JP3214298B2 - サブ基板のボンディング装置およびボンディング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器のディスプレ
イとして多用されている表示パネルのチップのアウター
リードにサブ基板をボンディングするサブ基板のボンデ
ィング装置およびボンディング方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】パソコンなどの電子機器のディスプレイ
として、近年は、液晶パネルなどの表示パネルが多用さ
れている。表示パネルは、ガラス板などの透明板を主体
にしており、その縁部にチップを接着し、さらにこのチ
ップのアウターリードをサブ基板の電極にボンディング
して組み立てられる。このチップとしては、ＴＡＢ（Ｔ
ａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）法によ
りフィルムキャリヤを主体にして製造されたチップが多
用されている。

【０００３】以下、チップのアウターリードにサブ基板
をボンディングする従来方法について説明する。図９
（ａ）（ｂ）は従来のサブ基板のボンディング装置の要
部側面図である。まず図９（ａ）に示すように、表示パ
ネル１の縁部に予め接着されたチップ２のアウターリー
ド２ａをサブ基板３の電極に重ね合わせる。次に上方か
ら熱圧着子４の突子５を押し付けて、サブ基板３の電極
に塗布された半田を溶融させる。なお電極や半田は図が
繁雑になるので省略している。

【０００４】次に熱圧着子４の突子５でアウターリード
２ａを押え付けたままの状態で、ノズル６から冷気を吹
き出してアウターリード２ａに吹き付け（破線矢印参
照）、溶融した半田を冷却して固化させる。次に図９
（ｂ）に示すように熱圧着子４を上昇させることにより
一連の動作は終了する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方法では、熱圧着子４の突子５でアウターリード２ａ
を押え付けたままの状態で（すなわち熱圧着子４で半田
を加熱しながら）、冷気を吹き当てて半田を冷却固化さ
せているため、冷却固化に１５〜２０秒程度のかなりの
時間を要し作業がはかどらないという問題点があった。

【０００６】しかも熱圧着子４にも冷気が吹き当てられ
るため、熱圧着子４の温度が低下してしまい、次のサブ
基板のボンディングを行う際には、熱圧着子４を再度所
定の温度（一般に２００°Ｃ程度）まで再加熱せねばな
らず、この再加熱のための時間を要することとなり、そ
れだけタクトタイムが長くなって連続作業がはかどらな
いという問題点があった。

【０００７】なお図９（ｂ）に示すように熱圧着子４を
上昇させたうえで、冷気をアウターリード２ａに吹き付
けることも考えられるが、このようにすると、半田は溶
融状態であるため、アウターリード２ａは跳ね上ってサ
ブ基板３からはがれてしまうという問題を生じる。

【０００８】したがって本発明は、表示パネルの縁部に
接着されたチップのアウターリードをサブ基板に迅速・
確実にボンディングできるサブ基板のボンディング装置
およびボンディング方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、表
示パネルを載置する可動テーブルと、前記サブ基板を載
置するサブテーブルと、このサブテーブルの上方に設け
られた熱圧着ヘッドとがあり、前記熱圧着ヘッドが、前
記アウターリードを前記サブ基板に押し付ける熱圧着子
と、前記アウターリードの先端部の上方に前記サブ基板
とギャップをおいて位置するストリッパと、この熱圧着
子とストリッパを上下動させる上下動手段とを備えた。
またアウターリードに冷気を吹き付けるノズルを設けた
ものである。

【００１０】またストリッパに着地部を設けたものであ
る。また前記ストリッパを下方に付勢するばね材を備
え、そのばね力により前記着地部を前記サブ基板側に押
し付けるようにしたものである。

【００１１】また可動テーブルを作動させてこの可動テ
ーブルに載置された表示パネルの縁部に接着されたチッ
プのアウターリードを、サブテーブルに載置されたサブ
基板の上方に位置させる工程と、ストリッパを下降させ
てこのストリッパを前記アウターリードの先端部の上方
にギャップを確保して位置させるとともに、熱圧着子を
下降させてこの熱圧着子により前記アウターリードを前
記サブ基板に押し付ける工程と、前記ストリッパを前記
位置に位置させたままの状態で、前記熱圧着子を上昇さ
せて前記アウターリードの押し付け状態を解除し、前記
アウターリードに冷気を吹き付けて前記アウターリード
を前記サブ基板に半田付けする半田を溶融固化させる工
程と、前記ストリッパを上昇させる工程とからサブ基板
のボンディング方法を構成した。

