JP2008191355A

JP2008191355A - パネルホルダ装置

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Publication number: JP2008191355A
Application number: JP2007025079A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Onoshiro; 淳斧城; Tadashi Seki; 忠関
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2007-02-05
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2027-02-05
Also published as: JP5325388B2

Abstract

【課題】半導体装置を介して印刷回路基板をパネル基板に実装したパネルアセンブリを、何等のダメージを与えることなく、円滑かつ確実に、しかも安定的に保持する。
【解決手段】パネル基板１を水平状態にして着脱可能に保持するパネルホルダ装置２０は６本のホルダアーム２１ａ〜２１ｆを有し、中間の４本のホルダアーム２１ｂ〜２１ｅは回転体２４に連結して設けたガイド部材２２により位置調整可能となっており、パネル基板１の吸着部の直下位置にホルダアーム２１ｂ〜２１ｅの下部位置に引き込まれた退避位置と、所定の長さ突出した作動位置とに変位可能なエアシリンダ２９が装着され、作動位置ではパネル基板１に半導体装置２を介して接続されているＰＣＢ３の下面に当接して支える。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶パネル，プラズマパネル等のフラット型ディスプレイパネル、その他のパネルを組み立てる工程において、パネル基板に駆動回路として、一群の半導体装置を介して印刷回路基板（ＰＣＢ:Print Circuit Board）を実装してパネルアセンブリとなし、このパネルアセンブリを後続の工程に送り込む作業を行うために、パネルアセンブリを安定的に保持するパネルホルダ装置に関するものである。

フラット型ディスプレイパネルとして、例えば液晶パネルは、様々な工程を経て製造されるが、この製造工程において、２枚の透明基板を間に液晶を封入して貼り合わせたパネル基板に駆動回路及び制御回路を接続する基板実装工程がある。駆動回路はフレキシブル基板にＩＣ回路を搭載した半導体装置からなり、この半導体装置は、パネルの少なくとも相隣接する２辺、乃至３辺若しくは４辺にそれぞれ所定数接続されて、各辺に半導体装置群を構成する。制御回路は、回路パターンが形成され、かつ所定の電子部品を搭載した印刷回路基板から構成され、一つの辺の半導体装置群全体につき１枚または複数枚の印刷回路基板が接続される。パネル基板への半導体装置の搭載及び半導体装置群への印刷回路基板の接続は、はんだ付け等によることもできるが、作業性や接続精度等の観点から、異方性導電フィルムを介して接続する方式が一般的である。この異方性導電フィルムは、接着機能を有するバインダ樹脂に導電粒子を均一に分散させたものからなり、接続される２部材に設けた電極間が導電粒子を介して電気的に接続され、また両部材はバインダ樹脂により接合・固着される。

ここで、特許文献１には、パネル基板への印刷回路基板の接続を行う装置が開示されている。この特許文献１では、半導体装置群を形成したパネル基板と、異方性導電フィルムを貼り付けた印刷回路基板とは別個の保持部材に載置させて設けている。この状態で、パネル基板が装着されているパネル保持部材を駆動して、基板保持部材に固定されている印刷回路基板との間で位置合わせを行い、次いでパネル保持部材を下降させて、パネル基板の半導体装置群に形成した多数の電極を印刷回路基板側の電極と当接させる。そして、上部位置に圧着刃を設け、下部側に受け台を設けた圧着ステージにおいて、印刷回路基板における半導体装置群の接続位置を受け台上に設置した状態で、圧着刃を下降させて半導体装置群を上方から加圧して、異方性導電フィルムのバインダ樹脂を加熱しながら押圧させることによって、印刷回路基板のパネル基板への接続が行われる。
特開平１０−１８７７１８２号公報

以上のようにしてパネル基板に印刷回路基板が接続されて、パネルアセンブリが形成された後は、このパネルアセンブリは、例えば、他の辺への印刷回路基板の接続等を行うために、次の工程に移載される。このときには、パネル保持部材からパネルアセンブリが取り出されることになるが、この移載はパネル基板を真空吸着する真空吸着部材を備えたピックアンドプレイス手段により行われる。この真空吸着はパネル基板の表面側から行われることになり、小さいサイズのパネル基板であれば格別問題とはならないが、薄型で大画面のパネルアセンブリを真空吸着して持ち上げると、パネル基板に対するダメージやストレスが大きくなる。

