JP3541611B2 - 電子部品の実装装置および実装方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の実装装置および実装方法に係り、例えば、液晶パネル(LCD)の入力端子に、ICの端子を電気的に接続する場合等、ファインピッチの端子同士の接続に利用される異方導電性接着剤を用いて各電子部品を圧着して実装する実装装置および実装方法に関する。
【0002】
【背景技術】
液晶パネルのガラス基板上に設けられた入力端子とICの端子との接続のように、半導体デバイス等の電子部品同士の接続、特にファインピッチの端子間の接続には異方導電性接着剤が用いられる。そして、異方導電性接着剤を用いた接着は、各電子部品間に異方導電性接着剤を仮接着した後、図8に示すように、保持部材100Aの内部に電熱線等からなるヒーターを備えた圧着ヘッド100を用いて行われる。
【0003】
すなわち、図8において、液晶パネル10のガラス基板11の延長部分の上に液晶ドライバIC20を直接取り付けたCOG(Chip On Glass )タイプの場合、ガラス基板11上に異方導電性接着剤30を介してIC20を仮止めし、ステージ101上に配置する。
【0004】
そして、ステージ101の上方に対向配置され、かつ所定温度に加熱された圧着ヘッド100を下方(液晶パネル10側)に移動させ、図示しない保護テープを介してIC20に圧着させる。この後、所定時間の圧着が終了すれば、圧着ヘッド100を上方に戻す。以上により、IC20のガラス基板11上への実装が完了する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶パネルは、携帯電話や小型情報機器等の各種電子機器における情報表示デバイスとして広く利用されているが、これらの電子機器では、携帯性を向上させるためにより一層の小型化が求められている反面、液晶画面に表示するデータ量の増加に伴い、画面サイズは大型化が求められている。
【0006】
このため、図8に示す、液晶パネル100のガラス基板11における延長部分の延長寸法を小さくしたいという要望があった。この場合、ドライバーIC20を、ガラス基板11上に設けられたもう一つのガラス基板12側にできる限り近づけて配置する必要があった。
【0007】
しかしながら、従来の実装装置では、圧着ヘッド100の当接面103の幅寸法W3がIC20の幅寸法W4よりも大きいため、IC20をガラス基板12に近づけると、それに合わせてガラス基板12側に移動した圧着ヘッド100がガラス基板12と干渉してしまい、IC20の圧着を行えないという問題が生じる。
【0008】
また、圧着ヘッド100をガラス基板12と干渉しない位置に留めておくことも考えられるが、このような場合には、IC20と圧着ヘッド100との互いのセンター位置がずれてしまうため、IC20や異方導電性接着剤30に均等な力を作用させることができず、IC20が位置ずれしたり傾くなど、圧着不良を招く可能性がある。
【0009】
本発明の目的は、電子部品の実装スペースの縮小に対応できる電子部品の実装装置および実装方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品の実装装置は、電子部品を接着剤を介して圧着する圧着ヘッドを備える電子部品の実装装置であって、前記圧着ヘッドの前記電子部品と当接する当接面の幅寸法は、前記電子部品の幅寸法より小さく前記圧着ヘッドは、ヒーターを内蔵し、該ヒーターはパターンにより形成され、該パターンは周縁側が中央側よりも密に形成され、周縁側と中央側とで温度差が生じるように構成されていることを特徴とするものである。また、前記圧着ヘッドは、ヒーターを内蔵し、該ヒーターはパターンにより形成され、該パターンは中央側が周縁側よりも密に形成され、周縁側と中央側とで温度差が生じるように構成されていてもよい。
【0011】
このような本発明では、圧着ヘッドの幅寸法を電子部品の幅寸法より小さくするため、電子部品の幅方向上に他の部品(例えば、図8におけるガラス基板12)が近接配置されていても、その部品と圧着ヘッドとが干渉し合うことがない。従って、電子部材を他の部品に近づけてその実装スペースを縮小しても、電子部品の圧着が確実に行われるようになる。
