JPH07335696A - 部品の実装方法およびこれに用いる部品の実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明な部品を実装する際に、確実な実装がで
きる部品の実装方法およびこれに用いる部品の実装装置
を提供することを目的とする。 【構成】 ボンディングヘッド１４の中にミラ−２３が
内蔵され、このミラ−２３に隣接した下の部分がガラス
２２で構成されている。ボンディングヘッド１４の下に
透明部品を保持し、基板支持台の下におかれた基板と、
透明部品とをガラス２２を通してミラ−２３によって位
置合わせを行い、ボンディングヘッド１４によって基板
と透明部品とに荷重をかけて実装を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は部品の実装方法およびこ
れに用いる部品の実装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロ・ルミネッセンス、発光ダイ
オ−ド、プラズマディスプレイ、蛍光表示、液晶表示装
置等の表示デバイスは表示部の薄型化が可能であり、事
務機器やコンピュ−タなどの表示装置や特殊な表示装置
への応用が期待されている。これらの中で、薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）などの能動素子をスイッチング素子と
してマトリックス上に配置したアクティブ・マトリック
ス型の液晶表示装置（ＡＭ−ＬＣＤ）は表示品位が高く
低消費電力であるため、その開発が盛んに行われてい
る。

【０００３】一般的なＡＭ−ＬＣＤの構成は図１０に示
すように透明基板１０１の画素エリア１０２に、マトリ
ックス状に配置された画素電極と、それぞれの画素電極
の制御を行う、例えばＴＦＴのようなスイッチング素子
とがある。画素エリア１０２の周辺にはそれぞれのスイ
ッチング素子を駆動するために引き出された引き出し電
極（図示せず）があり、この電極にはスイッチング素子
を駆動するための駆動ＩＣ１０３が接続されている。駆
動ＩＣ１０３としては、ゲ−ト線のＯＮ−ＯＦＦを制御
するゲ−ト駆動回路ＩＣ，信号線を駆動する信号駆動Ｉ
Ｃなどがある。

【０００４】このような駆動ＩＣを実装する方法として
は、駆動ＩＣをフレキシブル・テ−プに、多数のピンを
同時にボンディングするギャング・ボンディングで搭載
し、これを基板上の引き出し電極と接続するＴＡＢ（Ｔ
ａｐｅ ＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）や、基板
上の引き出し電極に駆動回路を直接接続するＣＯＧ（Ｃ
ｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）などがある。

【０００５】これらの実装方式のうちＣＯＧは、接続す
るための部品の数が減る、より薄型化ができるなどの利
点があり、今後のＡＭ−ＬＣＤにおける実装の主流とし
て開発が進んでいる。

【０００６】さて駆動ＩＣは不透明なシリコン（Ｓｉ）
基板上にＬＳＩプロセスを用いて形成するのが一般的な
方法である。これを例えばＣＯＧを用いて実装するわけ
であるが、その一例の概略を図１１を用いて以下に説明
する。

【０００７】まず図１１（ａ）に示すように基板支持台
１１１に、駆動ＩＣ１０３を実装しようとする透明基板
１０１を置く。駆動ＩＣを実装する部分の基板支持台１
１１には透明基板１０１と駆動ＩＣ１０３との位置合わ
せを行うために、下方より覗く穴１１２が開けられてい
る。透明基板１０１の上部には電極１１３が、駆動ＩＣ
１０３の下部には電極１１４が形成されている。また駆
動ＩＣ１０３はボンディングヘッド１１５によって保持
されている。

【０００８】駆動ＩＣ１０３がＳｉ基板を用いている場
合はＳｉ基板が不透明であるため、位置合わせを行うた
めには次のようにして行う。基板支持台１１１の穴１１
２の下部に置かれたミラ−１１６によって、透明基板１
０１に形成された合わせマ−ク１１７と駆動ＩＣ１０３
に形成された合わせマ−ク１１８を見て、２つの合わせ
マ−クが合うようにボンディングヘッド１１５か基板支
持台１１１を動かす。

【０００９】この後、図１１（ｂ）に示すように、両者
を近づけて電極１１３と電極１１４が接続するように実
装を行う。実装する方法としては、加熱による方法やＵ
Ｖ硬化樹脂を用いる方法などがある。