また、印刷回路基板はパネル基板に直接接続されるのではなく、フレキシブル基板を有する半導体装置群を介して接続される関係から、パネル基板だけでなく、印刷回路基板も真空吸着する必要がある。従って、ピックアンドプレイス手段は、パネル基板に対する真空吸着ヘッドと、印刷回路基板に対する真空吸着ヘッドとを設けることになり、構成が複雑で大型になるという問題点がある。しかも、印刷回路基板には、その表面側に複数の電子部品が搭載されており、しかも回路パターンが形成されており、真空吸着ヘッドで安定的に吸着できない凹凸部が各所に存在するので、真空吸着を行うことができる部位が限られることになり、吸着位置によっては、安定的に保持できない場合がある等といった問題点もある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、半導体装置を介して印刷回路基板をパネル基板に実装したパネルアセンブリを、何等のダメージを与えることなく、円滑かつ確実に、しかも安定的に保持できるようにすることにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、パネル基板の少なくとも相隣接する２辺に、フレキシブル基板にＩＣ回路を搭載した半導体装置をそれぞれ複数搭載して設け、かつこれらの半導体装置を設けた各辺に、１枚の印刷回路基板が前記各半導体装置を介して接続されたパネルアセンブリを水平状態に保持するパネルホルダ装置であって、前記パネル基板が水平状態に載置され、水平方向に向けて平行に配設した複数本のホルダアームからなるアームユニットと、前記各ホルダアームのうち、少なくとも２本のホルダアームの下部位置に装着され、前記印刷回路基板の下面に当接する基板支え部材と、これら各基板支え部材を、前記ホルダアームの先端から突出しない退避位置と、このホルダアームの先端から突出して、前記印刷回路基板の下面と当接する作動位置とに変位させる進退駆動手段とから構成したことをその特徴とするものである。

パネルホルダ装置に設けられ、複数本のホルダアームから構成されるアームユニットによりパネル基板を保持するが、この基板保持は真空吸着手段により行うのが一般的である。ホルダアームの必要な本数は、パネル基板のサイズ，厚み等に応じて異なってくる。薄型でサイズの大きいパネル基板の場合には、ホルダアームの本数を多くする。パネル基板に印刷回路基板を接続する際に、パネル基板の半導体装置群を設けた部位には１または複数枚の印刷回路基板が接続される。この印刷回路基板の接続は、例えば圧着手段を用いて行うが、圧着手段との干渉防止のために、アームユニットはパネル基板の端部から突出しないようにする。一方、パネル基板に設けた一群の半導体装置に印刷回路基板が接続された後には、基板支え部材によりこの印刷回路基板を下部側から支える。この基板支え部材を退避位置と作動位置との間で進退動作させることによって、印刷回路基板と半導体装置群との間で圧着する際に、圧着手段との干渉を避ける。基板支え部材の進退駆動手段は、電動モータ、ソレノイド等で構成することもできるが、最も簡易な構成としてはエアシリンダを用いる。そして、エアシリンダのピストンロッドを基板支え部材として機能させることができる。エアシリンダを用いる場合において、ばね等の付勢手段により基板支え部材としてのピストンロッドが突出する作動位置となるように保持しておき、必要な時、具体的には印刷回路基板の圧着動作時にエアシリンダに加圧エアを供給して、退避位置に変位させるようにするのが望ましい。

パネルアセンブリを形成するためには、複数のステージを所定の方向に配列してパネル基板を各ステージに順次移載することになるが、このために、各々のステージに本発明によるパネルホルダ装置を設けておき、前後のステージのパネルホルダ装置を駆動して、パネル基板をアームユニット間で授受する構成とするのが、パネル基板にダメージを与えないようにするために望ましい。パネル基板（印刷回路基板の接続前の状態及び接続後の状態も含む）をステージ間で移載するために、各パネルホルダ装置にはアームユニットの駆動機構を備える構成とする。この駆動機構は、少なくとも水平回動手段，前後動駆動手段及び昇降駆動手段から構成する。なお、これら以外にも、例えば左右方向への駆動手段を設けることもでき、さらにはホルダアームの傾き調整手段等を備えるようにしても良い。そして、一方のパネルホルダ装置におけるアームユニットの各ホルダアームは相手方のアームユニットのそれぞれ隣接するアームユニット間に進入させて、組み合わせることができる構成とする。

複数のステージにより構成した場合には、それぞれのステージに配置されるパネルホルダ装置に装着されるホルダアームは、その並び方向の間隔を調整できる構成とするのが望ましい。これによって、前後のステージのパネルホルダ装置が組み合わせられたときに、一方側のパネルホルダ装置の各ホルダアームが相手方のパネルホルダ装置の各ホルダアームと干渉しないように位置調整することができる。また、異なるサイズのパネル基板に印刷回路基板を接続する際には、各パネルホルダ装置におけるホルダアームの間隔を調整することによって、容易に段取り変えを行うことができる。