【0012】
また、前記圧着ヘッドの当接面の前記幅寸法に対して交差する方向の長さ寸法を、電子部品の前記幅寸法に対して交差する方向の長さ寸法より小さくしてもよい。このように、当接面の長さ寸法をも電子部品の長さ寸法以下にすれば、電子部品の長さ方向上に他の部品が近接配置されても、その部品と圧着ヘッドとの干渉が避けられる。従って、実装スペースをさらに長さ方向に対して縮小した場合や、他の電子部品が近接配置される場合でも、電子部品の圧着が可能になる。
【0013】
さらに、圧着ヘッドにヒーターを内蔵するとともに、このヒーターの前記当接面とは反対側に断熱部材を配置してもよい。
【0014】
このような場合には、断熱部材を当接面とは反対側に配置するため、ヒーターで生じる熱の拡散が抑えられ、熱が当接面に効率よく伝達されるようになる。
【0015】
そして、ヒーターを圧着ヘッドの当接面近傍に内蔵することが好ましく、こうすることで、ヒーターと当接面との間の熱容量が小さくなるため、ヒーターのオン・オフに合わせて、当接面の温度を低温から高温へ、高温から低温へと瞬時に変化させることができ、所定温度となるまでの応答性が良好になる。この際、ヒーターとしては、いわゆるパルスヒート方式(ホットコールド法)を採用することができる。
【0016】
そして、ヒーターが内蔵された圧着ヘッドを、当接面の周縁側と中央側とで温度差が生じるように構成することが好ましく、特に、周縁側を中央側より高温になるように構成することで、熱が電子部品を介して異方導電性接着剤に均一に伝達されて圧着作業が迅速に行われるようになる。
【0017】
また、本発明の電子部品の実装方法は、前記実装装置を使用して実装する方法であって、2つの電子部品間に接着剤を配置し、前記電子部品を、該電子部品に当接し、且つ、幅寸法が電子部品の幅寸法より小さい当接面を有する圧着ヘッドと対向する位置に配置し、前記圧着ヘッドで圧着し、前記圧着ヘッドが内蔵するヒーターである、周縁側が中央側よりも密に形成され、周縁側と中央側とで温度差が生じるように構成されているパターンを加熱し、前記電子部品を前記接着剤により固定することを特徴とするものである。また、前記圧着ヘッドが内蔵するヒーターである、中央側が周縁側よりも密に形成され、周縁側と中央側とで温度差が生じるように構成されているパターンを加熱し、前記電子部品を前記接着剤により固定することを特徴とするものであってもよい。
【0018】
このような実装方法においては、前述した作用により、電子部品の実装スペースが縮小されて小型化が促進されるうえ、そのような電子部品の実装を確実に行える。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、前述の従来例と同様な部材には同一符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。
【0020】
図1には、電子部品である液晶パネル10に別の電子部品である複数の液晶ドライバーIC20を実装する本実施形態の実装装置1が示されている。
【0021】
ここで、液晶パネル10は、図2に示すように、2枚のガラス基板11,12間にシール材13を介して液晶14を封入することで構成されている。各ガラス基板11,12の対向面には、表示パターンに対応したITO膜などからなる透明電極15および入力端子16が形成されている。
【0022】
下側のガラス基板11は、上側のガラス基板12よりも外側まで延長されており、その延長部分には、ガラス基板12に近接するように各IC20が異方導電性接着剤30を介して取り付けられ、前記電極15、入力端子16に電気的に接続されている。つまり、本実施形態では、COG(Chip On Glass )タイプの液晶パネル10を用いている。
【0023】
実装装置1は、液晶パネル10が載置される支持台2と、このテーブル2に隣接して配置されたセラミック製のステージ3と、ステージ3の上方に対向配置されてステージ3に向かって上下移動可能に構成された圧着ヘッド4とを備えている。
【0024】
