JP4007031B2 - 電子部品のボンディング方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示パネルの縁部にピッチをおいて電子部品をボンディングする電子部品のボンディング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶パネルやプラズマディスプレイ等の表示パネルなどの基板の縁部には、複数個の電子部品を並べてボンディングするようになっている。電子部品としては、フリップチップやフィルムキャリアにベアチップを搭載したテープキャリアパッケージなどが多用されており、電子部品の下面に狭ピッチで多数形成された端子(バンプやアウターリード)を基板の縁部にピッチをおいて並設された電極に位置合わせしてボンディングするようになっている。
【0003】
基板にボンディングする電子部品のピッチの大きさは、基板の種類によって相違しており、また同一基板の同一縁部であっても、ピッチの大きさは必ずしも同じではない。このように、基板にボンディングする電子部品のピッチの大きさは様々である。そこで従来は、ツールのピッチが異なるヘッド部を備えたボンディング装置を複数台用意して組立ラインを構成し、電子部品のピッチの大きさに応じてボンディング装置を使い分けていた。
【0004】
しかしながらこのような従来方法では、複数台のボンディング装置を設置しなければならなかったので、設備コストが高くなるだけでなく、広い設置スペースを必要とする等の問題点があった。更には、表示パネルなどの基板を複数台のボンディング装置へ順に送りながら、各々のボンディング装置によりそれぞれ電子部品のボンディング作業を行わねばならないため、作業能率が悪く、すべての電子部品のボンディングが完了するまでに長い時間を要するという問題点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明は、表示パネルの縁部にボンディングする電子部品のピッチの大きさに自由に対応できる電子部品のボンディング方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、載置された表示パネルを水平回転させる可動テーブルと、横一列に並列して設けられ、前記可動テーブル上に載置された表示パネルの辺の縁部にピッチをおいて電子部品をボンディングする複数個のツールと、これらのツールのピッチの大きさを変更するためにこれらのツールを互いに独立して横方向へ移動させる移動手段と、前記各ツールの横方向移動に対応して横方向に移動し、前記各ツールにより電子部品を前記縁部に圧着する際に表示パネルの縁部を下方から支持する複数個の支持部とを備えた電子部品のボンディング装置を用いる電子部品のボンディング方法であって、表示パネルを前記可動テーブルに位置決めし、また前記移動手段を駆動して前記各ツールのピッチを電子部品のピッチに合わせ、前記複数個の支持部で下方から支持された表示パネルの1つの辺の縁部に前記複数個のツールにより個別に電子部品を圧着してボンディングする工程と、前記可動テーブルを駆動して表示パネルを90°または180°水平回転させて他の辺の縁部を前記ツールの下方に位置させるとともに、前記移動手段を駆動して前記各ツールのピッチを電子部品のピッチに合わせる工程と、前記各ツールを下降させて電子部品を個別に前記支持部で下方から支持された前記縁部に圧着してボンディングする工程とを含む。
【0009】
本発明によれば、表示パネルの複数の辺にボンディングされる電子部品のピッチの大きさに応じて、ツールのピッチを自由に変えながら、ボンディング作業を遂行することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態における電子部品のボンディングシステムの全体斜視図、図2は本発明の一実施の形態における本圧着装置の正面図、図3は本発明の一実施の形態における本圧着装置の背面図、図4は本発明の一実施の形態における本圧着装置の断面図である。
【0011】
図1において、電子部品のボンディングシステム(表示パネル組立装置)は、異方性導電テープ(以下、「ACF」という)の貼着装置10、電子部品の仮圧着装置20、電子部品のボンディング装置である本圧着装置30から成っており、それぞれ基台9上に横並びに設置されている。表示パネル1は、図示しない表示パネル搬送機構によって貼着装置10、仮圧着装置20、本圧着装置30に順に送られて、これに対する必要な作業が順に遂行される。本発明では、表示パネル1の送り方向を横方向(X方向)、これに直交する方向をY方向とする。貼着装置10と仮圧着装置20は周知のものであり、以下簡単に説明する。