例えば、パネル基板の３つまたは４つの辺に半導体装置群を設けて、これらの辺に印刷回路基板を接続する場合には、水平回動手段によりアームユニットを９０度毎にインデックス回転可能な構成とする。そして、この水平回動手段の各インデックス角位置に基板支え部材の進退駆動手段を構成するエアシリンダへの加圧エアの接続ポートを設けておく。加圧エア源からの配管を接続したコネクタを前後動可能に装着し、インデックス回転させる際には、コネクタを一度接続ポートから引き抜き、回転後に再びコネクタを、それと対面する接続ポートに接続するように構成する。これによって、配管に捻れ等が発生せず、配管の引き回しに安定性が得られる。

パネル基板は、通常、長方形のものであって、パネルホルダ装置に装着されるホルダアームは、パネル基板の短辺と平行な方向に配列することができる。パネル基板のどの辺に印刷回路基板が接続されるにしても、パネルホルダ装置間でのパネル基板の移載は一定の回転位置とする。そして、パネル基板の４つの辺に印刷回路基板が接続された後は、それぞれの印刷回路基板を下方から支える必要がある。この場合には、退避位置と作動位置とに変位可能な基板支え部材はこれら前後及び左右の４方向に設けるようにする。

パネル基板に半導体装置を介して印刷回路基板を接続したパネルアセンブリを、パネル基板やそれに接続した印刷回路基板に対して何等のダメージを与えることなく、円滑かつ確実に、しかも安定的に保持して、移載等の動作を行わせることができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１において、１はパネル基板であり、パネル基板１は上下２枚の透明基板１ａ、１ｂからなり、両透明基板１ａ，１ｂ間には液晶が封入されている。図１（ａ）に示したように、パネル基板１の下側の透明基板１ｂは４辺で上側の透明基板１ａより張り出しており、これら４つの辺の張り出し部に、図１（ｂ）に示したように、複数のＴＣＰ（Tape Carrier Package）からなる半導体装置２がＴＡＢ（Tape Automated Bonding）方式で搭載される。そして、各辺においては、複数の半導体装置２を群として、それらに１または複数枚の印刷回路基板３が接続されて、パネルアセンブリ４が形成される。ここで、半導体装置２は、周知のように、フレキシブル基板にＩＣ回路を搭載したものであり、ＩＣ回路が搭載されている部位を除いて、曲げ方向に可撓性を有している。

図２にはパネル基板１に印刷回路基板３を接続する基板実装工程のステージ構成の一例が示されている。これら各ステージには、それぞれ所定の作業，操作乃至処理を行うために、テーブルが設置されており、かつこれらのテーブルには作業，操作乃至処理を行うための手段なり機構なりが設けられている。

図中において、１０は搬入ステージであり、この搬入ステージ１０には搬入されたパネル基板１のＴＡＢ搭載領域をクリーニングする機構が設けられている。このクリーニングは、例えばテープクリーニングでパネル基板１の表面を擦動することにより行うことができる。これによって、パネル基板１のＴＡＢ搭載部の汚れを拭き取ることができる。

搬入ステージ１０の下流側に位置するステージはパネル基板１のＴＡＢ搭載部に異方性導電フィルム、つまりＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）を貼り付けるＡＣＦ貼り付けステージ１１である。ＡＣＦの貼り付けは、各半導体装置２が搭載される部位に限定して個別的に貼り付けるのが望ましいが、各辺の全長にわたって貼り付けるようにしても良い。

１２は仮圧着ステージ、１３は本圧着ステージである。仮圧着ステージ１２では、パネル基板１における所定の位置に半導体装置２が仮圧着される。仮圧着は１つの辺に搭載される全ての半導体装置２が順次搭載される。そして、本圧着ステージ１３は、仮圧着ステージ１２で仮圧着された半導体装置２を加熱下で加圧することによって、ＡＣＦを介してパネル基板１に固着させる。ここで、本圧着はパネル基板１の１つの辺に搭載した全ての半導体装置２に対して同時に本圧着される。そして、パネル基板１に圧着した半導体装置２が正規の位置に搭載されているか否かを判定する検査ステージ１４が後続の工程として設けられている。

さらに、検査ステージ１４の下流側には、ＰＣＢ３を接続するＰＣＢ接続ステージ１５が設けられている。このＰＣＢ接続ステージ１５では、パネル基板１の長辺に搭載された複数の半導体装置２からなる半導体装置３の群全体に対して２枚のＰＣＢ３が接続されるようになっている。なお、ＰＣＢ３は全体で１枚、また３枚以上に分けて接続される場合もある。そして、ＰＣＢ３が貼り付けられた後、半導体装置２と印刷回路基板３との接続部に封止樹脂を塗布する樹脂塗布ステージ１６に移行し、これによってパネル基板１の１つの辺への半導体装置２及びＰＣＢ３の接続が完了する。

