JP3575417B2 - 電子部品のボンディング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板の縁部にボンディングするための電子部品のボンディング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルなどの表示パネルの縁部には、ＴＡＢデバイス（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄによりフィルムキャリア上にチップがボンディングされたデバイス）やフリップチップなどの駆動用の電子部品がボンディング装置により実装される。
【０００３】
従来のボンディング装置は、表示パネルを可動テーブルに支持し、且つバックアップ部により表示パネルの縁部を下方から支持する。そしてその状態で、ヒートツールなどを有するヘッドを下降させ、例えば電子部品がＴＡＢデバイスの場合には、そのリードを表示パネルの縁部の電極に押圧してボンディングし、ボンディングが終了したならば、ヘッドを上昇させて押圧状態を解除する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
表示パネルの品種が変更になって電子部品の実装位置等が変わる場合、バックアップ部やヘッドの横方向（表示パネルの縁部に沿う方向）の位置もこれに応じて調整しなければならない。またこのようにバックアップ部とヘッドの位置調整をした場合、両者の平行度は厳密に維持されていなければならない。何故ならば、両者の平行度に狂いが生じると、ヘッドにより電子部品を表示パネルの縁部に均一な強さで押圧することはできず、ボンディング不良となってしまうからである。
【０００５】
ところが従来のボンディング装置においては、バックアップ部とヘッドは別々のフレームにボルト等により固着されていたため、上記のように表示パネルの品種変更にともなってその横方向の位置調整をした場合、両者の平行度に狂いが生じやすいので、平行度の再調整をしなければならなかった。
【０００６】
しかしながら多くの機器類が密集した作業現場において平行度の厳密な調整を行うことは甚だ困難であって、この調整作業に多大な労力と時間を要していた。このような問題は、バックアップ部とヘッドを交換する場合にも発生している。
【０００７】
そこで本発明は、表示パネル等の基板の品種変更にともなってバックアップ部とヘッドの横方向の位置調整や交換をしても、両者の平行度が狂いにくく、したがって両者の平行度の調整を不要にすることが可能な電子部品のボンディング装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品のボンディング装置は、基板を支持する可動テーブルと、この可動テーブルに支持された基板の縁部を下方から支持するバックアップ部と、バックアップ部の上方にあって加圧手段に駆動されて上下動作を行って電子部品を基板の縁部にボンディングするヘッドとを備え、バックアップ部とヘッドを同一のフレームに取り付け、このフレームを支持フレームに横方向の位置調整自在に装着し、前記加圧手段を前記支持フレームに横方向の位置調整自在に装着した。
【００１０】
また望ましくは、前記フレームが垂直な前面を有し、この前面に垂直なガイドレールとこのガイドレールにスライド自在に装着されたスライダを介して、前記ヘッドを上下動自在に装着した。
【００１１】
上記構成において、表示パネルなどの基板の品種が変わる場合等には、バックアップ部とヘッドの横方向の位置調整を行うが、この位置調整は、フレームを横方向へ移動させることにより行う。この場合、バックアップ部とヘッドは同一のフレームに取り付けられているので、フレームを移動させると、両者は一体的に移動するので、両者の平行度に狂いは生じず、したがって両者の平行度の調整を不要にできる。またバックアップ部とヘッドを交換する場合においても、フレーム毎両者を同時に交換することができるので、バックアップ部とヘッドの平行度の調整を支持フレームに取り付ける前に行なっておけば、交換時の平行度調整も不要にできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電子部品のボンディング装置の斜視図、図２は本発明の実施の形態１における電子部品のボンディング装置の側面図である。
【００１３】
図１および図２において、１は断面コ字形の支持フレームであり、以下に述べる要素が組み付けられている。２は断面Ｌ字形のフレームであり、支持フレーム１の底面上に装着されている。支持フレーム１に装着するフレーム２の個数は任意に決定されるが、本形態では図示するように２個横並びに装着されている。フレーム２の間隔（ピッチ）は、基板４０上に実装される電子部品の間隔（ピッチ）に合わせて調整されており、２個のヘッドが同時にボンディングを行うようにしている。