【００１２】

【作用】上記構成において、熱圧着子をアウターリード
に押し付けて半田を溶融させ、次いで熱圧着子を上昇さ
せ、その状態でノズルから冷気を吹き出してアウターリ
ードに吹き付けるので、アウターリードがサブ基板から
跳ね上ってはずれるのをストリッパにより防止しなが
ら、溶融した半田を迅速に冷却固化させることができ
る。また熱圧着子を上方へ退去させて冷気を吹き付ける
ので、熱圧着子が冷気で冷やされることもなく、熱圧着
子の再加熱のためにタクトタイムが長くなるのを解消
し、作業性よく連続的にサブ基板のボンディングを行え
る。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は本発明の第一実施例のサブ基板のボン
ディング装置の斜視図である。１１は基台、１２は供給
台である。基台１１の上面には、可動テーブルとしての
Ｘテーブル１３とＹテーブル１４が段積して設置されて
いる。Ｘテーブル１３の上部には表示パネルを保持する
保持テーブル１０が取り付けられている。１５はＸモー
タ、１６はＹモータである。Ｘテーブル１３上には表示
パネル１が設けられている。表示パネル１の縁部にはチ
ップ２が予め接着されている。このチップ２はＴＡＢ法
で製造されたものである。

【００１４】Ｘテーブル１３の前方にはサブテーブル１
７が設けられており、サブテーブル１７上にはサブ基板
３が位置決めされている。サブテーブル１７は、サブモ
ータ１７ａが駆動することによりＹテーブル１４上をＹ
方向へ移動して、鎖線で示すサブ基板３の受取位置と実
線で示すボンディング作業位置の間を移動する。サブテ
ーブル１７の上方には、５個の熱圧着ヘッド２０が横一
列に設けられている。熱圧着ヘッド２０は熱圧着子２１
を有している。２２は熱圧着ヘッド２０を上下動自在に
保持するブラケットである。熱圧着ヘッド２０の後方に
はフラックスの塗布ヘッド２３が設けられている。塗布
ヘッド２３は可動テーブル２４に保持されており、可動
テーブル２４が作動することにより、横方向（サブ基板
３の長手方向）へ移動し、サブ基板３の上面にスリット
状に多数形成された電極（図示せず）上にフラックスを
塗布する。２５はカバーケース、２６はカバーケース２
５の後方に配置されたサブ基板供給部であり、サブ基板
３を収納したパレット（図示せず）からサブ基板３を取
り出してサブテーブル１７に移載する移載機構（図示せ
ず）を備えている。２７は表示パネル１を保持するハン
ドラ２７ａをＸ方向へ移動させる移動機構であり、供給
台１２上の表示パネル１を保持テーブル１０へ移送した
り、サブ基板３がボンディングされた表示パネル１を保
持テーブル１０から取り出して次工程へ移送する。

【００１５】図２〜図５は本発明の第一実施例のサブ基
板のボンディング装置の熱圧着ヘッドの側面図であり、
また図６は同部分拡大側面図である。次に図２を参照し
て、熱圧着ヘッド２０の構造を説明する。ブラケット２
２の前面にはシリンダ３０が倒立して設けられており、
そのロッド３１の下端部に熱圧着子２１が結合されてい
る。３２は熱圧着子２１に内蔵されたヒータであり、ヒ
ータ３２が駆動することにより、熱圧着子２１は２００
°Ｃ程度に加熱される。熱圧着子２１は突子３３を有し
ており、この突子３３をチップ２のアウターリード２ａ
に押し付ける。

【００１６】ブラケット２２の背面にはナット３４が結
合されている。ナット３４には垂直なボールねじ３５が
螺合している。３６はホルダであって、ボールねじ３５
とそのモータ３７が保持されている。したがってモータ
３７が正回転すると、ナット３４はボールねじ３５に沿
って下降し、熱圧着子２１も下降する。またモータ３７
が逆回転すると、ナット３４は上昇し、熱圧着子２１も
上昇する。

【００１７】ブラケット２２の背面にはサブブラケット
３８が設けられている。サブブラケット３８の前面に設
けられたスライダ４０は、ブラケット２２の背面に設け
られた垂直なガイドレール３９に上下動自在に嵌合して
いる。４１はブラケット２２とサブブラケット３８を結
合するコイルスプリングである。サブブラケット３８の
下端部にはストリッパ４２が結合されている。ストリッ
パ４２の下面には着地部４３が突設されている。またサ
ブテーブル１７の前方上方にはパイプ状のノズル４４が
設けられている。このノズル４４はブロア装置（図外）
に接続されており、ブロア装置から送られてきた冷気
（エア）をアウターリード２ａへ向って吹き出す。また
図２において、サブテーブル１７は鎖線位置と実線位置
（ボンディング位置）の間を移動する。