次に、パネル基板１におけるもう１つの辺に対する半導体装置２の搭載及びＰＣＢ３の接続が行われる。ここで、パネル基板１の長辺と短辺とでは、それぞれ異なる構造の半導体装置２及びＰＣＢ３が接続されることになる。即ち、図示したパネル基板１では、長辺側には２枚のＰＣＢ３が接続され、短辺側には１枚のＰＣＢ３が接続される。短辺側へのＰＣＢ３の接続時には、図２に示したステージとステージ構成は概略前述したものと同じであり、図２と同様のステージをライン状に配列することもでき、また図２のステージ構成で往復移動させる間に基板実装工程を実行することができる。

以上の各ステージ１０〜１６においては、パネル基板１を水平状態にして着脱可能に保持するパネルホルダ装置２０が設けられている。図３乃至図５にパネルホルダ装置２０の構成を示す。図３及び図４に示したパネルホルダ装置２０は６本のホルダアーム２１ａ〜２１ｆ（これらを総称する際には、アームユニット２１という）を有するものである。なお、ホルダアームの本数は、この数に限定されるものではなく、最低限２本以上あれば良い。各ホルダアーム２１ａ〜２１ｆは、それらの軸線と直交する方向に延在させたガイド部材２２に位置調整可能に設けられており、このために、図５から明らかなように、各ホルダアーム２１ａ〜２１ｆには、それぞれ前後一対の脚杆２３が連結して設けられ、これら各脚杆２３はガイド部材２２の側面に設けたガイドレール２２ａに沿って位置調整可能となっている。

アームユニット２１を装着したガイド部材２２には、その下面に回転体２４が連結されており、この回転体２４は水平回動手段２５上に設けられている。そして、この水平回動手段２５は昇降手段２６に装着されており、さらに昇降手段２６はＸＹ軸駆動手段２７に装着されている。これら水平回動手段２５，昇降手段２６及びＸＹ軸駆動手段２７によりアームユニット２１の駆動機構が構成され、パネル基板１を保持しているアームユニット２１は、水平方向に９０度毎にインデックス回転し、また各ステージ１０〜１６に設置したテーブルにパネル基板１を挿脱し、隣接する位置のステージ間でパネル基板１の授受が行われる。なお、水平回動手段２５，昇降手段２６及びＸＹ軸駆動手段２７からなる駆動機構は、従来から周知の構成のものを使用することができるので、これらの機構についての詳細な図示及び説明は省略する。

６本のホルダアーム２１ａ〜２１ｆからなるアームユニット２１は、パネル基板１を水平状態にして載置しており、このパネル基板１を安定的に保持するために、各ホルダアーム２１ａ〜２１ｆの表面には、複数の吸着パッド２８が装着されている。吸着パッド２８は、ホルダアーム２１ａ〜２１ｆに形成した負圧通路（図示せず）に通じており、吸着パッド２８を負圧作用孔として、パネル基板１の下面が吸着保持される。

アームユニット２１を構成するホルダアーム２１ａ〜２１ｆのうち、左右の両側に位置するホルダアーム２１ａ，２１ｆは固定されたホルダアームであり、中間の４本のホルダアーム２１ｂ〜２１ｅはガイド部材２２に沿って移動することにより位置調整可能なホルダアームである。従って、取り扱われるパネル基板１のサイズや形状に応じて、ホルダアーム２１ｂ〜２１ｅの位置を調整することによって、当該のパネル基板１が安定的に保持されることになる。これらホルダアーム２１ｂ〜２１ｅの位置調整は、各脚杆２３をガイド部材２２のガイドレール２２ａに沿って移動させることにより行われる。

ホルダアーム２１ｂ〜２１ｅのパネル基板１の吸着部の直下位置には、基板支え部材としてのエアシリンダ２９が装着されている。エアシリンダ２９のピストンロッド２９ａの先端は、ホルダアーム２１ｂ〜２１ｅの下部位置に引き込まれた退避位置と、ホルダアーム２１ｂ〜２１ｅから所定の長さ突出した作動位置とに変位可能な構成となっている。パネル基板１にはフレキシブル基板からなる半導体装置２を介してＰＣＢ３が接続されており、アームユニット２１を構成する各ホルダアーム２１ａ〜２１ｆは、パネル基板１のみを吸着保持するものであるが、エアシリンダ２９のピストンロッド２９ａは、その伸長状態では、パネル基板１に接続したＰＣＢ３の下面に当接して、このＰＣＢ３を支えることになる。

ここで、エアシリンダ２９は、ホルダアーム２１ｂ〜２１ｅの前後の部位に装着されている。従って、パネル基板１の両側の長辺に接続したＰＣＢ３の下支えを行うことができる。一方、パネル基板１の短辺側に接続したＰＣＢ３の下支えを行うために、両端のホルダアーム２１ａ，２１ｆから外方に向けて、つまりホルダアーム２１ａ，２１ｆとは直交する方向に向けて、それぞれ２本のエアシリンダ３０が設けられており、これらのエアシリンダ３０におけるピストンロッド３０ａの先端にはホルダアーム２１ａ，２１ｆと平行な方向に向けて所定長さを有する支持バー３１が連結して設けられており、パネル基板１の短辺に接続したＰＣＢ３はこれら支持バー３１により下支えされることになる。なお、パネル基板１の２つの辺または３つの辺にＰＣＢ３が接続される場合には、必ずしも４方向にエアシリンダを設ける必要はなく、ＰＣＢ３が接続されない辺については、エアシリンダを設けなくても良い。

