(57)【要約】【課題】  配線基板の端子電極上に２つのＩＣチップを近接させて実装する際、各ＩＣチップ毎に表面全体に均一に圧力を付与することができ、各ＩＣチップと配線基板の端子電極との接続を正常に行うことのできるボンディング装置を提供すること。【解決手段】  ヘッド取付台７にガイド部材１０を形成し、このガイド部材１０に沿って移動可能な移動子１１に圧着ヘッド１４を配設するとともに、前記移動子１１を介して前記圧着ヘッド１４を前記ヘッド取付台７の任意の位置において固定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣチップが実装される配線基板が載置される載置台と、前記載置台の上方に配置され垂直方向に昇降自在とされた昇降部材と、前記昇降部材に配設されたヘッド取付台と、前記ヘッド取付台に配設された圧着ヘッドを有するボンディング装置において、
前記圧着ヘッドは、前記ヘッド取付台の任意の位置に取付け可能とされていることを特徴とするボンディング装置。
【請求項２】
前記圧着ヘッドは、移動子を介して前記圧着ヘッドに配設されている請求項１に記載のボンディング装置。
【請求項３】
前記圧着ヘッドは、ガイド部材を介して水平方向に移動し、前記ヘッド取付台に配設されている請求項１または請求項２に記載のボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板の端子電極上にＩＣチップを熱圧着して実装するボンディング装置に係り、特に、配線基板の端子電極上に２つのＩＣチップを近接させて実装する際に、圧着ヘッドを各ＩＣチップ毎に適正に圧力を加えて熱圧着させることのできるボンディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一般的にＩＣチップをガラス基板やフレキシブル基板からなる配線基板に実装する際、配線基板の端子電極上に異方性導電膜（ＡＣＦ）を配設し、この異方性導電膜上にＩＣチップを載置した後このＩＣチップの上方から圧着ヘッドにより熱圧接させてＩＣチップを配線基板に熱圧着するボンディング装置が使用されている。
【０００３】
このような従来のボンディング装置３１の一例としては、図１０に示すように、ガラス基板やフレキシブル基板からなる配線基板４１を載置する載置台３２と、ヒーター３５および圧接部３６を備えた圧着ヘッド３４と、この圧着ヘッド３４を取付けるヘッド取付台３７と、このヘッド取付台３７を図示時計回りまたは反時計回りの方向に回動させて前記圧着ヘッド３４の平衡度を調整可能に保持するとともに、前記ヘッド取付台３７を前記載置台３２に対して上下方向に昇降可能に支持した昇降部材３８とを有している。
【０００４】
前記載置台３２のほぼ中央部には、吸引機構（図示せず）により前記載置台３２に載置された配線基板４１を吸着して固定する吸引孔３３が形成されている。
【０００５】
そして、前記ボンディング装置３１の載置台３２に、端子電極上に異方性導電膜４２を配設し、この異方性導電膜４２上にＩＣチップ４３が載置された配線基板４１を載置し、吸引機構により前記配線基板４１を吸着して固定し、図１１に示すように、昇降部材３８を駆動して圧着ヘッド３４を下降させてヒーター３５により熱せられた前記圧着ヘッド３４を前記ＩＣチップ４３の上方から前記ＩＣチップ４３に当接させることにより、前記配線基板４１の端子電極上に配設された異方性導電膜４２が硬化して前記ＩＣチップ４３が前記配線基板４１に実装される。
【０００６】
また、前述した構成からなるボンディング装置３１によれば、ヘッド取付台３７を図示左右方向に回動させて圧着ヘッド３４の平衡度を調整可能としているので、各種配線基板およびＩＣチップを実装する各種ワークに応じて圧着ヘッド３４の平衡度を調整することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年、１つの配線基板５１の端子電極上にそれぞれ異方性導電膜５２ａ，５２ｂを介して異なる２種類のＩＣチップ５３ａ，５３ｂを実装するケースが増えてきているとともに、このような２つのＩＣチップ５３ａ，５３ｂを実装する配線基板５１、例えば液晶表示パネルの狭額縁化などにより、図１２に示すように、配線基板５１の端子電極上に２つのＩＣチップ５３ａ，５３ｂを近接させて実装するケースが増えている。
【０００８】