テーブル2は、矢印方向に移動可能に構成されてガラス基板11上の各IC20を順次圧着ヘッド4の下方に位置させるとともに、ステージ3、圧着ヘッド4間から取り外し可能に構成され、液晶パネル10を他の場所でテーブル2に着脱できるようにされている。さらに支持台2は、複数台用意されており、一方の支持台2がステージ3、圧着ヘッド4間に配置されて圧着工程を行っている際に、他のテーブル2に液晶パネル10を着脱できるようにされている。
【0025】
実装装置1の圧着ヘッド4は、図2、図3に示すように、金属製の保持部材5と、保持部材5に保持されたT字形のヘッド部材6と、各部材5,6間に配置された断熱部材7とで構成されている。
【0026】
このような圧着ヘッド4(ヘッド部材6)のIC20との当接面8は、平面矩形とされ、当接面8の幅寸法(矩形における短辺方向の寸法であり、以下においても同様である)W1は、IC20の幅寸法W2以下であり、好ましくは、IC20の端子20の列間の幅寸法と略同じである。一方、当接面8の長さ寸法(矩形における長辺方向の寸法であり、以下においても同様である)L1は、IC20の長さ寸法L2以下であり、好ましくは、IC20の端子20の列の長さ寸法と略同じである。なお、当接面8の幅寸法W1、長さ寸法L1の各下限値は、特に限定されるものではないが、IC20に割れが発生せず、ヘッド部材6自身の剛性が維持できる寸法であればよい。
【0027】
ヘッド部材6は、セラミック製であり、その内部には、図4、図5に示すように、当接面8に近い位置に渦巻き状のパターン9が形成されている。このパターン9は、図示しない薄肉のセラミック基板等に形成され、この基板をヘッド部材6焼結用の型内に配置することでヘッド部材6の成形と同時に埋設される。そして、パターン9は、カーボン粒子等からなり、電流を図示しない制御手段からパルスとして供給することによって発熱する。つまり、このパターン9がパルスヒート方式(ホットコールド法)による本発明のヒーターとなっている。この際、パターン9は、その周縁側が中央側よりも密に形成され、パターン9に電流が供給されると、当接面8の周縁側の温度が中央側の温度よりも高温になる。
【0028】
このような本実施の形態においては、先ず、液晶パネル10のガラス基板11上の所定位置に異方導電性接着剤30を配置し、各異方導電性接着剤30の上にIC20を配置して仮固定する。次いで、圧着ヘッド4を下降させて当接面8でIC20を押圧するとともに、パターン9に電流を供給して当接面8を高温にし、異方導電性接着剤30を軟化させる。これにより、軟化した異方導電性接着剤30を介して液晶パネル10の電極15、入力端子16とIC20の端子21とを電気的に接続し、かつIC20をガラス基板11に固着させる。そして、所定時間経過後に電流の供給を止めて加熱温度を下げ、異方導電性接着剤30が再硬化する間、圧着ヘッド4によるIC20の圧着状態を維持させ、この後、圧着ヘッド4を上方に移動する。
【0029】
このような本実施の形態によれば以下のような効果がある。
【0030】
▲1▼実装装置1において、圧着ヘッド4(ヘッド部材6)の当接面8は、その幅寸法W1がIC20の幅寸法W2以下であるため、IC20とガラス基板12とを近づけても、圧着ヘッド4をガラス基板12に干渉させずに圧着することができる。このことにより、ガラス基板11の延長部分、すなわち、IC20の実装スペースを小さくして、液晶パネル10を小型化できるとともに、その小型化に対応したIC20の実装を確実に行うことができる。また、この際、圧着ヘッド4とIC20との互いの幅方向のセンター位置を合わせることができるため、IC20にはモーメントがかからず、IC20がガラス基板12側にずれたり、ガラス基板12側が浮くなどして傾くのを防止できる。
【0031】
▲2▼圧着ヘッド4の当接面8は、その長さ寸法L1もIC20の長さ寸法L2以下であるため、圧着ヘッド4でIC20を圧着する際に、圧着ヘッド4を隣接する他のIC20に干渉させずに行うことができる。従って、液晶パネル10に複数のIC20を順次実装する場合でも、それらの実装を確実に行うことができる。また、この際、前記▲1▼と同様に、圧着ヘッド4とIC20との互いの長さ方向のセンター位置を合わせることもでき、長さ方向に対するIC20のずれをも防止できる。