エアシリンダ２９，３０は、ピストンロッド２９ａ，３０ａを伸長状態とすると、ＰＣＢ３を下支えする作動位置となり、ピストンロッド２９ａ，３０ａを縮小すると、ホルダアーム２１ａ〜２１ｆの下部位置にまで引き込まれた退避位置となる。そして、常時においては、図示しないばね等の付勢手段によって、ピストンロッド２９ａ，３０ａは伸長した作動位置となるように付勢されており、シリンダ２９ｂまたは図示しないエアシリンダ３０のシリンダ内に加圧エアを供給したときには、ピストンロッド２９ａが縮小した退避位置に変位することになる。このように、エアシリンダ２９を退避位置に変位させるのは、ＰＣＢ３をパネル基板１に接続するＰＣＢ接続ステージ１５等において、後述する圧着手段との干渉を避けるためである。

ここで、ＰＣＢ３はパネル基板１の４つの辺に対して接続される。ＰＣＢ接続ステージ１５では、パネル基板１は、ＰＣＢ３が接続される辺をこのＰＣＢ接続ステージ１５に対面させる。このために、パネルホルダ装置２０に水平回動手段２５を設けて、アームユニット２１に支持されているパネル基板１の各辺をこのステージ１５に向ける。回転体２４は水平回動手段２５に装着され、この水平回動手段２５は９０度毎にインデックス回転する構成となっている。

パネルホルダ装置２０において、いずれかのアームユニット２１に対して選択的に、具体的にはステージと対面する位置のエアシリンダ２９または３０と選択的に加圧エア源からのエア配管３２とが接続される。このために、図６に示し、また図４から明らかなように、昇降手段２６にエア配管３２を接続したコネクタ３３が設けられている。一方、ガイド部材２２の下部位置に水平回動手段２５に連結した回転体２４が設けられており、この回転体２４には、９０度毎に接続ポート３４が設けられている。これらの接続ポート３４のエア通路３４ａ〜３４ｄにはそれぞれ複数本のエア供給管３５が引き出されている。そして、コネクタ３３には、これら接続ポート３４の各エア通路３４ａ〜３４ｄに挿脱される４本の接続管３３ａ〜３３ｄが突設されている。これら各エア供給管３５はそれぞれ９０度の角度関係に装着された各位置のエアシリンダ２９，３０に接続されている。

図７からも明らかなように、コネクタ３３は４箇所設けた接続ポート３４に選択的に接続される構成となっている。このために、昇降手段２６には基台３６が装着されており、この基台３６上にガイドレール３７に沿って往復移動するスライダ３８が設けられている。コネクタ３３はこのスライダ３８に取り付けられて、駆動シリンダ３９により前後動可能となっている。従って、水平回動手段２５を駆動して、アームユニット２１が設けられているガイド部材２２をインデックス回転させたときに、４箇所設けた接続ポート３４のいずれかが選択的にコネクタ３３と対面する位置に配置される。この状態で、駆動シリンダ３９を駆動することによって、エア配管３２からのコネクタ３３はいずれかの接続ポート３４に接離されて、いずれかの角度位置に配置されているエアシリンダ２９または３０が退避位置に変位することになる。

コネクタ３３に接続ポート３４と接続したときに加圧エアを供給し、接続ポート３４から離脱させたときには、加圧エアの供給を停止させる。このために、接続管３３ａ〜３３ｄには流路開閉手段（図示せず）が設けられており、これら接続管３３ａ〜３３ｄが接続ポート３４の各エア通路３４ａ〜３４ｄに挿入されたときにのみ流路が開くように構成されており、これによってコネクタ３３がエアシリンダ２９，３０のＯＮ，ＯＦＦ制御を行う、所謂スイッチング動作機能を発揮して、コネクタ３３がいずれかの接続ポート３４に接続されたときに、当該の接続ポート３４と接続されているエアシリンダ２９または３０が縮小した退避位置に変位することになる。

パネルホルダ装置２０は以上のように構成されるが、ＰＣＢ接続ステージ１５では、パネルホルダ装置２０によりパネル基板１にＰＣＢ３が接続される。即ち、図８に示したように、ＰＣＢ接続ステージ１５には、ＰＣＢクランプユニット４０が設けられている。このＰＣＢクランプユニット４０は、固定クランプ部材４１と、回転軸４２を中心として上下方向に回動動作可能な回動クランプ部材４３とを有し、ＰＣＢ３は、固定クランプ部材４１上に載置され、回動クランプ部材４３を固定クランプ部材４１上に接合させることによって、ＰＣＢ３がクランプ・保持される。ここで、ＰＣＢ３は、そのパネル基板１に接続される側の部位を所定長さ突出させておき、この突出部の上面部にＡＣＦが貼り付けられている。