【0012】
まず、ACFの貼着装置10について説明する。図1において、1は基板としての4角形の表示パネルであって、テーブル11に載置されている。本形態のテーブル11は可動テーブルであり、表示パネル1を水平方向(X方向,Y方向)、上下方向(Z方向)、水平回転方向(θ方向)に移動させることができる。表示パネル1の複数の辺の縁部には1つの電子部品をボンディングするボンディング位置がピッチをおいて設けられており、各ボンディング位置には、電極2が多数並設されている。
【0013】
電子部品のボンディングピッチは、表示パネルの品種によって異なり、また表示パネルの辺によっても異なる。また同一表示パネルの同一の辺の縁部であっても、必ずしも等ピッチではなく、ピッチが異なる場合がある。そこで本発明の本圧着装置は、電子部品のボンディングピッチの大きさに自由に対応できるようにしたものである。
【0014】
ACF3は供給リール12から導出され、図示しないカッターにより所定長さに切断したうえで、ボンディングツール13により表示パネル1の縁部の電極2上に横並びに貼着される。またACF3が貼着されていたセパレートテープ4は巻取リール14に巻取られる。テーブル11はθテーブル(水平回転テーブル)11aを有しており、表示パネル1を90°あるいは180°などの任意角度水平回転させてその向きを変え、各辺の縁部の電極2をボンディングツール13の下方に位置させて各ボンディング位置の電極2上にACF3を貼着する。
【0015】
図1において、仮圧着装置20は、上記のようにしてACF3が貼着された表示パネル1の縁部上に複数個の電子部品5(図4参照)を所定のピッチをおいて仮付けしていく。表示パネル1はθテーブル21aを有するテーブル21に載置して位置決めされており、仮圧着ツール22によりトレイ23に収納された電子部品5をボンディング位置のACF3上に仮ボンディング(仮付け)していく。仮圧着ツール22はロータリーテーブル24の円周方向にピッチをおいて複数設けられており、ロータリーテーブル24が水平方向にピッチ回転することにより各仮圧着ツール22を所定の仮付け位置(電子部品5の真上)に順に位置させ、そこで仮圧着ツール22に下降、上昇動作を行わせて電子部品5をACF3に軽く押し付けて仮付けする。このテーブル21も上記テーブル11と同様の可動テーブルであり、表示パネルをX,Y,Z,θ方向の任意方向に移動させることができる。
【0016】
電子部品5としては、例えばフリップチップや特許第3102312号公報に記載されているように、フィルムキャリアにベアチップを搭載したテープキャリアパッケージが多用されており、フリップチップの下面のバンプやフィルムキャリアの下面に狭ピッチで形成されたアウターリードなどの端子を電極2に合致させてボンディングする。なお、図1では、図が繁雑になるので、表示パネル1に貼着されたACF3は省略している。
【0017】
次に本発明の電子部品のボンディング装置である本圧着装置30について説明する。図1において、仮圧着装置20により電子部品5が仮圧着された表示パネル1は、θテーブル31aを含むテーブル31上に送られてこれに載置される(図4も参照)。このテーブル31も上記テーブル11と同様の可動テーブルであり、表示パネル1をX,Y,Z,θ方向の任意方向に移動させることができる。
【0018】
次に、図1〜図4を参照して本圧着装置30の主要部であるヘッド機構を説明する。33は基台9上に設置された本体フレームであり、ヘッド部40が備えられている。ヘッド部40は複数個(本例では4個)あって、X方向に横一列に並列されており、それぞれツール41を具備している。図4において、ツール41の下部の圧着部42には加熱手段としてのヒータ43が設けられている。フレーム33の上部には上下動手段としてのシリンダ34が倒立して設けられており、シリンダ34のロッド35の下端部に連結部36を介してヘッド部40が装着されている。
【0019】
図4において、50はフレームであって、本体フレーム33の背後に設けられている。フレーム50から前方へアーム状の支持部51,52,53が前方へ水平に延出している。上部の支持部51は本体フレーム33の上方へ延出し、その先端部に台座54が取り付けられている。シリンダ34は台座54上に設けられている。本体フレーム33の上面にはX方向のガイドレール55が設けられており、台座54の下面にはガイドレール55にX方向にスライド自在に嵌合するスライダ56が装着されている。
【0020】