【００１０】このとき、基板支持台１１１に穴１１２が
開いているため、透明基板１０１がたわむ。このため位
置合わせをした電極１１３と電極１１４との位置がずれ
確実な実装ができなかった。

【００１１】ところで最近、駆動ＩＣを不透明なＳｉ基
板上ではなく透明なガラス基板上に形成しようとする試
みがなされている。このような駆動ＩＣを透明基板上に
実装する場合、上述した方法を用いて実装しても良い。
しかしその場合には上述の問題がそのまま未解決に残
る。つまり基板支持台に穴を開け基板支持台の下にミラ
−を置く方法だと上述したように確実な実装ができな
い。そこでガラス基板上に形成した駆動ＩＣを確実に実
装できる方法が求められている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したように駆動Ｉ
Ｃを実装する従来の装置では基板が歪むためにせっかく
合わせた位置からずれてしまい正確に実装ができないと
いう問題があった。そこで本発明は上記の問題を解決
し、透明な部品を実装する際に、部品と基板とを直接重
ねて決定した正確な位置でずれが生じることなく実装が
できる部品の実装方法およびこれに用いる部品の実装装
置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本発明は請求項１の発明として、基板支持台上に基
板を置くと共に前記基板支持台の上にボンディングヘッ
ドで被実装用の透明部品を保持する工程と、前記ボンデ
ィングヘッドの内部に形成された光学手段によって前記
基板支持台および前記透明部品を重ねた状態で外部から
観察して決定される所定の位置まで前記基板支持台に対
して相対的に前記ボンディングヘッドを動かす工程と、
前記所定の位置で前記基板に前記透明部品を実装する工
程とを具備したことを特徴とする部品の実装方法を提供
する。

【００１４】また請求項２の発明として、基板を置くた
めの基板支持台と、この基板支持台上に被実装用の透明
部品を保持し、かつ内部に形成された光学手段によって
前記基板支持台および前記透明部品を重ねた状態で外部
から観察して決定される所定の位置まで前記基板支持台
に対して相対的に動作可能なボンディングヘッドと、前
記所定の位置で前記基板に前記透明部品を実装する手段
とを具備したことを特徴とする部品の実装装置を提供す
る。

【００１５】ここでいう基板支持台とは透明部品を実装
する部分の基板の下に穴が開いていないようなものをい
う。また基板支持台と透明部品とを重ねた状態で外部か
ら観察して決定される所定の位置とは、この支持台と部
品とが接続の可否に拘ることなくボンディングヘッド方
向から見て重なった状態の位置関係をいう。

【００１６】ここでボンディングヘッドとしてはガラス
・石英などを用いることができる。またこれらに限らず
光を透過する材料であれば良い。またボンディングヘッ
ドの光学手段としてはミラ−あるいはプリズムが良い。
ミラ−を用いて基板と透明部品を見る際には、カメラを
用いても良いし、人間の目を用いても良い。基板と透明
部品を見て、透明部品を基板に実装するために位置合わ
せを行う。このときボンディングヘッドか基板支持台、
またはその両方を動かす。動かすための手段として、例
えばモ−タ−を用いることが考えられる。モ−タ−を用
いて動かすときに基板支持台はＸＹ軸方向に動くように
すれば良い。またボンディングヘッドは後で実装すると
きのことを考えＸＹＺ軸方向に動くようにすれば良い。
あるいは基板支持台をＸＹ軸方向、ボンディングヘッド
をＺ軸方向に動くようにしても良い。

【００１７】また基板に透明部品を実装する手段として
は、ＵＶ硬化樹脂を用いる方法や、加熱による方法など
がある。いずれの方法を用いるにしてもボンディングヘ
ッドを動かして透明部品と基板に荷重をかけて実装を行
う。ＵＶ硬化樹脂を用いる場合にはＵＶ硬化樹脂とこの
樹脂を硬化させるＵＶ光を照射する光源とが必要にな
る。加熱をして実装する場合には熱硬化樹脂を用いる場
合と用いない場合があるが、いずれにしても加熱するた
めの熱源は必要となる。