パネルホルダ装置２０のアームユニット２１に保持されているパネル基板１は、半導体装置２の搭載部がＰＣＢ接続ステージ１５に向けられて、この半導体装置２がＰＣＢ３のＡＣＦ貼り付け領域と重なり合う位置まで進行するが、このＡＣＦ貼り付け領域の下部側には、圧着受け部材４４が配置されており、またその上部には圧着刃部材４５が上下動可能に配置されている。これら圧着受け部材４４と圧着刃部材４５とで圧着手段が構成される。従って、半導体装置２とＰＣＢ３のＡＣＦ貼り付け領域とが重なり合った状態にして圧着受け部材４４上に当接させ、上方から圧着刃部材４５の圧着刃４５ａを下降させて、所定の加圧力でこの半導体装置２とＰＣＢ３とを押圧することによって圧着を行う。そして、少なくとも圧着刃４５ａにはヒータが内蔵されており、圧着時に半導体装置２とＰＣＢ３との間に介装したＡＣＦが所定の温度にまで加熱されることになる。

そこで、パネル基板１へのＰＣＢ３の接続方法について、図９を参照して説明する。まず、図９（ａ）にあるように、圧着刃部材４５を上昇させて、圧着受け部材４４から離間させておき、ＰＣＢクランプユニット４０にクランプ保持されているＰＣＢ３を、圧着されるＡＣＦ貼り付け領域が圧着受け部材４４の上部位置となるように配置する。パネルホルダ装置２０には、パネル基板１が吸着保持されており、このパネル基板１のＰＣＢ３が接続される辺をＰＣＢ３に向けるように方向を制御する。なお、パネル基板１のこの辺には、既に前工程で所定数の半導体装置２の群が接続されている。

以下においては、パネルホルダ装置２０のアームユニット２１に吸着保持されているパネル基板１は、長辺側にＰＣＢ３を接続させるものとする。この段階では、この長辺には既に所定数の半導体装置２が接続されている。また、ＰＣＢ３については、その電極が配設されている部位にはＡＣＦが貼り付けられており、ＰＣＢクランプユニット４０にクランプされているときには、このＡＣＦを貼り付け面は上側を向いている。

図９（ｂ）にあるように、ＰＣＢクランプユニット４０によりクランプされているＰＣＢ３が圧着受け部材４４の上面に載置される。そして、パネルホルダ装置２０をＰＣＢクランプユニット４０に近接する方向に移動させて、パネル基板１の半導体装置２がＰＣＢ３の上部位置となるように調整し、半導体装置２とＰＣＢ３とを正確に位置合わせする。この状態から、図９（ｃ）に示したように、パネルホルダ装置２０の昇降手段２６を駆動して、アームユニット２１を引き下げて、パネル基板１の各半導体装置２がＰＣＢ３に当接するように下降させる。ここで、遅くとも、このパネルホルダ装置２０におけるアームユニット２１の引き下げが開始される前の段階で、エアシリンダ２９のピストンロッド２９ａをシリンダ２９ｂ内に引き込むようにした退避位置に保持する。

この状態で、図９（ｄ）に示したように、圧着刃部材４５を下降させて、半導体装置２に当接させて、加熱下で、所定の加圧力を作用させる。これによって、パネル基板１に接続した各半導体装置２の電極とＰＣＢ３に設けた電極とがＡＣＦの導電粒子を介して電気的に接続され、バインダ樹脂によって半導体装置２とＰＣＢ３とが連結した状態で固着される。ここで、半導体装置２及びＰＣＢ３の上下の部位には、この圧着刃部材４５の作動による圧着を阻害したり、干渉したりする部材が配置されていないので、その作動が円滑に行われることになり、ＰＣＢ３の全長にわたって均一な加圧力を作用させて、正確な圧着を行うことができる。

圧着が終了すると、圧着刃部材４５を上昇させると共に、パネルホルダ装置２０のアームユニット２１及びＰＣＢクランプユニット４０を上昇させて、圧着受け部材４４から離間させて、図９（ａ）の状態に復帰させる。ここで、アームユニット２１とＰＣＢクランプユニット４０とは同時に上昇させる。その結果、圧着直後で、ＡＣＦが十分な固着力が発揮されていなかったとしても、半導体装置２とＰＣＢ３の間が剥離したり、接合状態が不安定になったりすることはない。

