラズマを衝突させてプラズマ化した混合ガスから成る二次プラズマを発生するプラズマ展開部とを有するプラズマヘッドと、基板の部品接合部位に沿ってプラズマヘッドが相対移動するように基板とプラズマヘッドを相対移動させる移動手段とを設けたプラズマ処理部と、基板の部品接合部位に部品を接合する部品接合部とを備えたものである。
この構成によれば、プラズマヘッドと移動手段を有するプラズマ処理部で基板の部品接合部位をプラズマ処理し、部品接合部で部品を接合して実装することで、上記基板への部品実装方法を実施してその効果を発揮することができる。
また、移動手段がロボット装置を備え、そのロボット装置のＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動可能な可動ヘッドにプラズマヘッドを搭載すると、基板を所定位置に位置決めしてプラズマヘッドを部品接合部位に沿って移動させることで部品接合部位を適切かつ効率的にプラズマ処理でき、任意の基板に対して高い汎用性をもってプラズマ処理を行うことができる。
また、基板はフラットパネルディスプレイ用のパネル、接合部位はパネルの端部に設けられた接続電極、部品は接続電極上に貼付ける異方導電膜及びその上に仮圧着及び本圧着されるフラットパネルディスプレイ駆動用の電子部品であり、プラズマ処理部と、異方導電膜貼付部と、仮圧着部と、本圧着部とを有すると、駆動用電子部品が異方導電膜を介して実装されたフラットパネルディスプレイを、単一の装置で生産性良く製造することができる。
また、プラズマ処理部における処理時間を、異方導電膜貼付部と、仮圧着部と、本圧着部における処理時間の内の最も短い処理時間以下とすると、プラズマ処理部を付加しても、プラズマ処理部を設けていない場合と同じタクトでフラットパネルディスプレイを製造することができて好適である。
また、プラズマ処理部と異方導電膜貼付部を同一装置としてその処理時間を、仮圧着部と、本圧着部の処理時間の内の最も短い処理時間以下とすると、異方導電膜貼付の処理時間が仮圧着及び本圧着の処理時間に比して短い場合に、その余剰時間を利用してプラズマ処理を行うことができ、生産性良くフラットパネルディスプレイを製造することができて好適である。
また、フラットパネルディスプレイのサイズが、１０インチ以上である場合に、上記効果が特に大きく発揮される。
本発明の基板への部品実装方法及び装置によれば、プラズマ密度の高い誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガス領域に衝突させることで、容量結合型プラズマよりプラズマ密度が高くしかもプラズマ温度が低い二次プラズマが発生し、この二次プラズマを基板の部品接合部位に照射してプラズマ処理を行うことで、基板に熱ダメージを与えることなく、短時間に効率的に所要のプラズマ処理を行うことができ、このプラズマ処理後の部品接合部位に部品を接合することにより、高い接合強度と信頼性をもって部品を接合することができ、部品実装工程にブラズマ処理を組み込んで生産性良く基板に部品を実装することができる。
以下、本発明の基板への部品実装装置を、フラットパネルディスプレイの一例である液晶パネルに対してその駆動部品を実装する部品実装装置に適用した実施形態について、図１〜図８を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の液晶パネルに対する部品実装装置の第１の実施形態について，図１〜図７を参照して説明する。
まず、本発明の液晶パネルに対する部品実装装置の第１の実施形態について，図１〜図７を参照して説明する。