【００１８】

【作用】本発明によればボンディングヘッドの内部に形
成された光学手段によって透明部品を実装する際に透明
部品と基板とを重ねた状態でボンディングヘッドから観
察し位置合わせできるので基板支持台に穴を開ける必要
がなくなり、基板の裏から観察するために基板支持台に
穴を開けている従来の実装方法に比べて確実な実装がで
きる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。 （実施例１）図１に本発明の実施例１に係る実装装置を
用いた実装方法の一例を示す。この例は透明なガラス基
板上に形成された駆動ＩＣをＬＣＤパネルに実装する例
である。

【００２０】まず図１（ａ）に示すように基板支持台１
１上に、駆動ＩＣ１２を実装しようとするＬＣＤパネル
１３を置く。駆動ＩＣ１２はボンディングヘッド１４に
よって保持されている。

【００２１】ボンディングヘッド１４には光学手段とし
てミラ−２３が内蔵され、このミラ−に隣接した下の部
分が光透過性材料の一例としてガラスで形成されてい
る。ミラ２３に代えて、このミラ−２３のある位置が１
つの面となる三角柱のプリズムを用いることができる。
これについては後ほど説明する。

【００２２】また図示はしていないが基板支持台１１・
ボンディングヘッド１４にはモ−タ−が接続され、基板
支持台１１はＸＹ軸方向、ボンディングヘッド１４はＸ
ＹＺ軸方向に動かせるようになっている。

【００２３】駆動ＩＣ１２には合わせマ−ク１５が、Ｌ
ＣＤパネル１３には合わせマ−ク１６が設けられてい
る。また駆動ＩＣ１２には電極１７が、ＬＣＤパネル１
３には電極１８が設けられ、電極１７と電極１８とをボ
ンディングするようになっている。

【００２４】この実装装置を用いて位置合わせを行う。
図のＡ方向からガラスを通してミラ−を見て合わせマ−
ク１５と合わせマ−ク１６を覗き、所定の位置、例えば
２つの合わせマ−クが合うように、ボンディングヘッド
１４か基板支持台１１を動かす。

【００２５】次にＬＣＤパネル１３に封止樹脂として、
ＵＶ硬化樹脂であるアクリル樹脂１９をポッティングす
る。なおポッティングは位置合わせの前に行っても構わ
ない。

【００２６】続いて図１（ｂ）に示すように実装を行
う。ボンディングヘッド１４によって荷重をかけ電極１
７と電極１８とを接続すると同時にＡ方向からミラ−に
ＵＶ光を照射し、アクリル１９樹脂を硬化させる。

【００２７】ここでアクリル１９樹脂は次のようにして
ポッティングしても良い。２つの電極を接続するときに
駆動ＩＣ１２の横からアクリル樹脂１９をポッティング
し毛細管現象によって含浸した後に、Ａ方向からＵＶ光
による照射を行い硬化させる。

【００２８】ここではＵＶ硬化樹脂による実装の方法を
示したが、次のような方法を用いることもできる。例え
ばＡ方向からミラ−に光を照射して電極１７・１８を一
括して加熱し、熱による接続を行っても良いし、レ−ザ
−をスキャンして電極１７・１８を１つずつ加熱して接
続しても良い。後者の場合には全ての電極の接続が終わ
るまで荷重をかけ続ける。このようにして駆動ＩＣとＬ
ＣＤパネルとをボンディングヘッド方向から見て重ねた
所定の位置で実装することができる。

【００２９】ＵＶ硬化樹脂としてはアクリル樹脂のほか
にもエポキシ樹脂・シリコン樹脂・ウレタン樹脂などを
用いることができる。またこれらに限らずＵＶ光を照射
した時に硬化するものであれば何でも用いることができ
る。

【００３０】またＵＶ光を照射せず加熱によって樹脂を
硬化させ実装する方法を用いることもできる。この場合
には熱硬化樹脂を用いる。熱硬化樹脂は熱を加えると硬
化するものであれば何でも良いが、例えば尿素樹脂・ネ
ラミン樹脂・フェノ−ル樹脂・エポキシ樹脂・アルキド
樹脂・ウレタン樹脂・不飽和ポリエステル・エボナイト
などを用いる。