【００１８】このサブ基板のボンディング装置は上記の
ように構成されており、次にその動作を説明する。図１
において、Ｘテーブル１３とＹテーブル１４が作動する
ことにより、表示パネル１は熱圧着ヘッド２０の下方へ
送られ、表示パネル１の縁部に予め接着されたチップ２
のアウターリード２ａとサブ基板３の電極の位置合わせ
がなされる。なおアウターリード２ａとサブ基板３の電
極の位置合わせ方法の説明は省略する。これに先立ち、
サブ基板３の電極上には塗布ヘッド２３により予めフラ
ックスが塗布されている。

【００１９】図２〜図５はボンディング動作を動作順に
示している。図２はアウターリード２ａとサブ基板３の
電極を位置合わせした状態を示しており、この状態で、
熱圧着子２１とストリッパ４２はサブ基板３の上方で待
機している。次にモータ３７が正回転することにより熱
圧着子２１とストリッパ４２は下降し、まずストリッパ
４２の着地部４３がサブ基板３の上面に着地する（図
３）。この場合、着地部４３はコイルスプリング４１を
圧縮しながらソフトにサブ基板３に着地する。

【００２０】次に図４に示すようにシリンダ３０のロッ
ド３１が突出して熱圧着子２１は下降し、その突子３３
はアウターリード２ａの先端部近くに着地し、アウター
リード２ａをサブ基板３に押し付けてサブ基板３の電極
に塗布された半田を加熱する。図６はこのときの状態を
示している。図６に示すように、着地部４３がスペーサ
となって、ストリッパ４２とサブ基板３の間にはギャッ
プＧが確保されており、アウターリード２ａの先端部は
跳ね上り自由な自由端部となっている。ただし、アウタ
ーリード２ａの先端部上方にはストリッパ４２が位置し
ているので、アウターリード２ａの跳ね上り限度はスト
リッパ４２により規定される。

【００２１】さて、図６に示すように、突子３３がアウ
ターリード２ａに着地することにより、半田７は加熱さ
れて溶融してアウターリード２ａの先端部側へ流動し
（矢印ａ参照）、アウターリード２ａの先端部はやや跳
ね上る。したがってこの跳ね上った部分に溶融した半田
７が集まって半田フィレットを形成する。このようにア
ウターリード２ａとサブ基板３の電極の間に溶融した半
田７が集まるので半田ブリッジを防止できる。

【００２２】次に図５に示すようにシリンダ３０のロッ
ド３１は引き込んで突子３３は上昇し、アウターリード
２ａから離れる。このとき、アウターリード２ａは上方
へ過大に跳ね上ろうとするが、アウターリード２ａの過
大な跳ね上りはストリッパ４２で規制されているので、
アウターリード２ａが大きく跳ね上って溶融した半田７
からはがれることはない。ストリッパ４２は元の位置の
状態のままである。そこでノズル４４からアウターリー
ド２ａへ向って冷気が吹き出され（破線矢印参照）、溶
融した半田７は速かに冷却されて固化し、アウターリー
ド２ａはサブ基板３に半田付けされる。このとき、熱圧
着子２１や突子３３は上方へ退去しているので、冷気が
当って温度低下することはない。以上のようにして半田
付けが終了したならば、ノズル４４からの冷気の吹き出
しを中止するとともに、モータ３７は逆駆動して図２に
示す原位置に復帰し、次のボンディング動作のために待
機する。