図１（ａ）、（ｂ）において、１は液晶パネルに対する部品実装装置であり、プラズマ処理部２と異方導電膜貼付部３と仮圧着部４と本圧着部５とを備えている。搬入手段（図示せず）にて搬入された液晶パネル６は、まずプラズマ処理部２に受け入れられ、液晶パネル６の側端部に設けられた部品接合部位７に対してプラズマ処理による表面改質が行われる。次に、液晶パネル６が異方導電膜貼付部３に搬送され、液晶パネル６の部品接合部位７が異方導電膜貼付手段３ａの直下に位置決めされ、部品実装部位７に対する異方導電膜８の貼り付けが行われる。次に、液晶パネル６が仮圧着部４に搬送され、その部品供給部４ａから供給される電子部品９、例えば液晶パネル６を駆動するＩＣやＴＡＢ基板が異方導電膜８上に仮圧着される。次に、液晶パネル６が本圧着部５に搬送され、仮圧着された各部分がそれぞれ圧着工具５ａにてより高い温度と圧力を付与されて本圧着されることで、 電子部品９が実装される。こうして電子部品９が実装された液晶パネル６は部品実装装置１から搬出される。
液晶パネル６の構成を、図２を参照して説明する。２枚のガラス基板１０ａ、１０ｂの間に液晶を配置して液晶パネル６が構成され、かつその一方のガラス基板１０ａの側端部を突出させて突出部１１が設けられ、その内側表面に液晶を駆動する電極に接続された接続電極１２が配設されている。突出部１１は、液晶パネル６が小型の場合は図１に示した例のように１つの側端部のみに、中型の場合は図２に示したようにＬ字状に連続する２つの側端部に、大型の場合はコ字状に連続する３つの側端部に設けられる。この液晶パネル６の両面に対して、図２（ａ）に示すように、突出部１１を除いて偏光板１３ａ、１３ｂが予め貼り付けられ、図２（ｂ）に示す状態で部品実装装置１に搬入される。部品実装装置１では、上記のように突出部１１に設けられた接続電極１２に対して異方導電膜を介して接続するように電子部品９が実装され、図２（ｃ）に示す状態の液晶パネル６が搬出され、その後、図２（ｄ）に示すように、各電子部品９にプリント基板１４が接合され、液晶表示装置（図示せず）に組み込まれる。
このような液晶パネル６において、一方のガラス基板１０ａの突出部１１に、図３（ａ）に示すように、電子部品９を接合する所定長さＬ１の部品接合部位７が所定ピッチ間隔で複数設けられており、プラズマ処理工程ではこの部品接合部位７のみをプラズマ処理するのが好適である。また、図３（ｂ）に示すように、突出部１１の幅寸法Ｌ２は、中型・大型の液晶パネル６において、特に液晶駆動ＩＣをその上に実装する場合に数ｍｍ〜４０ｍｍ位の場合があり、その場合プラズマ処理すべき面積が大きいものとなる。そのため、プラズマ処理部２が従来の容量結合型プラズマを照射して処理する構成の場合にはその処理時間が長くかかり、後続する異方導電膜膜貼付部３と仮圧着部４と本圧着部５のタクトに合わすことができず、プラズマ処理部２と異方導電膜膜貼付部３と仮圧着部４と本圧着部５をライン構成した部品実装装置１を実現できなかった。
本実施形態のプラズマ処理部２は、図１に示したように、３軸方向に移動及び位置決め可能な移動手段としてのロボット装置１４を備え、そのＸ−Ｙ−Ｚの３軸方向に移動及び位置決め可能な可動ヘッド１４ａにプラズマヘッド２０が搭載されている。また、液晶パネル６は、搬入・搬出部（図示せず）によってプラズマヘッド２０の可動範囲の下部位置に搬入・搬出されるとともに、所定位置に位置決めして固定される。
プラズマヘッド２０の構成を、図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。断面円形の反応空間２１を形成する誘電体からなる円筒状の反応容器２２の周囲にコイル状のアンテナ２３を配設し、アンテナ２３に高周波電源２４から高周波電圧を印加して反応空間２１に高周波電界を印加し、反応容器２２の上端２２ａから第１の不活性ガス２５を供給することで、反応容器２２の下端２２ｂから、プラズマ密度が高く高温の誘導結合型プラズマからなる一次プラズマ２６を吹き出すように構成されている。この反応容器２２が誘導結合型プラズマ発生部を構成している。
反応容器２２の下端２２ｂ近傍の周囲に角筒形状の混合ガス容器２７が配設され、その四周壁上部に混合ガス２８を内部に供給する複数のガス供給口２９が配設されている。混合ガス容器２７は、反応容器２２の下端２２ｂより下方に延出され、反応容器２２の下端２２ｂより下方の部分に、一次プラズマ２６が衝突して二次プラズマ３１を発生する下端開放の混合ガス領域３０が形成されている。この混合ガス容器２７がプラズマ展開部を構成している。