【0032】
▲3▼圧着ヘッド4を構成する保持部材5とヘッド部材6との間には断熱材7が配置されているため、ヘッド部材6内のパターン9で生じた熱が保持部材5に伝わって拡散するのを防止でき、当接面8を効率よく加熱することができる。
【0033】
▲4▼ヒーターであるパターン9が当接面8近傍に形成されているため、つまり、パターン9がヘッド部材6において熱容量の小さな先端部分に配置されているため、パターン9に電流を供給した際に、当接面8を瞬時に高温にすることができ、反対に、電流の供給を止めた場合には、当接面8を瞬時に低温にすることができ、ヒーターとしての応答性を良好にできる。このため、異方導電性接着剤30の軟化および再硬化を短い時間に行え、圧着工程のサイクルタイムを短縮して生産性を向上させることができる。さらに、ヒーターとしては、パターン9をヘッド部材6内に設けたため、従来のような電熱線を用いる場合に比して圧着ヘッド4を格段に小型化でき、装置1全体の小型化を図ることができる。
【0034】
▲5▼渦巻き状のパターン9は、周縁側が中央側より密に形成されているため、当接面8の周縁側を中央側よりも高温にできる。このことにより、IC20においては、熱伝達によって周縁側と中央側とが均一に加熱されるため、異方導電性接着剤30も均一に加熱されて迅速かつ良好な接着を実現でき、より信頼性の高い実装状態を得ることができる。また、圧着ヘッド4は、当接面8の温度が低くなり、異方導電性接着剤30の硬化が十分に進んだ状態において上方に戻されるため、IC20のずれや浮き等をより確実に防止でき、この点からも信頼性の高い実装状態を得ることができる。
【0035】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
【0036】
例えば、本発明のヒーターとしては、従来のような電熱線を用いたものであってもよく、このような場合でも、前述した▲1▼、▲2▼の効果を得ることができる。
【0037】
また、本発明の圧着ヘッドとしては、保持部材5、ヘッド部材6、断熱部材7とで構成されるものに限らず、保持部材とヘッド部材とをそれらの材質を同じにして一体に設ける等、任意の構成としてよい。また、ヘッド部材を別体に設ける場合においては、その形状をT形にする必要はなく、保持部材等の形状に応じて任意なものにできる。また、断熱部材7を配置する位置も、図6に示すように、パターン9の直上に配置してもよく、このような場合には、熱拡散をより有効に防止してさらに多くの熱量を当接面8に伝達でき、特に、図6のヘッド部材6のように、パターン9と当接面8との間の熱容量が比較的大きい場合には、効果的である。ただし、このような断熱部材は、本発明に必須のものではなく、例えば、パターンと当接面とがより接近し、熱容量が非常に小さく設定されている場合等には、熱が当接面に容易に伝達するため、断熱部材を省いてもよい。
【0038】
さらに、前記実施形態では、パターン9の配線間隔を利用して当接面8の周縁側をより高温にしていたが、例えば、図6、図7に示すように、パターン9を均等に形成し、当接面8の中央に凹部8Aを設けることにより、当接面8の中央に熱を伝わり難くしてもよく、特に、パターンの配線間隔を利用できない従来の電熱線を用いた場合に有効である。また、周縁側を中央側より高温にする構成は、以上に限らず、その実施にあたって適宜に決められてよい。さらに、電子部品の形状等を勘案し、中央側を高温にした場合でも本発明に含まれる。そして、周縁側と中央側との間に温度差を生じさせる他、パターンの形状や当接面の形状を変えることで、任意の位置で温度差を生じさせてもよい。
【0039】
また、本発明では、IC20の数が一つの場合であってもよく、このような場合には、圧着ヘッドの当接面の長さ寸法L1をIC20の長さ寸法L2以上にしてもよい。こうすることで、IC20と圧着ヘッドとの間に長辺方向の位置ずれが生じていても、その位置ずれを圧着ヘッドの長さで吸収することができるというメリットがある。
【0040】
また、本発明は、ガラス基板11上にIC20が実装されたCOG方式による電子部品の実装に限らず、プリント基板等の回路基板にICが設けられたCOB方式の実装にも適用できる。