そして、このような配線基板５１に従来のボンディング装置３１を使用して２つのＩＣチップ５３ａ，５３ｂを実装しようとした場合、圧着ヘッド３４が他方のＩＣチップに対して部分的に熱圧接して他方のＩＣチップの下に配設された異方性導電膜が部分的に硬化されないように、図１３に示すように、圧着ヘッド３４が一方のＩＣチップ（ここではＩＣチップ５３ａ）のみを圧着するように配線基板５１をずらさなくてはならなかった。このため、一方のＩＣチップ５３ａに対して圧着ヘッド３４を熱圧接させると、一点鎖線Ｃで示す圧着ヘッド３４の加圧中心線が一点鎖線Ｄで示すＩＣチップ５３ａの中心から側方にずれることとなり、この状態で圧着ヘッド３４を前記ＩＣチップ５３ａに圧接させるとヘッド取付台３７の回転軸３９を中心として矢印Ｘ方向への回転モーメントが加わり、図１４に示すように、圧着作業を繰り返すとヘッド取付台３７および圧着ヘッド３４に微小な傾きが徐々に生じてしまうという問題があった。この結果、ヘッド取付台３７および圧着ヘッド３４が傾いた状態でＩＣチップ５３ａを熱圧接すると、ＩＣチップ５３ａに対して特定部分に圧力が集中してしまい、ＩＣチップ５３ａと配線基板５１の端子電極間において接続不良が生じてしまう問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、配線基板の端子電極上に２つのＩＣチップを近接させて実装する際、各ＩＣチップ毎に表面全体に均一に圧力を付与することができ、各ＩＣチップと配線基板の端子電極との接続を正常に行うことのできるボンディング装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するため本発明に係るボンディング装置の特徴は、ＩＣチップが実装される配線基板が載置される載置台と、前記載置台の上方に配置され垂直方向に昇降自在とされた昇降部材と、前記昇降部材に配設されたヘッド取付台と、前記ヘッド取付台に配設された圧着ヘッドを有するボンディング装置において、前記圧着ヘッドは、前記ヘッド取付台の任意の位置に取付け可能とされている点にある。
【００１１】
このような構成を採用したことにより、配線基板の端子電極上に配置された複数のＩＣチップを近接させて熱圧着する際、圧着ヘッドを配線基板に対して水平移動させることができる。このため、ＩＣチップ毎に圧着ヘッドをヘッド取付台の任意の位置に移動させて固定し熱圧着することができるので、熱圧着されるＩＣチップの中心線とヘッド取付台の加圧中心線を一致させることができる。これにより、熱圧着されるＩＣチップの全面に均一に圧力を付与させることができ、このＩＣチップを配線基板の端子電極に確実に接続することができる。
【００１２】
また、前記圧着ヘッドは移動子を介して前記ヘッド取付台に配設することが好ましく、簡便な機構で前記圧着ヘッドを前記ヘッド取付台の任意の位置に取付けることが可能である。
【００１３】
さらに、前記圧着ヘッドはガイド部材を介して水平方向に移動させて前記ヘッド取付台に配設することが好ましい。これにより、前記圧着ヘッドの水平方向への移動を円滑に行うことができ、前記圧着ヘッドの平衡度調整を省略することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のボンディング装置によれば、配線基板の端子電極上に２つのＩＣチップを近接させて実装する際、圧着ヘッドを各ＩＣチップ毎にそれぞれの表面全体に均一に圧力を付与させることができ、各ＩＣチップを配線基板の端子電極に確実に実装することができる。さらに、圧着ヘッドにより一方のＩＣチップを熱圧着する際、ヘッド取付台の加圧中心線とＩＣチップの中心を合わせることができるので、ヘッド取付台および圧着ヘッドに傾きが生じてＩＣチップに対して特定方向に圧力が集中してしまうことを防止することができ、配線基板の端子電極と各ＩＣチップ間に接続不良が生じることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るボンディング装置を図面に示す実施形態により説明する。
【００１６】
図１は本発明に係るボンディング装置の実施形態を示す正面図、図２は図１の右方側面図、図３は図１および図２のヘッド取付台の斜視図、図４乃至図６は本発明のボンディング装置の使用状態を示す概略図である。
【００１７】