【００３１】次にボンディングヘッド１４を図１のＡ方
向から見た図を図２に示す。図２では２１で示した部分
がボンディングヘッドの本体であり、これは真鍮よりな
っている。またガラス２２の向こう側にミラ−２３があ
り、このミラ−２３を見ることによって上述したように
位置合わせを行う。

【００３２】本体２１はアルミニウム（Ａｌ）などの金
属を用いても良い。またガラス２２の代わりとしては石
英など、透明な物質であれば何でも用いることができ
る。

【００３３】次にボンディングヘッド１４を図２の破線
Ｂ₁ Ｂ₂ に沿って切った斜視図を図３に示す。２１がボ
ンディングヘッドの本体、２３で示す部分はミラ−であ
り、これに隣接した下の部分にガラス２２が形成されて
いる。

【００３４】続いて駆動ＩＣ１２をボンディングヘッド
１４に保持する方法を図４・５に示す。図４は図１のＡ
方向からミラ−２３を通して駆動ＩＣ１２を見た図であ
る。１５は合わせマ−クであり、１７は電極である。ま
た駆動ＩＣ１２は保持用のア−ム４１によって横から挟
まれるように保持されている。

【００３５】また図５は駆動ＩＣ１２に段差５０が形成
されている場合である。この場合はア−ム４１によって
駆動ＩＣ１２をボンディングヘッド１４に押さえ付ける
ようにして保持する。

【００３６】駆動ＩＣ１２をボンディングヘッド１４に
保持する他の方法としては真空チャックを用いる方法が
ある。これを図６・７に示す。図６のようにボンディン
グヘッド１４に真空チャック用の穴６１が開いている。
この穴６１はミラ−２３とガラス２２とを突き抜けてい
る。穴６１を真空にして、駆動ＩＣ１２をボンディング
ヘッド１４に密着させ保持する。

【００３７】なおこのような場合、光を用いた実装を行
うためには図７のように、穴６１の影６０となる部分の
駆動ＩＣ１２に電極１７が形成されていない配置になっ
ていることが望ましい。

【００３８】以上に説明した駆動ＩＣをＬＣＤパネルに
実装する実施例では、基板支持台に穴を開けることなく
実装を行うことができるためボンディング能力が高くな
る。また基板支持台の下にミラ−を置く必要がなくなる
ため装置が小型化できる。さらに光を用いた処理を行う
こともできるため、この場合にはスル−プットも高くな
る。 （実施例２）本発明に係る実装装置は液晶セルの貼り合
わせにも用いることができる。以下に１インチ程度のビ
ュ−ファインダ−のようなサイズのものを実装する例を
図８を用いて示す。

【００３９】基板支持台１１上にフィルタ基板８１を貼
り合わせようとするＬＣＤパネル１３を置く。このＬＣ
Ｄパネル１３上の外周部にはシ−ル材としてエポキシ樹
脂８２がスクリ−ン印刷されている。フィルタ基板８１
はボンディングヘッド１４に保持されている。フィルタ
基板８１には合わせマ−ク８３が、ＬＣＤパネル１３に
は合わせマ−ク１６が設けられている。基板支持台１１
・ボンディングヘッド１４は上述したＬＣＤパネルの実
装装置と同様に動かせるようになっている。

【００４０】まずＬＣＤパネル１３の上面に、液晶セル
のガラス間ギャップの均一性を確保するためのスペ−サ
としてガラスペ−サ（図示せず）を散布する。次に実施
例１と同じ方法で、フィルタ基板８１とＬＣＤパネル１
３の位置合わせをする。

【００４１】この後、上述したのと同様に荷重をかけＵ
Ｖ照射を行い、２枚の基板を仮止めする。張り合わせた
基板を取り出し、炉の中に入れて今度は本封着を行う。
この実施例では１インチ程度のものを実装する例を示し
たが、これより大きいサイズのものの実装にも用いるこ
とはできる。