図4において、連結部36の背面には垂直なガイドレール37が設けられている。中段の支持部52は本体フレーム33に横方向に横長に開口された開口部38(図2,図3も参照)を貫通しており、その先端部に設けられたスライダ57はガイドレール37に垂直方向にスライド自在に嵌合している。またガイドレール37には複数個(本例では上下2個)のスライダ58が装着されている。スライダ58は、前述のガイドレール37に垂直方向にスライド自在に嵌合しているとともに、本体フレーム33の前面に設けられた水平なガイドレール59にスライド自在に嵌合している。
【0021】
図4において、本体フレーム33の背面には水平なガイドレール61が設けられており、フレーム50の前面にはガイドレール61にスライド自在に嵌合するスライダ62が設けられている。
【0022】
下部の支持部53は、本体フレーム33の下部に横方向に横長に開口された開口部39(図2,図3も参照)を貫通し、その先端部には台部63が装着されている。基台9上にはブロック64が設けられており、ブロック64上にはX方向のガイドレール65が設けられている。台部63の下部にはガイドレール65にX方向にスライド自在に嵌合するスライダ66が設けられており、また台部63上には支持部67が設けられている。テーブル31が駆動することにより、表示パネル1は図4において鎖線で示す位置まで前進し、支持部67は表示パネル1の縁部を下方から支持する。そこでシリンダ34のロッド35が下方へ突出することによりツール41は下降し、その下端部の圧着部42で電子部品5を表示パネル1の縁部の電極2上に熱圧着してボンディングする。
【0023】
図4において、フレーム50の背面にはナット70aが設けられている。ナット70aには水平なX方向の送りねじ71aが螺入している。送りねじ71aはモータM1に駆動されて回転する。ヘッド部40は複数個あり、それぞれ上記と同様に、ナット70b〜70d、送りねじ71b〜71d、モータM2〜M4等を備えている。
【0024】
したがって、モータM1〜M4が駆動すると、送りねじ71a〜71dはそれぞれ回転し、ヘッド部40は横方向(X方向)へ水平移動する。4つのヘッド部40には、それぞれ互いに独立してナット70a〜70d、送りねじ71a〜71b、モータM1〜M4が設けられており、したがって各モータM1〜M4を任意に駆動することにより、各々のツール41が圧着しようとする電子部品5の真上に位置するように、各ヘッド部40を互いに独立して自由に横方向へ水平移動させることができる。すなわち、上記機構によれば、各ヘッド部40を表示パネル1上に仮付けされた電子部品5のピッチの大きさに対応して、自由に横方向へ移動させることができる。以上のように、ナット70a〜70d、送りねじ71a〜71d、モータM1〜M4等は、各ツール41を互いに独立して横方向(X方向)へ移動させる移動手段となっている。
【0025】
なお、本圧着装置30は、前述の説明から明らかなように、ヘッド部40の水平移動に対応して支持部67を水平方向に移動可能な構成になっている。したがって、一旦、ヘッド部40の圧着部42と支持部67との平行度等の位置関係を調整すれば、その後ヘッド部40を水平方向に移動しても、これに対応する位置に支持部67を移動すれば、これらの平行度は保たれたままであるから、再度平行調整をする必要性はほとんど生じない。これにより、ヘッドのピッチ変更作業に要する時間が短縮され、作業能率が向上する。なお、本実施の形態では、ヘッド部40と支持部67とは一体的に移動可能に構成されているが、必ずしもその必要はなく、それぞれ独立に移動可能に構成されてもよい。
【0026】
さらに、本圧着装置30は、前述の説明から明らかなように、ヘッド部40と支持部67とが、連結部36、支持部51,52,53、フレーム50等を介して水平方向に一体的に移動可能に構成されている。したがって、一旦、ヘッド部40の圧着部42と支持部67との平行度等の位置関係を調整すれば、その後ヘッド部40を水平方向に移動しても、この移動に付随して平行度を確保したまま支持部67がヘッド部40と一体的に水平移動するため、再度平行調整をする必要性はほとんど生じない。また、前述のように支持部の移動のためだけに独立にナット、送りねじ、モータ等の駆動手段を設ける必要もない。これにより、ヘッドのピッチ変更作業に要する時間が著しく短縮され、作業能率が格段に向上すると共に、装置コストが大幅に削減される。したがって、ヘッド部40と支持部67を水平方向に一体的に移動可能としたこの構成が最も望ましい実施の形態である。
【0027】
