(57)【要約】【課題】  電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否をリアルタイムで検査する。【解決手段】  電子部品圧着装置は、電極パッド４を覆うＡＣＦ５を表面に設けた透明基板３を載置する圧着ステージ２と、駆動ＩＣチップ７のバンプ８を、ＡＣＦ５を介して電極パッド４に圧着する加熱圧着ツール９と、電極パッド４の圧着ステージ２側からＡＣＦ５の導電粒子６の圧痕を観察するために圧着ステージ２の下側に配置された微分干渉顕微鏡１と、微分干渉顕微鏡１で観察される導電粒子６の圧痕映像を撮像するカメラ１１と、カメラ１１で撮像した導電粒子圧痕画像に基づいて電極パッド４に対するバンプ８の圧着状態の良否を検査する検査ユニット１２とを備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不透明電極パッドを覆う異方性導電膜を表面に設けた透明基板を載置する透明ステージと、電子部品のバンプを、異方性導電膜を介して不透明電極パッドに圧着する圧着ツールと、不透明電極パッドの透明ステージ側から異方性導電膜の導電粒子の圧痕を観察するために透明ステージの下側に配置された微分干渉顕微鏡と、微分干渉顕微鏡で観察される導電粒子の圧痕映像を撮像するカメラと、カメラで撮像した導電粒子圧痕画像に基づいて不透明電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否を検査する検査ユニットとを備えたことを特徴とする電子部品圧着装置。
【請求項２】
検査ユニットは、導電粒子の圧痕の個数、サイズ及び分布の少なくとも１つに基づいて圧着状態の良否を検査する請求項１記載の電子部品圧着装置。
【請求項３】
検査ユニットは、導電粒子圧痕のサイズに基づいて電子部品下面と透明基板との距離を測定する請求項１又は２記載の電子部品圧着装置。
【請求項４】
検査ユニットは、検査結果に応じてフィードバック情報を設備コントローラに送信する請求項１乃至３の何れかに記載の電子部品圧着装置。
【請求項５】
透明電極パッドを覆う異方性導電膜を表面に設けた透明基板を載置する透明ステージと、電子部品のバンプを、異方性導電膜を介して透明電極パッドに圧着する圧着ツールと、透明電極パッドの透明ステージ側から異方性導電膜の導電粒子を撮像するために透明ステージの下側に配置されたカメラと、カメラで撮像した導電粒子画像に基づいて電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否を検査する検査ユニットとを備えたことを特徴とする電子部品圧着装置。
【請求項６】
検査ユニットは、導電粒子の個数、サイズ及び分布の少なくとも１つに基づいて圧着状態の良否を検査する請求項５記載の電子部品圧着装置。
【請求項７】
検査ユニットは、導電粒子のサイズに基づいて電子部品下面と透明基板との距離を測定する請求項５又は６記載の電子部品圧着装置。
【請求項８】
検査ユニットは、検査結果に応じてフィードバック情報を設備コントローラに送信する請求項５乃至７の何れかに記載の電子部品圧着装置。
【請求項９】
不透明電極パッドを覆う異方性導電膜を表面に設けた透明基板を載置する透明ステージと、電子部品のバンプを、異方性導電膜を介して不透明電極パッドに圧着する圧着ツールとにより不透明電極パッドに圧着したバンプの圧着状態を検査する電子部品圧着検査装置であって、
不透明電極パッドの透明ステージ側から異方性導電膜の導電粒子の圧痕を観察するために透明ステージの下側に配置された微分干渉顕微鏡と、微分干渉顕微鏡で観察される導電粒子の圧痕映像を撮像するカメラと、カメラで撮像した導電粒子圧痕画像に基づいて不透明電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否を検査する検査ユニットとを備えたことを特徴とする電子部品圧着検査装置。
【請求項１０】