【００４２】以上に説明した液晶パネルの貼り合わせの
実施例は駆動ＩＣをＬＣＤパネルに実装する実施例と同
様に、基板支持台に穴を開けることなく実装を行うこと
ができるためボンディング能力が高くなる。また基板支
持台の下にミラ−を置く必要がなくなるため装置が小型
化できる。さらに光を用いた処理を行うこともできるた
め、この場合にはスル−プットも高くなる。 （実施例３）本発明に係る実装装置はＣＣＤ（Ｃｈａｒ
ｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）の実装にも用い
ることができる。

【００４３】図９に実施例３を示す。基板支持台１１上
にガラス基板９１を貼り合わせようとするＣＣＤ基板９
２を置く。ＣＣＤ基板９２上の電極９３にはボ−ルボン
ディング法によってＡｕバンプ９４が形成されている。
またガラス基板９１上に形成されたＡｕ厚膜配線９５
の、Ａｕバンプ９４に対応する部分にはＩｎＰｂバンプ
９６が印刷して形成されている。ガラス基板９１はボン
ディングヘッド１４に保持されている。

【００４４】合わせマ−クを用いて位置合わせする実施
例１の方法の代わりに、この実施例ではＡｕバンプ９４
とＩｎＰｂバンプ９６を用いて位置合わせを行う。基板
支持台１１・ボンディングヘッド１４は上述したＬＣＤ
パネルの実装装置と同様に動かせるようになっている。

【００４５】この後、Ａｕバンプ９４をＩｎＰｂバンプ
９６に押し込むようにして圧接する。このとき基板支持
台１１を１１０℃に加熱しておく。また接合荷重は１０
ｇ／バンプである。

【００４６】以上に説明したＣＣＤの実装の実施例は駆
動ＩＣをＬＣＤパネルに実装する実施例と同様に、基板
支持台に穴を開けることなく実装を行うことができるた
めボンディング能力が高くなる。また基板支持台の下に
ミラ−をおく必要がなくなるため装置が小型化できる。
さらに光を用いた処理を行うこともできるため、この場
合にはスル−プットも高くなる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、非
実装部品と基板とを直接重ねて決定した正確な位置でず
れが生じることなく実装ができる部品の実装方法および
これに用いる部品の実装装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１に係る実装装置を用いた実
装の概略図。

【図２】 本発明の実施例１に係るボンディングヘッド
の側面図。

【図３】 本発明の実施例１に係るボンディングヘッド
の断面斜視図。

【図４】 本発明の実施例１に係るボンディングヘッド
への駆動ＩＣの保持方法を示す側面図。

【図５】 本発明の実施例１に係るボンディングヘッド
への駆動ＩＣの保持方法を示す側面図。

【図６】 本発明の実施例１に係るボンディングヘッド
の斜視図。

【図７】 本発明の実施例１に係る駆動ＩＣの上面図。

【図８】 本発明の実施例２に係る実装装置を用いた実
装の概略図。

【図９】 本発明の実施例３に係る実装装置を用いた実
装の概略図。

【図１０】 一般的なＡＭ−ＬＣＤの構成を示す斜視
図。

【図１１】 従来の実装装置を用いた実装の概略図。

【符号の説明】

１１…基板支持台 １２…駆動ＩＣ １３…ＬＣＤパネル １４…ボンディングヘッド １５、１６…合わせマ−ク １７、１８…電極 ２２…ガラス ２３…ミラ−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板支持台上に基板を置くと共に前記基
   板支持台の上にボンディングヘッドで被実装用の透明部
   品を保持する工程と、 前記ボンディングヘッドの内部に形成された光学手段に
   よって前記基板支持台および前記透明部品を重ねた状態
   で外部から観察して決定される所定の位置まで前記基板
   支持台に対して相対的に前記ボンディングヘッドを動か
   す工程と、 前記所定の位置で前記基板に前記透明部品を実装する工
   程とを具備したことを特徴とする部品の実装方法。
2. 【請求項２】 基板を置くための基板支持台と、 この基板支持台上に被実装用の透明部品を保持し、かつ
   内部に形成された光学手段によって前記基板支持台およ
   び前記透明部品を重ねた状態で外部から観察して決定さ
   れる所定の位置まで前記基板支持台に対して相対的に動
   作可能なボンディングヘッドと、 前記所定の位置で前記基板に前記透明部品を実装する手
   段とを具備したことを特徴とする部品の実装装置。