本実施形態のボンディング装置１は、図１および図２に示すように、後述する配線基板を載置する載置台２と、この載置台２の上方に配設され上下方向に昇降自在とされた昇降部材４と、この昇降部材４の下方に図示時計回りまたは反時計回りの方向に回動自在とされたヘッド取付台７と、このヘッド取付台７の下方にガイド部材１０を介して配設された移動子１１と、この移動子１１の下方に配設された圧着ヘッド１４とを有している。
【００１８】
前記載置台２の上面２ａのほぼ中央には吸引孔３が形成されており、前記載置台２内あるいは前記載置台２に連設された吸引機構（図示せず）を稼働させ、前記吸引孔３により前記載置台２に載置された配線基板を吸着して固定するようになっている。
【００１９】
前記昇降部材４は昇降機構（図示せず）により上下方向に昇降自在とされており、この昇降部材４の下方には前記ヘッド取付台７を図１における時計回りまたは反時計回りの方向に回動自在に支持するとともに、固定するための回動軸としてのボルト６が螺嵌される同軸的なねじ孔５ａあるいはねじ孔５ｂがそれぞれ形成された一対の張出部４ａ，４ｂが対向して形成されている。
【００２０】
前記ヘッド取付台７はほぼ直方体形状に形成されており、図３に詳示するように、上方には前記昇降部材４の各張出部４ａ，４ｂの同軸的な各ねじ孔５ａ，５ｂと連通し前記ヘッド取付台７の水平方向回動軸となる前記ボルト６が挿通される貫通孔８が形成されているとともに、下面７ａの後方には前記移動子１１を固定するためのボルト１３，１３を螺嵌するねじ孔９ａ，９ｂが水平方向に間隔を隔てて穿設された張出部７ｂが一体に形成されている。
【００２１】
また、前記ヘッド取付台７の張出部７ｂの前方となる下面７ａには、レール１０ａとこのレール１０ａに沿って移動自在とされたナットブロック１０ｂとからなるガイド部材１０が、前記ナットブロック１０ｂを下方にして配設されている。
【００２２】
前記移動子１１はほぼ直方体形状に形成されており、その中央部には前記ヘッド取付台７の張出部７ｂに穿設された各ねじ孔９ａ，９ｂに連通する貫通孔１２が長手方向に延在して形成されている。そして、前記移動子１１は、前記ガイド部材１０のナットブロック１０ｂに固定されており、前記移動子１１を前記ガイド部材１０のナットブロック１０ｂとともに移動した後、前記貫通孔１２からボルト１３，１３を挿通して前記ヘッド取付台７の張出部７ｂに形成された各ねじ孔９ａ，９ｂにそれぞれ螺嵌させることにより、前記移動子１１の位置が固定されるようになっている。前記各ボルト１３および前記各ねじ孔９ａ，９ｂは固定機構を構成している。
【００２３】
前記圧着ヘッド１４は、通電用ケーブル（図示せず）が接続されたヒーター１５と、このヒーター１５により熱せられて被圧着物に熱圧接する圧接部１６とから構成されている。前記圧接部１６には、下方に突設した凸部１６ａが形成されており、この凸部１６ａは高さが５ｍｍ程度、幅が２５〜３５ｍｍ程度とされている。なお、前記圧着ヘッド１４は、圧接部１６にヒーター１５を内蔵する構成であってもよい。
【００２４】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態のボンディング装置１の作用について説明する。なお、ここで２つのＩＣチップが実装される配線基板の一例として、液晶表示パネルを例にあげて説明する。
【００２５】
まず、図４に示すように、あらかじめ電極端子上に異方性導電膜（ＡＣＦ）２２ａ，２２ｂを配設し、各異方性導電膜２２ａ，２２ｂ上にそれぞれＩＣチップ２３ａおよびＩＣチップ２３ｂを近接させて載置された液晶表示パネル２１を、圧着ヘッド１４の加圧中心線となる一点鎖線Ａで示すヘッド取付台７の加圧中心線が一点鎖線Ｂで示す一方のＩＣチップ２３ａの中心線に位置するようにボンディング装置１の載置台２上に載置し、載置台２に配設された吸引機構を駆動して前記液晶表示パネル２１を吸引孔３において吸着して固定する。
【００２６】
つぎに、移動子１１を固定している各ボルト１３，１３を緩め、図５に示すように、圧着ヘッド１４の圧接部１６の凸部１６ａが図示左方のＩＣチップ２３ａのみの上方に位置するように図示しないマイクロメーター等を用いてガイド部材１０により移動子１１および圧着ヘッド１４を水平移動させた後、再度各ボルト１３，１３を螺嵌して移動子１１を固定する。
【００２７】