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。図1において、貼着装置10、仮圧着装置20によりACF3、電子部品5がボンディングされた表示パネル1は本圧着装置30へ送られる。本圧着装置30では、以下に述べるように仮圧着装置20において表示パネル1の直交する2つの辺の縁部に仮ボンディング(仮付け)された電子部品5をツール41により表示パネル1に強く押し付けて、電子部品5の下面の端子を縁部の電極2にボンディング(本圧着)する。
【0028】
まず、各モータM1〜M4を駆動して各ツール41を横方向へ移動させることにより、各ツール41のピッチを電子部品5のピッチに合わせ、そこで各ツール41を下降させることにより電子部品5を表示パネル1に圧着してボンディングし、次いで各ツール41を上昇させる。
【0029】
このようにして表示パネル1の一つの辺(短辺)の縁部への電子部品5のボンディングが終了したならば、θテーブル31aを駆動して表示パネル1を90°水平回転させ、他の辺(長辺)の縁部をツール41の下方に位置させる。なお、表示パネルの品種によっては、180°あるいは270°水平回転させる。このとき、あるいはこれと前後して、モータM1〜M4を駆動することにより、各ツール41を横方向へ移動させることにより、各ツール41のピッチを長辺の縁部の電子部品5のピッチに合わせる。次いで各ツール41を下降させて電子部品5を表示パネル1に圧着してボンディングし、次いで各ツール41を上昇させる。なお、縁部の1つおきの2個の電子部品5に1つおきの2個のツール41を同時に押し付けてボンディングした後、テーブル31を駆動して表示パネル1を1ピッチ分水平移動させ、再度1つおきの2個の電子部品5に1つおきの2個のツール41を同時に押し付けてボンディングしてもよく、このようなボンディングスケジュールは自由に決定できる。
【0030】
以上のようにこの本圧着装置によれば、表示パネルなどの基板の複数の辺にボンディングされる電子部品のピッチの大きさに応じて、ツールのピッチを自由に変えながら、ボンディング作業を遂行することができる。勿論、基板の品種変更により電子部品のピッチの大きさが変更される場合も、上記の場合と同様にモータM1〜M4を駆動してツール41のピッチを変更する。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表示パネルの複数の辺にボンディングされる電子部品のピッチの大きさに応じて、ツールのピッチを自由に変えながら、ボンディング作業を遂行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における電子部品のボンディングシステムの全体斜視図
【図2】本発明の一実施の形態における本圧着装置の正面図
【図3】本発明の一実施の形態における本圧着装置の背面図
【図4】本発明の一実施の形態における本圧着装置の断面図
【符号の説明】
1 表示パネル
5 電子部品
30 本圧着装置(電子部品のボンディング装置)
31 テーブル(可動テーブル)
41 ツール
67 支持部
70a〜70d ナット(移動手段)
71a〜71d 送りねじ(移動手段)
M1〜M4 モータ(移動手段)
Claims (1)
- 載置された表示パネルを水平回転させる可動テーブルと、横一列に並列して設けられ、前記可動テーブル上に載置された表示パネルの辺の縁部にピッチをおいて電子部品をボンディングする複数個のツールと、これらのツールのピッチの大きさを変更するためにこれらのツールを互いに独立して横方向へ移動させる移動手段と、前記各ツールの横方向移動に対応して横方向に移動し、前記各ツールにより電子部品を前記縁部に圧着する際に表示パネルの縁部を下方から支持する複数個の支持部とを備えた電子部品のボンディング装置を用いる電子部品のボンディング方法であって、
表示パネルを前記可動テーブルに位置決めし、また前記移動手段を駆動して前記各ツールのピッチを電子部品のピッチに合わせ、前記複数個の支持部で下方から支持された表示パネルの1つの辺の縁部に前記複数個のツールにより個別に電子部品を圧着してボンディングする工程と、前記可動テーブルを駆動して表示パネルを90°または180°水平回転させて他の辺の縁部を前記ツールの下方に位置させるとともに、前記移動手段を駆動して前記各ツールのピッチを電子部品のピッチに合わせる工程と、前記各ツールを下降させて電子部品を個別に前記支持部で下方から支持された前記縁部に圧着してボンディングする工程とを含むことを特徴とする電子部品のボンディング方法。
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