アンテナ２３に高周波電圧を供給する高周波電源２４としては、その出力周波数が数１０ＭＨｚ〜数１００ＭＨｚのものが好適であるが、マイクロ波周波数帯のものなどを使用することもできる。なお、高周波電源２４とアンテナ２３との間には、アンテナ２３で発生する反射波を抑制する整合器（マッチング回路）が介装される。
プラズマ処理部２の制御構成は、図５に示すように、制御部３２にて記憶部３３に予め記憶された動作プログラムや制御データに基づいて、プラズマヘッド２０の移動手段としてのロボット装置１４、高周波電源２４、及びガス供給部３４からプラズマヘッド２０へのガス供給を制御する流量制御部３５を動作制御するように構成されている。また、制御部３２による流量制御部３５の制御は、液晶パネル６の部品接合部位７にプラズマヘッド２０が対向位置するタイミング、即ち部品接合部位７に対する処理の開始と終了を認識する処理開始認識手段３６と処理終了認識手段３７から入力された信号に基づき、処理開始信号によって混合ガス容器２７への混合ガス２８の供給を行って部品接合部位７に対するプラズマ処理を行い、処理終了信号によって混合ガス２８の供給を停止することで部品接合部位７に対するプラズマ処理を終了するように構成されている。なお、本実施形態においては、処理開始認識手段３６及び処理終了認識手段３７は、記憶部３３に記憶された制御データとロボット装置１４からの現在位置データの比較によって認識するように構成されているが、別にプラズマヘッド２０が部品接合部位７の開始点と終了点に対向位置した時に認識する手段を設けても良い。
ガス供給部３４と流量制御部３５は具体的には図６に示すように構成されている。すなわち、ガス供給部３４は第１の不活性ガス２５を供給する第１の不活性ガス供給源３８と、第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガス２８を供給する混合ガス源３９とを備え、それぞれのガス出口には圧力調整弁３８ａ、３９ａが設けられている。第１の不活性ガス２５は、マスフローコントローラなどから成る第１の流量制御装置４１を介して反応容器２２に供給され、混合ガス２８は、マスフローコントローラなどから成る第２の流量制御装置４２と開閉制御弁４０を介して混合ガス容器２７に供給するように構成されている。これら開閉制御弁４０と第１と第２の流量制御装置４１、４２が流量制御部３５を構成し、それぞれ制御部３２にて制御されている。
なお、第１及び第２の不活性ガスは、アルゴン、ネオン、キセノン、ヘリウム、窒素から選択された単独ガス又は複数の混合ガスが適用される。また、反応性ガスは、プラズマ処理の種類に応じて、酸素、空気、ＣＯ2 、Ｎ2 Ｏなどの酸化性ガス、水素、アンモニアなどの還元性ガス、ＣＦ4 などのフッ素系ガスなどが適用される。なお、窒素ガスは、字義通りの不活性ガスではないが、大気圧プラズマの発生においては、本来の不活性ガスに準ずる挙動を示し、ほぼ同様に用いることができるので、本明細書においては不活性ガスに窒素ガスを含むものとする。
以上の構成において、反応容器２２の下端２２ｂから誘導結合型プラズマから成る一次プラズマ２６を吹き出している状態で、混合ガス容器２７内に混合ガス２８を供給することで、混合ガス領域３０内で混合ガス２８に一次プラズマ２６が衝突して二次プラズマ３１が発生し、その二次プラズマ３１が混合ガス領域３０の全領域に展開するとともにさらにこの混合ガス領域３０から下方に吹き出す。二次プラズマ３１は、一次プラズマ２６に比してプラズマ温度が低く、かつ従来の容量結合型プラズマに比してプラズマ密度が数１０倍から数百倍と高いものである。この二次プラズマ３１を液晶パネル６の部品接合部位７に照射することで、短時間に効率的に所望のプラズマ処理が行われる。また、二次プラズマ３１が大きく展開するので、反応容器２２の断面積に比して大きな領域のプラズマ処理を短時間で効率的かつ確実に行うことができる。