そして、図６に示すように、昇降機構を稼働させて昇降部材４乃至圧着ヘッド１４を下降させるとともに、圧着ヘッド１４のヒーター１５に通電して圧接部１６を加熱し、ＩＣチップ２３ａのみを上方から熱圧接することにより、ＩＣチップ２３ａの下方に配設された異方性導電膜２２ａが硬化されＩＣチップ２３ａが液晶表示パネル２１の電極端子に実装される。このとき、移動子１１および圧着ヘッド１４のみをガイド部材１０により水平移動させたことにより、圧着ヘッド１４の加圧中心線となる一点鎖線Ａで示すヘッド取付台７の加圧中心線が一点鎖線Ｂで示すＩＣチップ２３ａの中心に位置しているので、圧着ヘッド１４による圧力をＩＣチップ２３ａのみの全面に均一に付与することができる。この結果、近接されたＩＣチップ２３ｂに部分的に熱と圧力が付与されることを防止することができ、同様の工程によりＩＣチップ２３ｂに熱と圧力を付与することにより、ＩＣチップ２３ｂを液晶表示パネル２１の電極端子に正常に実装することができる。さらに、各ＩＣチップ２３ａ，２３ｂを熱圧接する際にも、圧着ヘッド１４の加圧中心線が各ＩＣチップ２３ａ，２３ｂの側方にずれることを防止することができるため、ヘッド取付台７の回転軸となるボルト６を中心として時計回りまたは反時計回りの方向に力が加わることを防止することができ、ヘッド取付台７乃至圧着ヘッド１４に傾きが生じて圧力の偏りによるＩＣチップの接続不良が生じることを防止することができる。
【００２８】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、図７に示すように、移動子１１の背面１１ａの貫通孔１２の上下に、それぞれ長手方向の端縁まで延在する断面が半円形状の溝部１７ａ，１７ｂを形成するとともに、ヘッド取付台７の張出部７ｂの前面７ｃのこの移動子１１の背面１１ａに形成した各溝部１７ａ，１７ｂに対応する箇所に、図８に示すように、それぞれ長手方向に間隔を隔てて少なくとも２つの半球状の凹部１８ａ，１８ｂおよび凹部１８ｃ，１８ｄを穿設し、これら溝部１７ａおよび凹部１８ａあるいは凹部１８ｂにより形成される空間と、溝部１７ｂおよび凹部１８ｃあるいは凹部１８ｄにより形成される空間に、図９に示すように、それぞれボールベアリング１９を遊嵌させることにより、ガイド部材１０による移動子１１の移動を円滑にすることができる。さらに、移動子１１の背面１１ａとヘッド取付台７の張出部７ｂの前面７ｃとの間隔をほぼ無くすことができるので、圧着ヘッド１４の位置合わせを行った後、移動子１１を固定するために各ボルト１３を螺嵌させても、移動子１１および圧着ヘッド１４が各ボルト１３の締め付けにより後方に撓むことを防止することができる。なお、移動子１１の背面１１ａに半球状の凹部を形成するとともに、ヘッド取付台７の張出部７ｂの前面７ｃに長手方向の端縁まで延在する断面が半円形状の溝部を形成しても同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るボンディング装置の実施形態を示す正面図
【図２】図１の右方側面図
【図３】図１および図２のヘッド取付台の斜視図
【図４】本発明のボンディング装置の使用状態を示す概略図
【図５】本発明のボンディング装置の使用状態を示す概略図
【図６】本発明のボンディング装置の使用状態を示す概略図
【図７】本実施形態の移動子の他の形態を示す概略図
【図８】本実施形態のヘッド取付台の他の形態を示す概略図
【図９】図７の移動子と図８のヘッド取付台の使用状態を示す要部拡大図
【図１０】従来の一般的なボンディング装置の概略図
【図１１】図１０のボンディング装置の使用状態を示す概略図
【図１２】図１０のボンディング装置の使用状態を示す概略図
【図１３】図１０のボンディング装置の使用状態を示す概略図
【図１４】図１０のボンディング装置の使用状態を示す概略図
【符号の説明】
【００３０】
１  ボンディング装置
２  載置台
３  吸引孔
４  昇降部材
５ａ，５ｂ  ねじ孔
６  ボルト
７  ヘッド取付台
８  貫通孔
９ａ，９ｂ  ねじ孔
１０  ガイド部材
１１  移動子
１２  貫通孔
１３  ボルト
１４  圧着ヘッド
１５  ヒーター
１６  圧接部
１７ａ，１７ｂ  溝部
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ  凹部
２０  ボールベアリング
２１  液晶表示パネル
２２ａ，２２ｂ  異方性導電膜
２３ａ，２３ｂ  ＩＣチップ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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