JP4050005B2

JP4050005B2 - 基板への電子部品の実装方法

Info

Publication number: JP4050005B2
Application number: JP2001111647A
Authority: JP
Inventors: 眞一荻本
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2021-04-10
Also published as: JP2002313852A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルやプラズマディスプレイ等を構成する基板の端子面に、駆動用ＩＣ等の電子部品を接続搭載するのに好適な基板への電子部品の実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルは、ガラス製の基板の端子面に、ＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）やフリップチップ等の電子部品が接続搭載されて製造される。
【０００３】
単純マトリクス方式の液晶表示パネルでは、液晶層を２枚一対の矩形状のガラス製の基板で挟み込むように構成されており、基板面にマトリクス状に配列された各画素に対応するように、Ｘ−Ｙ方向に直交して走査電極及びデータ電極が形成されている。
【０００４】
走査電極及びデータ電極は、それぞれ基板の辺の端子面に形成された配線端子に接続され、各画素駆動用のＩＣ等の電子部品は、配線端子上に貼付された異方性導電体等の接続部材を介して接続搭載される。接続搭載された電子部品は、異方性導電体等の接続部材上に位置決め載置され、圧着ツールによる仮圧着された後に、熱圧着ツールによる本圧着、すなわち押圧及び加熱を経て基板への実装が行われる。
【０００５】
各画素駆動用の各電子部品が、接続部材を介して各配線端子にそれぞれ対応して適正に接続され、かつ信頼性の高い液晶表示パネルが組立て製造されるためには、仮圧着工程において、各電子部品が基板の端子面上に適正に位置決め載置されることはもとよりであるが、本圧着工程において各電子部品に対する押圧及び加熱が適正かつ良好に行われることが条件とされる。
【０００６】
従って本圧着工程においては、一端子面上の各電子部品に対して、熱圧着ツールによる一度の熱圧着操作により、列状に配列された全電子部品が同時に実装され、押圧及び加熱が均一に行われることが望まれる。
【０００７】
しかしながら、近年において、液晶表示パネル等の表示画面はますます大型化され、従来の熱圧着ツールでは、一端子面上の全電子部品を一度の押圧操作で本圧着することが困難になってきている。また、熱圧着ツール自体も単に大型化を図っただけでは、列状に長く配置された電子部品全てを、均一かつ良好に同時に熱圧着することは物理的に容易でなく、熱圧着ツールと基板との間の相対位置を変えつつ複数回の熱圧着操作によってはじめて、列状に配列された全電子部品が本圧着されるケースが発生している。
【０００８】
すなわち、図５及び図６は、複数回の本圧着により列状に配列された電子部品を実装する従来の基板への電子部品の実装方法の説明図で、図５は、２枚一対の基板２ａ，２ｂが、不図示の接続部材を介して電子部品３を仮圧着して搬送手段１上に載置され、矢印Ｘ方向に搬送されてきて位置決めされ、基板２ａの一端子面の電子部品３が順次本圧着される状態を示した平面図である。また、図６（ａ）は図５のＡ−Ａ矢視断面図であり、図５及び図６では、説明上、同形状で等間隔に配列された５個の電子部品３（３１，３２，３３，３４，３５）が、２個の配列長さに相当した押圧面長さＬを有する熱圧着ツール４との間で順次位置決めされ、支持台５上で本圧着される状態を示している。
【０００９】
すなわち、電子部品の配列長さＤは、熱圧着ツール４の押圧面長さＬの２（複数）倍に、押圧面長さＬに満たない長さを加えた長さとなっているので、列状に配列された全電子部品３（３１，３２，３３，３４，３５）が実装されるには、図６（ａ）から図６（ｃ）に示すように、熱圧着ツール４により少なくとも３回の押圧及び加熱操作が行われる。