ここで、プラズマヘッド２０の構成と供給ガスの具体例について説明すると、図４において、反応容器２２の内径Ｒ１＝０．８ｍｍ、混合ガス領域形成筒体２７の内径Ｒ２＝５ｍｍ、混合ガス容器２７の下端と液晶パネル６のプラズマ処理部との間の間隔Ｌ１＝１ｍｍ、反応容器２２の下端と混合ガス容器２７の下端の間の間隔Ｌ２＝４ｍｍの装置構成とし、第１の不活性ガス２５としてはアルゴンガスを用いて流量を５０ｓｃｃｍとし、第２の不活性ガスとしてアルゴンガスやヘリウムガスを用いて流量を５００ｓｃｃｍとし、反応性ガスとして酸素ガスなどを用いて流量５０ｓｃｃｍに設定した。そして、上記第１の不活性ガス２５を反応容器２２に供給して所定の高周波電界を印加し、第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガス２８を混合ガス容器２７内に供給することで二次プラズマ３１を発生させ、この二次プラズマ３１を液晶パネル６のプラズマ処理部の表面に照射したところ短時間で効果的に処理することができた。
次に、以上の構成のプラズマ処理部２による液晶パネル６の部品接合部位７のプラズマ処理過程について説明する。
液晶パネル６がプラズマ処理部２に搬入されて所定位置に位置決めされると、ロボット装置１４が動作を開始し、プラズマヘッド２０を液晶パネル６の最初の部品接合部位７の処理開始点に向けて移動させる。また、誘導結合型プラズマ発生部としての反応容器２２に第１の不活性ガス２５を供給するとともに高周波電源２４にて高周波電界を印加することで一次プラズマ２６が発生し、その一次プラズマ２６が混合ガス容器２７に吹き出した状態とされ、以降その状態が連続して維持される。
この状態で、プラズマヘッド２０が処理開始点に近付くと、図７に示すように、ｔ0 時点で、処理開始認識手段３６の検知信号が立ち上がり、直ちに開閉制御弁４０が開弁され、直後のｔ1 時点で混合ガス容器２７に混合ガス２８が供給され、上記のように二次プラズマ３１が発生して部品接合部位７のプラズマ処理が開始され、その後プラズマ処理状態を維持しつつプラズマヘッド２０が部品接合部位７上を移動することで部品接合部位７のプラズマ処理が行われる。次いで、ｔ2 時点で、処理終了認識手段３７の検知信号が立ち下がり、直ちに開閉制御弁４０が閉弁され、直後のｔ3 時点で混合ガス容器２７への混合ガス２８の供給が停止されて二次プラズマ３１の発生が停止し、プラズマ処理が直ちに停止し、最初の部品接合部位７のプラズマ処理が終了する。
引き続いてロボット装置１４の動作が継続してプラズマヘッド２０が液晶パネル６の次の部品接合部位７の処理開始点に向けて移動する。その間、一次プラズマ２６が混合ガス容器２７に吹き出した状態は維持されていても二次ブラズマ３１は発生せず、プラズマ処理は全く行われない。そして、ｔ4 時点で処理開始点に近付くと、処理開始認識手段３６の検知信号が立ち上がり、直ちに開閉制御弁４０が開弁され、直後のｔ5 時点で混合ガス容器２７に混合ガス２８が供給され、上記のように二次プラズマ３１が発生して次の部品接合部位７のプラズマ処理が開始される。以降、液晶パネル６の全ての部品接合部位７のプラズマ処理が終了するまで以上の動作が繰り返される。全ての部品接合部位７のプラズマ処理が終了すると、液晶パネル６が次の工程に向けて搬出され、次の液晶パネル６が搬入され、 同様にプラズマ処理が行われる。
また、混合ガス容器２７への混合ガス２８の供給・停止によって二次プラズマ３１の形成と停止の切替を行うことができるので、プラズマヘッド２０の高さ位置を維持したまま複数の部品接合部位７のみを安定してプラズマ処理することができ、プラズマヘッド２０の移動経路がストレートになるので、プラズマヘッド２０の移動時間が短くなるとともに移動制御が簡単になるため、一層短い時間でプラズマ処理を行うことができる。
処理タクトの具体例を示すと、１０〜２０インチの液晶パネル５の場合で、異方導電膜貼付部３は５〜７秒、仮圧着部４は８〜１５秒、本圧着部５は８〜１５秒であり、プラズマ処理部２の処理タクトを異方導電膜貼付部３より短く設定するのが好適であり、本実施形態ではそれを実現することができる。