不透明電極パッドを覆う異方性導電膜を表面に設けた透明基板を透明ステージ上に載置し、電子部品のバンプを、異方性導電膜を介して不透明電極パッドに圧着し、バンプを不透明電極パッドに圧着した直後に、透明基板を透明ステージ上に載置した状態で、不透明電極パッドの透明ステージ側から異方性導電膜の導電粒子の圧痕を微分干渉顕微鏡で観察し、観察した導電粒子の圧痕映像を撮像し、撮像した導電粒子圧痕画像に基づいて不透明電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否を検査することを特徴とする電子部品圧着検査方法。
【請求項１１】
透明電極パッドを覆う異方性導電膜を表面に設けた透明基板を透明ステージ上に載置し、電子部品のバンプを、異方性導電膜を介して透明電極パッドに圧着し、バンプを透明電極パッドに圧着した直後に、透明基板を透明ステージ上に載置した状態で、透明電極パッドの透明ステージ側から異方性導電膜の導電粒子を撮像し、撮像した導電粒子画像に基づいて電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否を検査することを特徴とする電子部品圧着検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）で覆われた透明基板の電極パッドに電子部品のバンプを圧着する電子部品圧着装置、ならびに、その電子部品圧着検査装置及び電子部品圧着検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品のバンプをＡＣＦを介して透明基板に圧着する平面表示装置において、ＡＣＦの導電粒子の状態を透明基板側から観察して圧着状態の良否を検査する構成は従来から知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１の構成では、駆動ＩＣチップの四隅にダミーバンプを設け、これに対応する透明基板上の箇所にダミーパッドを設ける。そして圧着装置に透明基板を搬入して駆動ＩＣチップを透明基板に圧着し、透明基板を圧着装置から搬出する。その後ダミーバンプの箇所におけるＡＣＦの導電粒子の状態を透明基板の裏側から観察して圧着状態の良否を検査する。
【特許文献１】特開２０００−２１７２３７号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した特許文献１の構成では、駆動ＩＣチップの実装が終了して透明基板を圧着装置から搬出した後、オフラインで導電粒子の状態を観察するため、実装と検査とのタイミングにずれが生じる。このため、検査で不良を発見した時には、既に多数の不良を生産してしまっているおそれがあるという問題がある。
【０００５】
また、実装と検査とのタイミングにずれが生じるため、その不良を製造した圧着装置がどのような設備状態であったかをトレースすることが困難である。このため、不良と設備状態との関係を究明することが難しいという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来例の問題点を解決し得る電子部品圧着装置、電子部品圧着検査装置及び電子部品圧着検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子部品圧着装置は、不透明電極パッドを覆う異方性導電膜（ＡＣＦ）を表面に設けた透明基板を載置する透明ステージと、電子部品のバンプを、ＡＣＦを介して不透明電極パッドに圧着する圧着ツールと、不透明電極パッドの透明ステージ側からＡＣＦの導電粒子の圧痕を観察するために透明ステージの下側に配置された微分干渉顕微鏡と、微分干渉顕微鏡で観察される導電粒子の圧痕映像を撮像するカメラと、カメラで撮像した導電粒子圧痕画像に基づいて不透明電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否を検査する検査ユニットとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、不透明電極パッドの透明ステージ側からＡＣＦの導電粒子の圧痕を観察するための微分干渉顕微鏡が、透明ステージの下側に配置される。このため、圧着ツールによる電子部品の実装に合わせてリアルタイムでＡＣＦの導電粒子の圧痕を観察することができる。その結果、不透明電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否をリアルタイムで検査することができる。