【００１０】
この場合に、熱圧着ツール４の押圧面長さＬは、電子部品の配列長さＤのほぼ２／５の長さであり、１／２に満たない長さ（Ｌ＜Ｄ／２）であるので、図６（ｃ）に示したように、熱圧着ツール４が最後に電子部品３（３５）を熱圧着する際には、熱圧着ツール４の押圧面の一部は電子部品３（３５）から大きくはみ出すこととなる。
【００１１】
その結果、熱圧着ツール４は、電子部品３（３５）によって片持ちされた状態で基板２ａ面を押圧するので、電子部品３（３５）及び下方の基板２ａ面に偏荷重が加わり、ガラス製の基板２ａに割れ等が生じる恐れがあった。
【００１２】
そこで、基板２ａへの偏荷重を回避するには、熱圧着ツール４と基板２ａとの関係を図７に示したように位置決め操作を行い、熱圧着ツール４は電子部品３（３５）を直前に熱圧着された電子部品３（３４）とともに押圧及び加熱することによって、基板２ａ面に対する押圧荷重が均一になるようにすることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、大型化された基板２ａ，２ｂでは、熱圧着ツール４がたとえば３回以上の熱圧着操作を行ってはじめて、一端子面上に載置された全電子部品３を実装することができるが、その際、押圧面長さＬに満たない電子部品３（３５）の熱圧着を行う必要が生じた場合には、図７に示したように、その電子部品３（３５）と、その直前に一度押圧及び加熱された他の電子部品３（３４）とともに一括して熱圧着することにより、基板２ａに対する偏荷重を回避し、基板２ａの損傷を回避することができる。
【００１４】
しかしながら、一度本圧着された電子部品３（３４）が、熱圧着ツール５により引続き押圧及び加熱を受けることとなり、その電子部品３（３４）自体は連続した２度の加熱を受けて温度上昇し、下方の基板２ａ面が局部的に高温となり割れ等の損傷を生じる恐れがあった。
【００１５】
この連続した２度にわたる熱圧着により、基板２ａに割れ等が生じるのを回避するには、実装工程において、直前に本圧着された電子部品３（３４）及びそれを搭載した部分の基板２ａを冷却し、温度が十分低下した後、残された電子部品３（３５）とともに本圧着することが考えられる。
【００１６】
すなわち、上記説明の従来の基板への電子部品の実装方法において、図６（ｂ）に示した熱圧着工程と図７に示した熱圧着工程との間に、一度熱圧着された電子部品３（３４）及び基板２ａの温度が十分低下するだけの冷却期間をおき、その後、図７に示した熱圧着操作を行うことで、基板２ａの損傷を回避することができる。
【００１７】
しかしながら、液晶表示パネル等の製造工程において、熱圧着ツールによる複数回の本圧着操作の間に、わざわさ冷却のための時間帯を設けることは、製造効率を低下させ、いわゆるスループット（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）を少なくすることにつながるので改善が要望されていた。
【００１８】
そこで、本発明は、基板の損傷を回避するとともに製造効率を低下させることなく、信頼性の高い基板への電子部品の実装方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板の端子面上に、接続部材を介して複数個の電子部品を配列して搭載する載置工程と、この載置工程の後に、前記端子面上の電子部品に対して熱圧着ツールが加熱及び押圧する熱圧着操作を、前記熱圧着ツールと前記端子面上の電子部品との位置を相対移動によりずらして複数回行う熱圧着工程と、を有する基板への電子部品の実装方法において、前記熱圧着工程は、前記熱圧着ツールが、前記端子面上の電子部品の内、熱圧着されていない隣接する複数の電子部品を熱圧着する第１の熱圧着操作と、前記熱圧着ツールが、隣接する、前記端子面上の電子部品の内の熱圧着されていない電子部品とすでに熱圧着された電子部品の内の直前の熱圧着操作で熱圧着されていない電子部品と、を熱圧着する第２の熱圧着操作と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