【0041】
さらに、本発明は、液晶パネル10に液晶ドライバIC20を実装する場合に限らず、液晶パネルに抵抗やコンデンサを実装する場合や、サーマルプリンタに用いられる電子印字素子(サーマルプリンタヘッド)や、光学センサ等の各種電子部品に、IC、抵抗、コンデンサ等の他の電子部品を実装する際にも適用できる。
【0042】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、圧着ヘッドの幅寸法が電子部品の幅寸法以下であるため、電子部品の幅方向上に他の部品が近接配置されていても、その部品と圧着ヘッドとが干渉し合うことがなく、電子部材を他の部品に近づけて実装スペースを縮小しても、電子部品の圧着を確実におこなうことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る実装装置の要部を示す概略斜視図である。
【図2】本実施形態の要部を拡大して示す拡大図である。
【図3】図3における矢印-III方向からの矢視図である。
【図4】本実施形態の構成部材を示す断面図である。
【図5】図4におけるV−V線断面図である。
【図6】本発明の変形例を示す断面図である。
【図7】本発明の他の変形例を示す断面図である。
【図8】本発明の従来例を示す拡大図である。
【符号の説明】
1 実装装置
4 圧着ヘッド
7 断熱部材
8 当接面
9 ヒーターであるパターン
10,20 電子部品である液晶パネル、および液晶ドライバーIC
30 異方導電性接着剤
W1,W2 幅寸法
L1,L2 長さ寸法

Claims (6)

  1. 電子部品を接着剤を介して圧着する圧着ヘッドを備える電子部品の実装装置であって、
    前記圧着ヘッドの前記電子部品と当接する当接面の幅寸法は、前記電子部品の幅寸法より小さく、
    前記圧着ヘッドは、ヒーターを内蔵し、該ヒーターはパターンにより形成され、該パターンは周縁側が中央側よりも密に形成され、周縁側と中央側とで温度差が生じるように構成されていることを特徴とする電子機器の実装装置。
  2. 電子部品を接着剤を介して圧着する圧着ヘッドを備える電子部品の実装装置であって、
    前記圧着ヘッドの前記電子部品と当接する当接面の幅寸法は、前記電子部品の幅寸法より小さく、
    前記圧着ヘッドは、ヒーターを内蔵し、該ヒーターはパターンにより形成され、該パターンは中央側が周縁側よりも密に形成され、周縁側と中央側とで温度差が生じるように構成されていることを特徴とする電子機器の実装装置。
  3. 請求項1又は2のいずれかに記載の電子部品の実装装置において、前記圧着ヘッドの当接面の前記幅寸法に対して交差する方向の長さ寸法は、前記電子部品の前記幅寸法に対して交差する方向の長さ寸法より小さいことを特徴とする電子部品の実装装置。
  4. 請求項1又は2のいずれかに記載の電子部品の実装装置において、前記ヒーターの前記圧着ヘッドの前記電子部品と当接する当接面とは反対側には断熱部材が配置されていることを特徴とする電子部品の実装装置。
  5. 2つの電子部品間に接着剤を配置し、
    前記電子部品を、該電子部品に当接し、且つ、幅寸法が電子部品の幅寸法より小さい当接面を有する圧着ヘッドと対向する位置に配置し、前記圧着ヘッドで圧着し、
    前記圧着ヘッドが内蔵するヒーターである、周縁側が中央側よりも密に形成され、周縁側と中央側とで温度差が生じるように構成されているパターンを加熱し、
    前記電子部品を前記接着剤により固定することを特徴とする電子部品の実装方法。
  6. 2つの電子部品間に接着剤を配置し、
    前記電子部品を、該電子部品に当接し、且つ、幅寸法が電子部品の幅寸法より小さい当接面を有する圧着ヘッドと対向する位置に配置し、前記圧着ヘッドで圧着し、
    前記圧着ヘッドが内蔵するヒーターである、中央側が周縁側よりも密に形成され、周縁側と中央側とで温度差が生じるように構成されているパターンを加熱し、
    前記電子部品を前記接着剤により固定することを特徴とする電子部品の実装方法。
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