【０００９】
検査ユニットは、導電粒子の圧痕の個数、サイズ及び分布の少なくとも１つに基づいて圧着状態の良否を検査することが好ましい。導電粒子の潰れ具合により圧着状態の良否を検査するためである。
【００１０】
検査ユニットは、導電粒子圧痕のサイズに基づいて電子部品下面と透明基板との距離を測定することが好ましい。導電粒子の潰れ具合により電子部品下面と透明基板との距離を測定するためである。
【００１１】
検査ユニットは、検査結果に応じてフィードバック情報を設備コントローラに送信することが好ましい。検査結果に基づいて設備をリアルタイムで調整するためである。
【００１２】
本発明の他の電子部品圧着装置は、透明電極パッドを覆うＡＣＦを表面に設けた透明基板を載置する透明ステージと、電子部品のバンプを、ＡＣＦを介して透明電極パッドに圧着する圧着ツールと、透明電極パッドの透明ステージ側からＡＣＦの導電粒子を撮像するために透明ステージの下側に配置されたカメラと、カメラで撮像した導電粒子画像に基づいて電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否を検査する検査ユニットとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、透明電極パッドの透明ステージ側からＡＣＦの導電粒子を撮像するためのカメラが、透明ステージの下側に配置される。このため、圧着ツールによる電子部品の実装に合わせてリアルタイムでＡＣＦの導電粒子の圧痕を観察することができる。その結果、不透明電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否をリアルタイムで検査することができる。
【００１４】
検査ユニットは、導電粒子の個数、サイズ及び分布の少なくとも１つに基づいて圧着状態の良否を検査することが好ましい。導電粒子の潰れ具合により圧着状態の良否を検査するためである。
【００１５】
検査ユニットは、導電粒子のサイズに基づいて電子部品下面と透明基板との距離を測定することが好ましい。導電粒子の潰れ具合により電子部品下面と透明基板との距離を測定するためである。
【００１６】
検査ユニットは、検査結果に応じてフィードバック情報を設備コントローラに送信することが好ましい。検査結果に基づいて設備をリアルタイムで調整するためである。
【００１７】
本発明の電子部品圧着検査装置は、不透明電極パッドを覆うＡＣＦを表面に設けた透明基板を載置する透明ステージと、電子部品のバンプを、ＡＣＦを介して不透明電極パッドに圧着する圧着ツールとにより不透明電極パッドに圧着したバンプの圧着状態を検査する電子部品圧着検査装置であって、不透明電極パッドの透明ステージ側からＡＣＦの導電粒子の圧痕を観察するために透明ステージの下側に配置された微分干渉顕微鏡と、微分干渉顕微鏡で観察される導電粒子の圧痕映像を撮像するカメラと、カメラで撮像した導電粒子圧痕画像に基づいて不透明電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否を検査する検査ユニットとを備えたことを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、不透明電極パッドの透明ステージ側からＡＣＦの導電粒子の圧痕を観察するための微分干渉顕微鏡が、透明ステージの下側に配置される。このため、圧着ツールによる電子部品の実装に合わせてリアルタイムでＡＣＦの導電粒子の圧痕を観察することができる。その結果、不透明電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否をリアルタイムで検査することができる。
【００１９】