このように、本発明による基板への電子部品の実装方法によれば、熱圧着工程は、基板上の熱圧着されていない電子部品が、これに隣接する、直前に熱圧着された電子部品以外のすでに熱圧着された電子部品とともに押圧実装される熱圧着操作を有する。
【００２１】
従って、たとえ２度にわたって熱圧着される電子部品が存在するとしても、連続した熱圧着を受けないので、基板における局所的な温度上昇は抑制されるとともに、２度にわたる熱圧着操作の間に他の電子部品の熱圧着が行われるので、実質上、製造効率の低下を回避することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による基板への電子部品の実装方法の一実施の形態を、図１ないし図４を参照して詳細に説明する。なお、図５から図７に示した従来の基板への電子部品の実装方法と同一構成には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２３】
図１及び図２は本発明による基板への電子部品の実装方法の第１の実施の形態を説明する平面図及び断面図である。
【００２４】
図１の平面図に示すように、不図示の異方性導電体等の接続部材を介して、５個の電子部品３（３１，３２，３３，３４，３５）を一端子面上に仮圧着により搭載配置した基板２ａは、搬送テーブル１によって矢印Ｘ１方向に向け本圧着工程へと搬送されてくる。
【００２５】
図１のＡ−Ａ線から矢印方向を見た断面を図２（ａ）に示すように、電子部品３（３１〜３５）を載置した基板２ａは支持台５上で位置決めされた後、内蔵されたヒータにより加熱された熱圧着ツール４は、不図示のシリンダ操作により矢印Ｙ方向に降下されるので、押圧並びに加熱された第１及び第２の電子部品３（３１，３２）は、不図示の接続部材を介して、基板２ａの配線端子上に接続実装される。
【００２６】
電子部品３（３１，３２，３３，３４，３５）の配列長さＤは、図５から図７に示した従来の電子部品の配列長さＤと同様に、熱圧着ツール４の押圧面長さＬの２（複数）倍の長さに、押圧面長さＬに満たない長さを加えた長さを有するので、図２（ａ）に示した熱圧着工程の後、さらに、図２（ｂ）ないし図２（ｃ）の工程を経た合計３（複数＋１）回の押圧及び加熱を経てはじめて、全電子部品３（３１〜３５）を基板２ａの一端子面上に本圧着実装することができる。
【００２７】
すなわち、まず図２（ａ）に示したように、熱圧着ツール４が第１及び第２の電子部品３（３１，３２）を本圧着した後は、搬送テーブル１による矢印Ｘ１方向への搬送移動により、図２（ｂ）に示すように、第４及び第５の電子部品３（３４，３５）が熱圧着ツール４に対向するように位置決めされて本圧着される。
【００２８】
第４及び第５の電子部品３（３４，３５）を本圧着した後の熱圧着ツール４は、搬送テーブル１により基板２ａが矢印Ｘ２方向へ搬送移動されることで、図２（ｃ）に示すように位置決めされた後、残された第３の電子部品３（３３）を、前々回に本圧着された第２の電子部品３（３２）とともに押圧及び加熱して基板２ａに実装する。
【００２９】
このように、基板２ａ面の一端子面に配列された全電子部品３（３１〜３５）の本圧着実装において、残された電子部品３（３３）は、直前に熱圧着された電子部品３（３４，３５）ではなく、前々回に熱圧着された電子部品３（３２）とともに熱圧着ツール４により熱圧着されるように構成されている。
【００３０】
従って、基板２ａへの電子部品３の実装工程において、たとえ熱圧着ツール４が電子部品３の配列からその長さ方向にはみ出すことなく熱圧着を行い、その結果、一部の電子部品３（３２）が熱圧着を２度受けてしまうような場合でも、同一電子部品３（３２）が連続して熱圧着されることがないので、その電子部品３（３２）に対応する基板２ａ面の部分の温度上昇は抑制される。従って、製造効率を何等低下させることなく、また基板２ａに割れ等が生ずるのを回避して、信頼性の高い電子部品の実装を実現できる。
【００３１】
上記第１の実施の形態は、熱圧着ツール４による電子部品３（３１〜３５）全てを熱圧着するのに、その熱圧着順序を、第１及び第２の電子部品３（３１，３２）→第４及び第５の電子部品３（３４，３５）→第２及び第３の電子部品３（３２，３３）のように切替えたが、単に、上記の熱圧着の順序を変更しただけでも、基板の局部的温度上昇を回避して、信頼性の高い実装を行うことができる。