【００１４】
支持フレーム１の底部には長孔３が横方向に形成されており、またフレーム２の底部にはこの長孔３に挿着されるボルト４が挿入されている。したがってボルト４に螺着されたナット５を緩めることによりフレーム２は長孔３に沿って横方向にスライドしてその位置調整を行い、ナット５を締着することにより、フレーム２は支持フレーム１の底面上に固定される。なお本発明で横方向とは、電子部品がボンディングされる基板４０の縁部の長手方向（図１においてＸ方向）である。
【００１５】
１０はヘッドであり、その下端部にはツール１１が一体的に装着されている。本形態のツール１１はヒートツールであり、内蔵されたヒータ１２により所定温度に加熱される。図２において、フレーム２の垂直な前面には垂直なガイドレール１３が装着されている。またヘッド１０の背面にはガイドレール１３にスライド自在に装着されるスライダ１４が設けられている。したがってヘッド１０はガイドレール１３に沿って上下動自在となっている。なおヘッド１０の背面にガイドレールを設け、フレーム２の前面にスライダを設けてもよい。
【００１６】
フレーム２の底部には角形のバックアップ部６が設けられている。ヘッド１０はバックアップ部６の上方に位置する。支持フレーム１の上面にはヘッド１０の加圧手段あるいは上下動手段としてのシリンダ２０が設けられている。シリンダ２０は各ヘッド１０に対応して各ヘッド１０の上方に位置しており、支持フレーム１に横方向に形成された長孔２１（図１）に挿入されるボルト２２およびナット２３を有している。したがってフレーム２と同様の操作により、シリンダ２０の横方向の位置調整を行う。
【００１７】
バックアップ部６とヘッド１０は、フレーム２に装着された状態で平行度の調整が可能であり、図示しない周知機構により、バックアップ部６の上面とツール１１の下面の平行度が調整される。
【００１８】
図２において、シリンダ２０のロッド２４は下方へ延出しており、その下端部とヘッド１０の上端部は連結部材２５，２６，２７により取りはずし自在に連結されている。シリンダ２０のロッド２４が下方へ延出するとヘッド１０は下降し、ロッド２４が上昇するとヘッド１０は上昇する。勿論、ヘッド１０の加圧手段としては、シリンダ２０以外にも、カム機構やリニアモータなども適用できる。
【００１９】
本実施の形態では、加圧手段であるシリンダ２０とヘッド１０を別々のフレーム（支持フレーム１、フレーム２）に装着している。このような構成にすることにより、シリンダ２０によってヘッド１０を加圧しても、その反力の大部分を支持フレーム１が受けることになるのでフレーム２は変形しない。従って加圧によってヘッド１０とバックアップ部６の平行度が狂うことがない。
【００２０】
図１において、支持フレーム１の下部には、フレーム２を位置決めするための立壁１ａが形成されている。この立壁１ａの側面にフレーム２を当接することにより、各フレーム２のバックアップ部６やヘッド１０を横方向の一直線上に整列させることができる。従って立壁１ａは、複数のフレーム２のバックアップ部６及びヘッド１０を一直線上に整列させるフレーム整列手段となっている。また立壁１ａは、フレーム２を横方向へ移動させる際のガイド部として機能する。
【００２１】
図１および図２において、支持フレーム１の前方には可動テーブル３０が設けられている。可動テーブル３０はＸテーブル３１、Ｙテーブル３２、Ｚθテーブル３３を段積して構成されている。Ｚθテーブル３３上には吸着部３４があり、表示パネルなどの基板４０はこの吸着部３４に吸着して支持・固定される。ＭＸ、ＭＹは、それぞれＸテーブル３１とＹテーブル３２の駆動用モータである。
【００２２】
可動テーブル３０が作動することにより、基板４０はＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、θ方向に水平移動してその位置決めがなされる。図示しないが、基板４０の縁部には電極が狭ピッチで多数並設されており、図２に示す電子部品４１はリード、バンプなどの電極４２をこの電極に位置合わせして基板４０にボンディングされる。
【００２３】
この電子部品のボンディング装置は上記のような構成より成り、次に全体の動作を説明する。基板４０を吸着部３４上に載せ、図２に示すように基板４０の縁部をバックアップ部６上に載せる。本形態では、電子部品４１の電極４２は、前工程で基板４０の縁部の電極上に仮付けされている。そこでシリンダ２０を作動させてヘッド１０を下降させ、ツール１１で電極４２を押圧する。するとツール１１からの伝熱により電極４２は基板４０の電極に接着され、次いでヘッド１０を上昇させて押圧状態を解除することにより、ボンディングは終了する。
【００２４】