本発明に係る電子部品圧着検査方法は、不透明電極パッドを覆う異方性導電膜を表面に設けた透明基板を透明ステージ上に載置し、電子部品のバンプを、異方性導電膜を介して不透明電極パッドに圧着し、バンプを不透明電極パッドに圧着した直後に、透明基板を透明ステージ上に載置した状態で、不透明電極パッドの透明ステージ側から異方性導電膜の導電粒子の圧痕を微分干渉顕微鏡で観察し、観察した導電粒子の圧痕映像を撮像し、撮像した導電粒子圧痕画像に基づいて不透明電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否を検査することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、バンプを不透明電極パッドに圧着した直後に、透明基板を透明ステージ上に載置した状態で、不透明電極パッドの透明ステージ側から異方性導電膜の導電粒子の圧痕を微分干渉顕微鏡で観察する。このため、電子部品の実装に合わせてリアルタイムでＡＣＦの導電粒子の圧痕を観察することができる。その結果、不透明電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否をリアルタイムで検査することができる。
【００２１】
本発明に係る他の電子部品圧着検査方法は、透明電極パッドを覆う異方性導電膜を表面に設けた透明基板を透明ステージ上に載置し、電子部品のバンプを、異方性導電膜を介して透明電極パッドに圧着し、バンプを透明電極パッドに圧着した直後に、透明基板を透明ステージ上に載置した状態で、透明電極パッドの透明ステージ側から異方性導電膜の導電粒子を撮像し、撮像した導電粒子画像に基づいて電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否を検査することを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、バンプを透明電極パッドに圧着した直後に、透明基板を透明ステージ上に載置した状態で、透明電極パッドの透明ステージ側から異方性導電膜の導電粒子を撮像する。このため、電子部品の実装に合わせてリアルタイムでＡＣＦの導電粒子の圧痕を観察することができる。その結果、透明電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否をリアルタイムで検査することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電極パッドに対するバンプの圧着状態の良否をリアルタイムで検査できる電子部品圧着装置、電子部品圧着検査装置及び電子部品圧着検査方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る電子部品圧着装置１００の模式断面図である。電子部品圧着装置１００は、石英製の透明な圧着ステージ２を備える。この圧着ステージ２上に液晶パネル１３が載置される。液晶パネル１３は、ガラス製の透明基板３を備える。この透明基板３には対向基板１４が液晶層１５を挟んで対向配置される。透明基板３は対向基板１４よりも大きく形成され、両基板３、１４を重ね合わせると、駆動ＩＣチップ７の実装領域２７が透明基板３の周縁の一部に張り出して形成される。この実装領域２７には、アルミニウム等からなる不透明な１μｍ厚の電極パッド４が配置される。電極パッド４を覆ってＡＣＦ５が透明基板３上に設けられる。ＡＣＦ５は、絶縁性を有する接着剤１６中に導電粒子６が分散され、厚み方向（接続方向）に導電性を有し、面方向（横方向）に絶縁性を有する。透明基板３の実装領域２７には、駆動ＩＣチップ７が実装される。駆動ＩＣチップ７の透明基板３側には、突起電極であるバンプ８が電極パッド４に対応して駆動ＩＣチップ７の長手方向に沿って複数個設けられる。バンプ８は、金、銀等により構成される。
【００２５】
電子部品圧着装置１００には、加熱圧着ツール９が設けられる。加熱圧着ツール９は、駆動ＩＣチップ７を吸着して加熱した状態で透明基板３に向けて加圧してバンプ８を、ＡＣＦ５を介して電極パッド４に圧着する。
【００２６】
図２は、圧着された駆動ＩＣチップ７及び透明基板３の要部拡大断面図である。ＡＣＦ５を介してバンプ８を電極パッド４に圧着すると、ＡＣＦ５の導電粒子６により透明基板３側へ電極パッド４が隆起して圧痕１７が形成され、バンプ８は導電粒子６により電極パッド４に電気的に接続される。
【００２７】