このときに、図９（ｅ）に示したように、エアシリンダ２９への加圧エアの供給を遮断する。この加圧エアの遮断はコネクタ３３を接続ポート３４から引き抜くことにより行うことができる。これによって、ピストンロッド２９ａがシリンダ２９ｂから突出する作動位置に変位する。そして、図９（ｆ）に示したように、ＰＣＢクランプユニット４０を構成する回動クランプ部材４３を上方に回動させてクランプを解除し、かつアームユニット２１を上昇させる。この時には、図１０に示したように、シリンダ２９ｂから伸長したピストンロッド２９ａが基板支え部材として機能し、ＰＣＢ３が載置されることになり、フレキシブル基板からなる半導体装置２が曲ってＰＣＢ３がその自重により垂れ下がるようなことがなく、このＰＣＢ３に位置ずれや部分剥離が発生する等といった不安定になることはない。従って、ピストンロッド２９ａはアームユニット２１のパネル基板１の当接面にできるだけ近い高さ位置に保持する。

以上のように、パネル基板１の各辺で、ＰＣＢ３の接続時以外はエアシリンダ２９、３０を作動位置となし、もってＰＣＢ３の下支えを行うことによって、フレキシブル基板を介してパネル基板１に接続されているＰＣＢ３の安定性が確保され、パネルホルダ装置２０の動作時等に、他の物体と衝突する等のおそれがなくなる。

而して、パネルホルダ装置２０を構成するアームユニット２１については、相互に異なる２種類の間隔としたものが、交互に配設されている。即ち、図２に示したように、アームユニットの幅が狭いパネルホルダ装置と、アームユニットの幅が広いパネルホルダ装置とが交互に配置されている。これは前後のパネルホルダ装置間でパネル基板１を受け渡す際に相互の干渉を防止するためである。

図１１に示したように、ホルダアーム２１ａ〜２１ｆの間隔を広くしたアームユニット２１Ｗを設けたパネルホルダ装置２０Ｗと、両側のホルダアーム２１ａ，２１ｆ間の間隔が狭く、かつ中間のホルダアーム２１ｂ〜２１ｅがアームユニット２１Ｗにおけるホルダアーム２１ｂ〜２１ｅの間に配置したアームユニット２１Ｎを有するパネルホルダ装置２０Ｎとが前後のステージに配置されている。なお、両パネルホルダ装置２０Ｗ，２０Ｎにおけるアームユニットを構成するホルダアームの数は、例えば間隔の狭いパネルホルダ装置２０Ｎ側が１本少なくして、パネルホルダ装置２０Ｗとは異なる本数とすることもできる。従って、アームユニット２１Ｗを構成する各ホルダアーム２１ａ〜２１ｆとアームユニット２１Ｎを構成する各ホルダアーム２１ａ〜２１ｆとは、相互に干渉することなく、相手方のアームユニットに対して進入して、相互に入り組んだ状態にできるようになっている。相対向する位置に配設したパネルホルダ装置２０Ｗとパネルホルダ装置２０Ｎのうちの一方側、例えばパネルホルダ装置２０Ｗのアームユニット２１Ｗにパネル基板１が保持されているとし、このパネルホルダ装置２０Ｗから、パネルホルダ装置２０Ｎのアームユニット２１Ｎにパネル基板１を移載するものとして、その動作を説明する。

受け取り側のパネルホルダ装置２０Ｎを、その昇降手段２６によりアームユニット２１Ｎを下降させた状態で、両パネルホルダ装置２０Ｗ、２０Ｎを近接させる。この方向への駆動は、いずれか一方または双方のＸＹ駆動手段２７を作動させることにより行うことができる。これによって、両パネルホルダ装置２０Ｗ，２０Ｎのアームユニット２１Ｗ，２１Ｎが相互に組み込まれた状態になる。このときには、アームユニット２１Ｎはパネル基板１が載置されているアームユニット２１Ｗより下方位置、具体的にはアームユニット２１Ｗとガイド部材２２との間の高さ位置に配置されている。そして、パネルホルダ装置２０Ｎの昇降手段２６を作動させて、アームユニット２１Ｎを上昇させる。このアームユニット２１Ｎの上昇高さはアームユニット２１Ｗより高い位置とする。また、好ましくは、アームユニット２１Ｎがアームユニット２１Ｗとほぼ同じ高さ位置になったときに、アームユニット２１Ｎ側の各ホルダアーム２１ａ〜２１ｆの吸着パッド２８に負圧を作用させると共に、アームユニット２１Ｗ側のホルダアーム２１ａ〜２１ｆの吸着パッド２８に対する負圧の作用を停止する。これによって、パネル基板１はパネルホルダ装置２０Ｗからパネルホルダ装置２０Ｎに移載されたことになる。そこで、パネルホルダ装置２０Ｎをパネルホルダ装置２０Ｗから離間させ、アームユニット２０Ｎを所定の位置まで下降させる。これによって、パネルホルダ装置２０Ｎが配置されているステージでの作業を開始できる状態になる。