【００３２】
図３は、第２の実施の形態による基板への電子部品の実装方法を示した断面図で、上記第１の実施の形態における熱圧着順序とは対称的な順序で行うものである。
【００３３】
すなわち、第２の実施の形態は、図３（ａ）から図３（ｃ）に順次示したように、圧着ツール４による電子部品３（３１〜３５）の熱圧着順序を、第４及び第５の電子部品３（３４，３５）→第１及び第２の電子部品３（３１，３２）→第３及び第４の電子部品３（３３，３４）とし、最後の第３の電子部品３（３３）の熱圧着を、前々回に熱圧着された第４の電子部品３（３４）とともに行うように搬送手段１により位置決め調整を行うもので、第１の実施の形態と同様に、基板２ａの局部的温度上昇を回避して、信頼性の高い実装を行うことができる。
【００３４】
また、図４は本発明による基板への電子部品の実装方法の第３実施の形態を示した断面図で、熱圧着ツール４による電子部品３（３１〜３５）の熱圧着順序を、第２及び第３の電子部品３（３２，３３）→第４及び第５の電子部品３（３４，３５）→第１及び第２の電子部品３（３１，３２）のように切替え位置決めを行ったものである。
【００３５】
この図４に示した熱圧着順序によっても、第１及び第２の実施の形態と同様に、最後に熱圧着される電子部品３（３１）とともに熱圧着される電子部品３（３２）は、直前に熱圧着されたものではないので、再度本圧着される電子部品３（３２）の位置に対応する基板２ａの部分は、２度目の熱圧着までに温度を低下させることができ、基板２ａの加熱による損傷を回避できる。
【００３６】
なお、図示しないが、図４に示した第３の実施の形態の熱圧着順序とは対称形となる順序で、第３及び第４の電子部品３（３３，３４）→第１及び第２の電子部品３（３１，３２）→第４及び第５の電子部品３（３４，３５）のように行っても同様な効果を得ることができる。
【００３７】
なお、上記第１ないし第３の各実施の形態において、熱圧着ツール４と熱圧着される電子部品３（３１〜３５）との間の位置決めは、搬送テーブル１により行われるように説明したが、位置決めは相対移動により可能であるので、搬送テーブル１を固定した状態とし、支持台５とともに熱圧着ツール４側を移動させ、位置決め調整を行っても良い。
【００３８】
また、上記第１ないし第３の各実施の形態では、基板２ａの一端子面に、電子部品３（３１〜３５）が異方性導電体等の接続部材を介して仮圧着され、その電子部品３（３１〜３５）を熱圧着ツール４が本圧着するものとして説明を行っている。
【００３９】
しかし、液晶表示パネルの基板２ａ，２ｂでは、同一基板２ａ，２ｂ上のたとえば対向した縁に沿う端子面上にも、電子部品３は接続部材を介して仮圧着されている。
【００４０】
従って、搬送位置決め操作のための時間は要するが、これら同一基板２ａ，３ａ上の複数の端子面上にそれぞれ仮圧着された各電子部品３間で、熱圧着ツール４が交互に対向するように、搬送テーブル１、あるいは熱圧着ツール４を図１の矢印Ｘ方向と直交する方向に搬送移動、あるいは回転移動させても、実質上、直前に熱圧着された電子部品３を連続して熱圧着することを回避して、信頼性の高い電子部品３の本圧着実装を実現することができる。
【００４１】
さらに上記各実施の形態では、基板２ａの一端子面上に５個の電子部品３が載置されるとともに、電子部品２個分の押圧面長さＬを有する熱圧着ツール４を用いて３回押圧するようにされた本圧着工程について説明したが、本発明の適用において、一端子面上の電子部品の数や熱圧着ツールにおける押圧面長さ、熱圧着ツールによる押圧回数等はこれらの数に限られるものではない。例えば、一端子面に１１個の電子部品が搭載され、熱圧着ツールは電子部品３個分の押圧面長さを有するとき、電子部品の配列方向右端側から電子部品３個ずつを順に２回押圧後、３回目の押圧は左端側に位置する３個の電子部品に対して行ない、最後に残りの２個の電子部品に対しては左端側から６番目に位置する電子部品とともに押圧し、合計４回の押圧を経て全電子部品を基板の一端子面に本圧着実装するようにしても良い。