圧着ステージ２の下側には、微分干渉顕微鏡１が配置される。微分干渉顕微鏡１は対物レンズ１０により、不透明な電極パッド４の圧着ステージ２側から導電粒子６の圧痕１７を観察する。微分干渉顕微鏡１は、通常の光学顕微鏡に干渉装置を組み込んだものであり、試料の屈折率や厚みの変化を干渉色の変化や明暗のコントラストに変換して観察できる顕微鏡である。
【００２８】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は微分干渉顕微鏡１で観察した導電粒子６の圧痕１７の映像を示す図である。図３（ａ）は良品の圧痕映像を示す図であり、図３（ｂ）は不良品の圧痕映像を示す図である。微分干渉顕微鏡１を用いると、通常の顕微鏡では観察できない不透明な電極パッド４の微小な圧痕１７を観察できる。良品では例えば圧痕の個数が所定個数以上になり、不良品では圧痕の個数が所定個数未満になる。
【００２９】
微分干渉顕微鏡１では、圧痕１７の勾配を色のコントラスト（干渉色）として観察する。例えば、圧痕１７が大きくなるにつれて電極パッド４の隆起状態の傾斜角度が大きくなり、背景に対するコントラストが高くなる。逆に圧痕１７が小さくなると電極パッド４の隆起状態の傾斜角度が小さくなり、背景に対するコントラストが低下するように観察される。
【００３０】
電子部品圧着装置１００にはＣＣＤカメラ１１が設けられる。ＣＣＤカメラ１１は、微分干渉顕微鏡１で観察される導電粒子６の圧痕１７の映像を撮像する。
【００３１】
電子部品圧着装置１００は、検査ユニット１２を備える。検査ユニット１２は、ＣＣＤカメラ１１で撮像した導電粒子圧痕画像に基づいて電極パッド４に対するバンプ８の圧着状態の良否を検査する。検査ユニット１２には、画像記憶部１８が設けられる。画像記憶部１８は、ＣＣＤカメラ１１で撮像した導電粒子圧痕画像を画像情報として取り込んで記憶する。
【００３２】
図４（ａ）は実施の形態１に係る導電粒子圧痕画像を示す図であり、図４（ｂ）は導電粒子圧痕分割エリアを説明するための図である。検査ユニット１２は、圧痕検査部１９を有する。圧痕検査部１９には圧痕個数検査部２０が設けられる。圧痕個数検査部２０は、導電粒子圧痕画像に基づいて電極パッド４内の圧痕１７を検出し、検出した圧痕１７の個数が所定個数以上の場合に良品と判断し、所定個数未満の場合に不良品と判断する。
【００３３】
圧痕検査部１９は、圧痕サイズ検査部２１を有する。圧痕サイズ検査部２１は、電極パッド４内で検出したそれぞれの圧痕１７の面積が所定値以上の場合に良品と判断し、所定値未満の場合に不良品と判断する。なお、検出したそれぞれの圧痕１７の面積の総和が所定値以上の場合に良品と判断してもよい。また圧痕１７の面積に基づいて駆動ＩＣチップ７の下面と透明基板３との距離を測定してもよい。
【００３４】
圧痕検査部１９には、圧痕分布検査部２２が設けられる。圧痕分布検査部２２は、電極パッド４の画像を例えば２行×２列の４個の分割エリア２６に分割し、各分割エリア２６内の圧痕１７の個数がそれぞれ所定個数以上の場合に良品と判断し、所定個数未満の場合に不良品と判断する。
【００３５】
検査ユニット１２は、実装ずれ検査部２３を有する。実装ずれ検査部２３は、駆動ＩＣチップ７に設けたダミーバンプ（図示せず）の画像と、予め設定したパネルパターンとの相対位置関係に基づいて、駆動ＩＣチップ７の実装ずれの有無を判断する。
【００３６】
検査ユニット１２には、フィードバック部２４が設けられる。フィードバック部２４は、圧痕検査部１９または実装ずれ検査部２３の検査結果に応じたフィードバック情報を設備コントローラ２５に送信する。例えばフィードバック部２４は圧痕分布検査部２２での圧痕分布異常による不良基板発生数をカウントし、カウント数に応じて加熱加圧ツール平行度の異常警告情報を設備コントローラ２５に送信する。また実装ずれ検査部２３での実装ずれ不良基板発生数をカウントし、カウント数に応じて設備調整指示情報を送信してもよい。
【００３７】
このように構成された電子部品圧着装置１００では、まず液晶パネル１３を電子部品圧着装置１００に搬入して圧着ステージ２上に載置する。次に加熱圧着ツール９により、駆動ＩＣチップ７のバンプ８を、ＡＣＦ５を介して電極パッド４に圧着する。
【００３８】