【００２３】図７は本発明の第二実施例のサブ基板のボ
ンディング装置のストリッパの斜視図、図８は同ボンデ
ィング中のストリッパの側面図である。ストリッパ４２
の先端下面には、着地部４３ａが左右に２個スポット的
に突設されている。またストリッパ４２の中央部は開口
部４６になっており、開口部４６に沿うように横長のリ
ブ４７が形成されている。したがって図８に示すよう
に、着地部４３ａでアウターリード２ａの基端部側また
はフィルムキャリアをサブ基板３に押し付け、開口部４
６から突子３３を進入させてアウターリード２ａに押し
付ける。この状態で、リブ４７とサブ基板３の間にはギ
ャップＧが確保されており、したがって図６の場合と同
様の作用効果が得られる。このようにストリッパの具体
的形状は様々考えられる。本実施例は特にサブ基板３の
幅Ｗがせまく、サブ基板３にストリッパ４２の着地部４
３ａの着地スペースが確保できないような場合に用いる
とよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、熱圧着子をアウターリ
ードに押し付けて半田を溶融させ、次いで熱圧着子を上
昇させ、その状態でノズルから冷気を吹き出してアウタ
ーリードに吹き付けるので、アウターリードがサブ基板
から跳ね上ってはがれるのをストリッパにより防止しな
がら、溶融した半田を迅速に冷却固化させることができ
る。さらにストリッパをアウターリードの先端部の上方
にサブ基板とギャップをおいて位置させているので、ア
ウターリードの先端部における半田フィレット形成を可
能とし、半田ブリッジの防止および半田固化後の接合信
頼性の向上といった点で有効である。また熱圧着子を上
方へ退去させて冷気を吹き付けるので、熱圧着子が冷気
で冷やされることもなく、熱圧着子の再加熱のためにタ
クトタイムが長くなるのを解消し、作業性よく連続的に
サブ基板のボンディングを行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例のサブ基板のボンディング
装置の斜視図

【図２】本発明の第一実施例のサブ基板のボンディング
装置の熱圧着ヘッドの側面図

【図３】本発明の第一実施例のサブ基板のボンディング
装置の熱圧着ヘッドの側面図

【図４】本発明の第一実施例のサブ基板のボンディング
装置の熱圧着ヘッドの側面図

【図５】本発明の第一実施例のサブ基板のボンディング
装置の熱圧着ヘッドの側面図

【図６】本発明の第一実施例のサブ基板のボンディング
装置の熱圧着ヘッドの部分拡大側面図

【図７】本発明の第二実施例のサブ基板のボンディング
装置のストリッパの斜視図

【図８】本発明の第二実施例のサブ基板のボンディング
装置のボンディング中のストリッパの側面図

【図９】従来のサブ基板のボンディング装置の要部側面
図

【符号の説明】

１ 表示パネル ２ チップ ２ａ アウターリード ３ サブ基板 ７ 半田 ２０ 熱圧着ヘッド ２１ 熱圧着子 ３３ 突子 ４２ ストリッパ ４３、４３ａ 着地部 ４４ ノズル

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/60 H05K 1/14 H05K 13/04 G02F 1/1345 G09F 9/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示パネルの縁部に接着されたチップのア
   ウターリードにサブ基板をボンディングするサブ基板の
   ボンディング装置であって、前記表示パネルを載置する
   可動テーブルと、前記サブ基板を載置するサブテーブル
   と、このサブテーブルの上方に設けられた熱圧着ヘッド
   とがあり、 前記熱圧着ヘッドが、前記アウターリードを前記サブ基
   板に押し付ける熱圧着子と、前記アウターリードの先端
   部の上方に前記サブ基板とギャップをおいて位置するス
   トリッパと、この熱圧着子とストリッパを上下動させる
   上下動手段とを備えたことを特徴とするサブ基板のボン
   ディング装置。
2. 【請求項２】前記アウターリードに冷気を吹き付けるノ
   ズルを備えたことを特徴とする請求項１記載のサブ基板
   のボンディング装置。
3. 【請求項３】前記ストリッパが前記サブ基板側に着地す
   る着地部を有することを特徴とする請求項１記載のサブ
   基板のボンディング装置。
4. 【請求項４】前記ストリッパを下方に付勢するばね材を
   備え、そのばね力により前記着地部を前記サブ基板側に
   着地させることを特徴とする請求項２記載のサブ基板の
   ボンディング装置。
5. 【請求項５】可動テーブルを作動させてこの可動テーブ
   ルに載置された表示パネルの縁部に接着されたチップの
   アウターリードを、サブテーブルに載置されたサブ基板
   の上方に位置させる工程と、ストリッパを下降させてこ
   のストリッパを前記アウターリードの先端部の上方にギ
   ャップを確保して位置させるとともに、熱圧着子を下降
   させてこの熱圧着子により前記アウターリードを前記サ
   ブ基板に押し付ける工程と、前記ストリッパを前記位置
   に位置させたままの状態で、前記熱圧着子を上昇させて
   前記アウターリードの押し付け状態を解除し、前記アウ
   ターリードに冷気を吹き付けて前記アウターリードを前
   記サブ基板に半田付ける半田を溶融固化させる工程と、
   前記ストリッパを上昇させる工程と、を含むことを特徴
   とするサブ基板のボンディング方法。