【００４２】
いずれにしても、本発明による基板への電子部品の実装方法によれば、特定の電子部品が連続して熱圧着を受けることがないので、基板の局部的な温度上昇は回避され、割れ等の損傷を生ずることなく、高品質で信頼性の高い電子部品の実装を実現でき、例えば液晶表示パネルの製造に適用して、顕著な効果を得ることができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明による基板への電子部品の実装方法によれば、液晶表示パネル等の組立て製造等において、熱圧着による電子部品の基板への実装に際し、偏荷重や局部的な温度上昇による基板の損傷を回避することができるので、信頼性の高い基板を効率良く組立て製造できるものであり、実用上の効果大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による基板への電子部品の実装方法の第１の実施の形態を示す平面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ線から矢印方向を見た断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示した電子部品の実装工程の次の工程を示した断面図、図２（ｃ）はさらに電子部品の実装工程の次の工程を示した断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、本発明による基板への電子部品の実装方法の第２の実施の形態を示す工程図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｃ）は、本発明による基板への電子部品の実装方法の第３の実施の形態を示す工程図である。
【図５】従来の基板への電子部品の実装方法を示す平面図である。
【図６】図６（ａ）は、図５のＡ−Ａ線から矢印方向を見た断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）に示した電子部品の実装工程の次の工程を示した断面図、図６（ｃ）はさらに電子部品の実装工程の次の工程を示した断面図である。
【図７】従来の他の基板への電子部品の実装方法における一工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１搬送手段
２ａ，２ｂ基板
３、３１〜３５電子部品
４熱圧着ツール
５支持台

Claims

基板の端子面上に、接続部材を介して複数個の電子部品を配列して搭載する載置工程と、
この載置工程の後に、前記端子面上の電子部品に対して熱圧着ツールが加熱及び押圧する熱圧着操作を、前記熱圧着ツールと前記端子面上の電子部品との位置を相対移動によりずらして複数回行う熱圧着工程と、を有する基板への電子部品の実装方法において、
前記熱圧着工程は、
前記熱圧着ツールが、前記端子面上の電子部品の内、熱圧着されていない隣接する複数の電子部品を熱圧着する第１の熱圧着操作と、
前記熱圧着ツールが、隣接する、前記端子面上の電子部品の内の熱圧着されていない電子部品とすでに熱圧着された電子部品の内の直前の熱圧着操作で熱圧着されていない電子部品と、を熱圧着する第２の熱圧着操作と、
を含むことを特徴とする基板への電子部品の実装方法。
前記熱圧着ツールは、その押圧面長さＬが前記基板の一端子面上の電子部品の配列長さＤの１／２未満の長さを有することを特徴とする請求項１記載の基板への電子部品の実装方法。
前記基板における一端子面の電子部品の配列長さＤは、前記熱圧着ツールの押圧面長さＬを複数倍した長さに、押圧面長さＬに満たない長さを加えた長さとなるように形成されたことを特徴とする請求項１記載の基板への電子部品の実装方法。
前記熱圧着ツールの押圧面長さＬは、前記載置工程で前記基板に配置された前記電子部品のうち少なくとも２個以上の電子部品の配列長さに対応した長さとなるように構成されたことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の基板への電子部品の実装方法。