１個のヘッド１０で基板４０にボンディングされる電子部品４１の個数は任意に決定される。また一般には、基板４０の４辺の縁部のうち、複数の縁部に電子部品４１はボンディングされるものであり、Ｚθテーブル３３を駆動して基板４０を９０°あるいは１８０°水平回転させながら、基板４０の各辺の縁部に所望の電子部品を次々にボンディングする。
【００２５】
さて、例えば、基板の品種変更によりボンディングする電子部品の実装位置（実装ピッチ）が変わるような場合には、ヘッド１０とバックアップ部６の横方向の位置調整を行う必要がある。この位置調整は次のようにして行う。すなわちナット５（図２）を緩め、フレーム２を横方向へ所望の位置まで移動させ、そこでナット５を締着してフレーム２を固定する。この場合、好ましくは、シリンダ２０側のナット２３（図２）も緩め、シリンダ２０もフレーム２と一緒に横方向へ移動させてその位置を調整する。勿論、連結部材２５，２６，２７によるヘッド１０との連結を取りはずして、フレーム２とは別個に位置調整をしてもよい。
【００２６】
以上のように、ヘッド１０とバックアップ部６は同一のフレーム２に取り付けられているので、フレーム２を横方向に移動させることにより、ヘッド１０とバックアップ部６は同時に一体的に横方向の位置調整がなされることになり、またヘッド１０とバックアップ部６は一体的に横方向に移動するので、この位置調整によりヘッド１０とバックアップ部６の平行度が狂うこともない。したがって従来装置では基板の品種変更の毎に必要であったヘッド１０とバックアップ部６の平行度の調整が不要となる。更には、シリンダ２０の横方向の位置調整も、フレーム２の位置調整に連動して簡単に行うことも可能となる。
【００２７】
また、バックアップ部６やヘッド１０を交換する必要が生じた場合も、平行度が調整された状態でフレーム２に装着されたバックアップ部６とヘッド１０を準備しておけば、支持フレーム１から不要なフレーム２を取り外して新しいフレーム２を取り付けるだけでよいので、交換の際の平行度の調整も不要となる。
【００２８】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における電子部品のボンディング装置の部分側面図である。この形態では、テープ状のシート５１がツール１１とバックアップ部６の間に張設されている。５２はシート繰出しリール、５３はシート巻取りリールである。シート巻取りリール５３の配設スペースを確保するために、ヘッド１０を支持するフレーム５０は断面コ字形になっている。他の構成は実施の形態１と同じである。したがってツール１１は、シート５１を介して電子部品を基板にボンディングする。またヘッド１０とバックアップ部６の横方向の位置調整は実施の形態１と同様に行われる。シート５１は、電子部品を基板に接着するための異方性導電剤などの補助剤がツール１１に付着するのを防止するためのものであり、シート繰出しリール５２からシート巻取りリール５３へ送りながら使用される。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基板の品種変更などによりヘッドやバックアップ部の横方向の位置調整を行う場合、両者を取り付けたフレームを横方向に移動させればよいので、ヘッドとバックアップ部の平行度には狂いを生じにくく、したがって平行度の調整を不要にすることが可能になり、取り扱い管理上きわめて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における電子部品のボンディング装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における電子部品のボンディング装置の側面図
【図３】本発明の実施の形態２における電子部品のボンディング装置の部分側面図
【符号の説明】
１ 支持フレーム
２ フレーム
６ バックアップ部
１０ ヘッド
３０ 可動テーブル
４０ 基板
４１ 電子部品
５０ フレーム

Claims (2)

1. 基板を支持する可動テーブルと、この可動テーブルに支持された基板の縁部を下方から支持するバックアップ部と、バックアップ部の上方にあって加圧手段に駆動されて上下動作を行って電子部品を基板の縁部にボンディングするヘッドとを備え、前記バックアップ部と前記ヘッドを同一のフレームに取り付け、このフレームを支持フレームに横方向の位置調整自在に装着し、前記加圧手段を前記支持フレームに横方向の位置調整自在に装着したことを特徴とする電子部品のボンディング装置。
2. 前記フレームが垂直な前面を有し、この前面に、垂直なガイドレールとこのガイドレールにスライド自在に装着されたスライダを介して、前記ヘッドを上下動自在に装着したことを特徴とする請求項１記載の電子部品のボンディング装置。

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