なお、上記実施形態のプラズマヘッド２０では、図４のように混合ガス容器２７が四角筒形状のものを例示したが、円筒形状や、下方に向けて径が小さくなる倒立接頭四角錐形状や接頭円錐形状のものとしてしても良い。また、図４の構成例では、複数の全てのガス供給口２９から混合ガス容器２７内に混合ガス２８を供給するようにしたが、第２の反応性ガスと反応性ガスを別々に各ガス供給口２９から混合ガス容器２７内に供給するようにして、混合ガス容器２７内でこれらのガスが混合して混合ガス領域３０を形成するようにしても良い。
また、上記実施形態では、プラズマヘッド２０と液晶パネル６を相対移動させる移動手段として、プラズマヘッド２０を搭載したロボット装置１４を用いた例を示したが、移動手段はこれに限定されるものではなく、例えば液晶パネル６を搬送する搬送手段を移動手段とし、プラズマヘッド２０は固定設置した構成とすることもできる。また、液晶パネル６とプラズマヘッド２０をそれぞれ移動させる手段を設けても良い。
（第２の実施形態）
次に、本発明の部品実装装置の第２の実施形態について，図８を参照して説明する。尚、本実施形態の説明では、上記第１の実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を付して説明を省略し、主として相違点についてのみ説明する。
次に、本発明の部品実装装置の第２の実施形態について，図８を参照して説明する。尚、本実施形態の説明では、上記第１の実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を付して説明を省略し、主として相違点についてのみ説明する。
本実施形態では、図８に示すように、異方導電膜貼付部３において、その異方導電膜貼付手段３ａと干渉しないように、搬入・搬出部（図示せず）の上部にプラズマヘッド２０を搭載したロボット装置１４を配設しており、これによってプラズマ処理部２と異方導電膜貼付部３を併設している。
本実施形態においては、プラズマ処理工程の処理タクトを３〜８秒に設定することで、プラズマ処理部及び異方導電膜貼付部２、３と、仮圧着部４と、本圧着部５の処理タクトを何れも８〜１５秒に統一することができ、コンパクトな設備構成で、生産性良く液晶パネル６に電子部品９を実装することができる。
以上の実施形態の説明では、液晶パネル６などのフラットパネルディスプレイにそれを駆動する電子部品９を実装する例についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、任意の各種基板に電子部品を実装する際に、その基板の部品接合部位をプラズマ処理によってクリーニングしたり、表面改質したりした後、部品を実装する場合に好適に適用することができる。
本発明の基板への部品実装方法及び装置によれば、容量結合型プラズマよりプラズマ密度が高くしかも誘導結合型プラズマよりプラズマ温度が低いプラズマで処理することで、基板に熱ダメージを与えることなく、短時間に効率的に所要のプラズマ処理を行うことができ、このプラズマ処理後の部品接合部位に部品を接合することにより、高い接合強度と信頼性をもって部品を接合することができるので、各種基板に部品を実装する部品実装ラインに好適に利用することができる。
１ 部品実装装置
２ プラズマ処理部
３ 異方導電膜貼付部
４ 仮圧着部
５ 本圧着部
６ 液晶パネル（基板）
７ 部品接合部位
８ 異方導電膜
９ 電子部品
１２ 接続電極
１４ ロボット装置（移動手段）
１４ａ 可動ヘッド
２０ プラズマヘッド
２１ 反応空間
２２ 反応容器（誘導結合型プラズマ発生部）
２３ アンテナ
２４ 高周波電源
２５ 第１の不活性ガス
２６ 一次プラズマ
２７ 混合ガス容器（プラズマ展開部）
２８ 混合ガス
３０ 混合ガス領域
３１ 二次プラズマ
２ プラズマ処理部
３ 異方導電膜貼付部
４ 仮圧着部
５ 本圧着部
６ 液晶パネル（基板）
７ 部品接合部位
８ 異方導電膜
９ 電子部品
１２ 接続電極
１４ ロボット装置（移動手段）
１４ａ 可動ヘッド
２０ プラズマヘッド
２１ 反応空間
２２ 反応容器（誘導結合型プラズマ発生部）
２３ アンテナ
２４ 高周波電源
２５ 第１の不活性ガス
２６ 一次プラズマ
２７ 混合ガス容器（プラズマ展開部）
２８ 混合ガス
３０ 混合ガス領域
３１ 二次プラズマ
Claims (13)