以上のようにしてパネル基板１をパネルホルダ装置２０Ｗ，２０Ｎ間で移載させるが、このときにパネル基板１に半導体装置２を介してＰＣＢ３が接続されており、このＰＣＢ３が垂れ下がっていると、アームユニット２１Ｎを構成するホルダアーム２１ａ〜２１ｆがアームユニット２１Ｗのホルダアーム２１ａ〜２１ｆ間の間隔に入り込む際に、それらの先端がＰＣＢ３に当接するおそれがある。しかしながら、基板支え部材を構成するエアシリンダ２９，３０によりＰＣＢ３の位置がパネル基板１とほぼ同じ高さ位置に保持されているので、そのような事態が発生することがなく、円滑かつ確実な移載動作が行われることになり、接続した直後のＰＣＢ３等にダメージを与えることはない。

パネル基板の一例を示す説明図である。パネル基板へのＰＣＢの接続を行う基板実装工程のステージ構成の一例を示す説明図である。本発明の実施の形態を示すパネルホルダ装置の構成を示す平面図である。図３の正面図である。図３の側面図である。エア配管からのコネクタとエア供給管への接続ポートの接続構造を示す平面図である。各エアシリンダへの配管の接続構造を示す説明図である。パネル基板へのＰＣＢの接続機構の構成を示す構成説明図である。パネル基板へのＰＣＢの接続手順を示す工程説明図である。パネル基板とＰＣＢとの接続部を示す側面図である。パネルホルダ装置間でのパネル基板の受渡を行っている状態を示す平面図である。

符号の説明

１パネル基板２半導体装置
３ＰＣＢ４パネルアセンブリ
２０，２０Ｗ，２０Ｎパネルホルダ装置
２１ａ〜２１ｆホルダアーム
２１，２１Ｗ，２１Ｎアームユニット
２２ガイド部材２８吸着パッド
２９，３０エアシリンダ
３２エア配管３３コネクタ
３４接続ポート３５エア供給管
４０ＰＣＢクランプユニット
４４圧着受け部材４５圧着刃部材

Claims

パネル基板の少なくとも相隣接する２辺に、フレキシブル基板にＩＣ回路を搭載した半導体装置をそれぞれ複数搭載して設け、かつこれらの半導体装置を設けた各辺に、１または複数枚の印刷回路基板が前記各半導体装置を介して接続されたパネルアセンブリを保持するパネルホルダ装置において、
前記パネル基板が水平状態に載置され、水平方向に向けて平行に配設した複数本のホルダアームからなるアームユニットと、
前記各ホルダアームのうち、少なくとも２本のホルダアームの下部位置に装着され、前記印刷回路基板の下面に当接する基板支え部材と、
これら各基板支え部材を、前記ホルダアームの先端から突出しない退避位置と、このホルダアームの先端から突出して、前記印刷回路基板の下面と当接する作動位置とに変位させる進退駆動手段と
から構成したことを特徴とするパネルホルダ装置。
前記進退駆動手段はエアシリンダであり、前記基板支え部材はこのエアシリンダのピストンロッドであって、常時には、この基板支え部材を作動位置となし、エアシリンダに加圧空気を供給することにより退避位置に変位するように作動するものであることを特徴とする請求項１記載のパネルホルダ装置。
前記パネルアセンブリを形成するために、複数のステージを備えており、これら各ステージにそれぞれパネルホルダ装置が配置され、これら両パネルホルダ装置間で前記パネルアセンブリの受渡を行うために、一方のパネルホルダ装置のアームユニットを構成する各ホルダアーム間に、他方のパネルホルダ装置のアームユニットを構成する各ホルダアームが進入可能となっており、かつこれらアームユニットには水平回動手段，前後動手段及び昇降動手段を設ける構成としたことを特徴とする請求項２記載のパネルホルダ装置。
前記アームユニットは、前記水平回動手段により９０度毎にインデックス回転するものであり、この水平回動手段には、各インデックス角度位置に前記エアシリンダへの加圧エアの配管を接続した接続ポートが形成されており、加圧エア源からの配管はコネクタに接続されており、このコネクタは接離手段によって、これら各接続ポートに選択的に接続される構成としたことを特徴とする請求項３記載のパネルホルダ装置。
前記アームユニットを構成する各ホルダアームは相互に近接・離間する方向に位置調整可能な構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のパネルホルダ装置。
前記各ホルダアームは、前記パネルの短辺と平行な方向に複数配列したものからなり、前記各基板支え部材はこれら各ホルダアームの少なくとも１箇所において、軸線方向の前後に向けて設けると共に、ホルダアームの軸線と直交する両方向にも配置する構成としたことを特徴とする請求項５記載のパネルホルダ装置。