バンプ８を電極パッド４に圧着した直後に、透明基板３を圧着ステージ２上に載置した状態で、電極パッド４の圧着ステージ２側からＡＣＦ５の導電粒子６の圧痕１７を微分干渉顕微鏡１で観察する。その後、観察した圧痕１７の映像をＣＣＤカメラ１１で撮像する。そして、撮像した圧痕１７の画像に基づいて検査ユニット１２により電極パッド４に対するバンプ８の圧着状態の良否及び実装ずれの有無を検査する。その後、圧痕検査部１９及び実装ずれ検査部２３による検査結果に応じてフィードバック部２４から設備コントローラ２５にフィードバック情報を送信する。その後、電子部品圧着装置１００から液晶パネル１３を搬出する。
【００３９】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２に係る電子部品圧着装置１００Ａの模式断面図である。実施の形態１で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、これらの詳細な説明は省略する。
【００４０】
実施の形態１と異なる点は、ＩＴＯ等の透明な材料で構成した電極パッド４Ａを設けた点である。電極パッド４Ａが透明であると、微分干渉顕微鏡は必要なく、ＣＣＤカメラ１１を圧着ステージ２の下側に配置すれば、透明な電極パッド４Ａを透して直接的に導電粒子６の画像を撮像することができる。
【００４１】
検査ユニット１２Ａは、導電粒子検査部１９Ａを有する。導電粒子検査部１９Ａには導電粒子個数検査部２０Ａが設けられる。導電粒子個数検査部２０Ａは、導電粒子画像に基づいて透明な電極パッド４Ａ内の導電粒子を検出し、検出した導電粒子の個数が所定個数以上の場合に良品と判断し、所定個数未満の場合に不良品と判断する。
【００４２】
導電粒子検査部１９Ａは、導電粒子サイズ検査部２１Ａを有する。導電粒子サイズ検査部２１Ａは、透明な電極パッド４Ａ内の導電粒子の面積を検出し、検出した導電粒子の面積が所定値以上の場合に良品と判断し、所定値未満の場合に不良品と判断する。なお、検出したそれぞれの導電粒子の面積の総和が所定値以上の場合に良品と判断してもよい。また、導電粒子の面積に基づいて駆動ＩＣチップ７の下面と透明基板３との距離を測定してもよい。
【００４３】
導電粒子検査部１９Ａには、導電粒子分布検査部２２Ａが設けられる。導電粒子分布検査部２２Ａは、透明な電極パッド４Ａの画像を例えば２行×２列の４個の分割エリア２６に分割し、各分割エリア２６内の導電粒子の個数がそれぞれ所定個数以上の場合に良品と判断し、所定個数未満の場合に不良品と判断する。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、ＡＣＦで覆われた透明基板の電極パッドに電子部品のバンプを圧着する電子部品圧着装置、ならびに、その電子部品圧着検査装置及び電子部品圧着検査方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施の形態１に係る電子部品圧着装置の模式断面図である。
【図２】実施の形態１に係る電子部品圧着装置により圧着される駆動ＩＣチップ及び透明基板の要部拡大断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は実施の形態１に係る電子部品圧着装置の微分干渉顕微鏡で撮像した導電粒子の圧痕映像を示す図であり、（ａ）は良品の圧痕映像を示す図であり、（ｂ）は不良品の圧痕映像を示す図である。
【図４】（ａ）は実施の形態１に係る導電粒子圧痕画像を示す図であり、（ｂ）は導電粒子圧痕分割エリアを説明するための図である。
【図５】実施の形態２に係る電子部品圧着装置の模式断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  微分干渉顕微鏡
２  圧着ステージ
３  透明基板
４  電極パッド
５  ＡＣＦ
６  導電粒子
７  駆動ＩＣチップ
８  バンプ
９  加熱圧着ツール
１０  対物レンズ
１１  ＣＣＤカメラ
１２  検査ユニット
１３  液晶パネル
１４  対向基板
１５  液晶
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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