- 基板の部品接合部位をプラズマ処理した後、その接合部位に部品を接合する基板への部品実装方法において、反応空間に第１の不活性ガスを供給するとともに反応空間の近傍に配設したアンテナに高周波電圧を印加して反応空間から誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを吹き出させ、この一次プラズマを、第２の不活性ガスを主とし適量の反応性ガスを混合した混合ガス領域に衝突させて二次プラズマを発生させ、発生した二次プラズマを基板の部品の接合部位に照射することを特徴とする基板への部品実装方法。
- 混合ガス領域は、予め混合した第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガスを当該領域に供給して形成することを特徴とする請求項１記載の基板への部品実装方法。
- 混合ガス領域は、第２の不活性ガスと反応性ガスを別々に当該領域に供給して形成することを特徴とする請求項１記載の基板への部品実装方法。
- 基板はフラットパネルディスプレイ用のパネル、接合部位はパネルの端部に設けられた接続電極、部品は接続電極上に貼付ける異方導電膜及びその上に仮圧着及び本圧着されるフラットパネルディスプレイ駆動用の電子部品であり、部品実装工程が、プラズマ処理工程と、異方導電膜貼付工程と、仮圧着工程と、本圧着工程とを有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の基板への部品実装方法。
- プラズマ処理工程における混合ガス中の反応性ガスは酸素ガスを含むガスであることを特徴とする請求項４記載の基板への部品実装方法。
- プラズマ処理工程の処理時間を、異方導電膜貼付工程と、仮圧着工程と、本圧着工程の処理時間の内の最も短い処理時間以下とすることを特徴とする請求項４記載の基板への部品実装方法。
- プラズマ処理工程と異方導電膜貼付工程を同一工程としてその処理時間を、仮圧着工程と、本圧着工程の処理時間の内の最も短い処理時間以下とすることを特徴とする請求項４記載の基板への部品実装方法。
- 第１の不活性ガスの誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを吹き出させる誘導結合型プラズマ発生部と、第２の不活性ガスと反応性ガスの混合ガス領域に一次プラズマを衝突させてプラズマ化した混合ガスから成る二次プラズマを発生するプラズマ展開部とを有するプラズマヘッドと、基板の部品接合部位に沿ってプラズマヘッドが相対移動するように基板とプラズマヘッドを相対移動させる移動手段とを設けたプラズマ処理部と、基板の部品接合部位に部品を接合する部品接合部とを備えたことを特徴とする基板への部品実装装置。
- 移動手段がロボット装置を備え、そのロボット装置のＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動可能な可動ヘッドにプラズマヘッドを搭載したことを特徴とする請求項８記載の基板への部品実装装置。
- 基板はフラットパネルディスプレイ用のパネル、接合部位はパネルの端部に設けられた接続電極、部品は接続電極上に貼付ける異方導電膜及びその上に仮圧着及び本圧着されるフラットパネルディスプレイ駆動用の電子部品であり、プラズマ処理部と、異方導電膜貼付部と、仮圧着部と、本圧着部とを有することを特徴とする請求項８記載の基板への部品実装装置。
- プラズマ処理部における処理時間を、異方導電膜貼付部と、仮圧着部と、本圧着部における処理時間の内の最も短い処理時間以下としたことを特徴とする請求項１０記載の基板への部品実装装置。
- プラズマ処理部と異方導電膜貼付部を同一装置としてその処理時間を、仮圧着部と、本圧着部の処理時間の内の最も短い処理時間以下としたことを特徴とする請求項１０記載の基板への部品実装装置。
- フラットパネルディスプレイのサイズが、１０インチ以上であることを特徴とする請求項１０に記載の基板への部品実装装置。
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