(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルに設けられた基板の複数の辺の縁部に所定ピッチで並設されたボンディング位置に電子部品をボンディングする電子部品のボンディング装置であって、ガイドレールに沿って横方向へ移動自在な複数のツールを有するヘッド部と、単一の駆動用モータの駆動によって前記ツールを横方向へ移動させることによりこれらのツールのピッチの大きさを等ピッチを維持したまま変更するピッチ変更手段を備えたことを特徴とする電子部品のボンディング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の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、前記テーブルが基板を水平回転させるθテーブルを有し、且つ前記基板が直交する少なくとも２つの辺の縁部に電子部品をボンディングする表示パネルであり、
表示パネルをテーブルに位置決めし、表示パネルの１つの縁部に第１のピッチで並設された複数のボンディング位置に複数個の電子部品をヘッド部に前記第１のピッチで並列された複数個のツールにより個別に圧着して複数個の電子部品をボンディングする工程と、θ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縁部に第２のピッチで並設された複数のボンディング位置を前記ヘッド部の下方に位置させるとともに、ピッチ変更手段の駆動用モータを駆動して各ツールのピッチの大きさを前記第１のピッチから前記第２のピッチに対応した大きさに変更する工程と、複数個のツールを下降させて複数個の電子部品を表示パネルの複数のボンディング位置に個別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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示パネルなどの基板の縁部にピッチをおいて並設された複数のボンディング位置に、複数個の電子部品を圧着してボンディングする電子部品のボンディング装置および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、電子部品をボンディングするボンディング位置が等ピッチで複数形成されており、各ボンディング位置に形成された複数の電極に電子部品の端子を合致させ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、フィルムキャリアの下面に狭ピッチで多数形成されたアウターリード（端子）を基板の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。電子部品としては、端子としてバンプを有するフリップチップ等も用いられる。
【０００３】
基板のボンディング位置のピッチの大きさは、基板の種類によって相違している。またボンディング位置は基板の複数の辺の縁部に並設されているが、同一基板であっても、ある辺の縁部に並設されたボンディング位置のピッチの大きさと、これとは別の辺の縁部に並設されたボンディング位置のピッチの大きさは必ずしも一致していない。
【０００４】
以上のように、基板に並設されたボンディング位置のピッチは基板の種類毎に異なり、また同じ基板でも縁部によって異なる場合がある。そこで従来は、ヘッド部の複数のツールのピッチが異なる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。
【０００５】
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明は、ボンディング位置のピッチの大きさに自由に対応できるヘッド部を備えた電子部品のボンディング装置および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、テーブルに設けられた基板の複数の辺の縁部に所定ピッチで並設されたボンディング位置に電子部品をボンディングする電子部品のボンディング装置であって、ガイドレールに沿って横方向へ移動自在な複数のツールを有するヘッド部と、単一の駆動用モータの駆動によって前記ツールを横方向へ移動させることによりこれらのツールのピッチの大きさを等ピッチを維持したまま変更するピッチ変更手段を備えた。
【０００８】
また本発明は、請求項１に記載の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、前記テーブルが基板を水平回転させるθテーブルを有し、且つ前記基板が直交する少なくとも２つの辺の縁部に電子部品をボンディングする表示パネルであり、表示パネルをテーブルに位置決めし、表示パネルの１つの縁部に第１のピッチで並設された複数のボンディング位置に複数個の電子部品をヘッド部に前記第１のピッチで並列された複数個のツールにより個別に圧着して複数個の電子部品をボンディングする工程と、θ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縁部に第２のピッチで並設された複数のボンディング位置を前記ヘッド部の下方に位置させるとともに、ピッチ変更手段の駆動用モータを駆動して各ツールのピッチの大きさを前記第１のピッチから前記第２のピッチに対応した大きさに変更する工程と、複数個のツールを下降させて複数個の電子部品を表示パネルの複数のボンディング位置に個別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、基板にボンディングする電子部品のピッチの大きさに応じて、圧着ヘッドのツールのピッチを自由に変更することにより、電子部品のピッチ変更に自由に対応できる。
【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側面図、図３および図４は本発明の一実施の形態における本圧着装置のヘッド部の背面図、図５（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における表示パネルの平面図、図６（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるボンディング中のツールの正面図である。
【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）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。本実施の形態のテーブル１１は可動テーブルであり、表示パネル１を水平方向（Ｘ，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５をボンディングするボンディング位置が所定ピッチで設けられており、各ボンディング位置には、電極２が多数並設されている。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。図５（ａ），（ｂ）は、表示パネル１の互いに直交する２つの辺の縁部にＡＣＦ３を横並びに貼着した状態を示している。表示パネル１の短辺の縁部には５ヶ所のボンディング位置がピッチＰ１で設定され、長辺の縁部には１０ヶ所のボンディング位置がピッチＰ２で設定されている。
【００１３】
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の縁部上に電子部品５を仮付けしていく。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１個づつボンディング位置のＡＣＦ３に仮ボンディング（仮付け）していく。トレイ２３中の電子部品５は図示を省略している。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方向に移動させることができる。
【００１４】
電子部品５としては、例えば特許第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（端子）を電極２に合致させてボンディングする。電子部品としては、バンプ（端子）を備えたフリップチップなども用いられる。２４は、仮圧着ツール２２による電子部品５の仮付圧着時に、表示パネル１の縁部を下方から支える支持部である。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。
【００１５】
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、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上に載置されている。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方向に移動させることができる。３２は、電子部品５の本圧着時に表示パネル１の縁部を下方から支える支持部である。
【００１６】
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５個）の本圧着用のツール４１をＸ方向に横一列に並列させて具備している。図２において、本体フレーム３３の内部にはフレーム３４が立設されている。フレーム３４上にはサブフレーム３５が設けられている。フレーム３４とサブフレーム３５の間にはツール４１の並び方向である横方向（Ｘ方向）のガイドレール３６と、ガイドレール３６に沿ってスライドするスライダ３７が介装されており、したがってサブフレーム３５はフレーム３４に対して相対的に横方向に移動できる。
【００１７】
サブフレーム３５上には上下動手段としてのシリンダ３８が倒立して設けられており、そのロッド３９にヘッド部４０のツール４１が連結部材４２を介して連結されている。連結部材４２とフレーム３４の間にはガイドレール４３とスライダ４４が介装されており、したがってツール４１はガイドレール４３に沿って横方向（Ｘ方向）に移動できる。また連結部材４２の背面には垂直なガイドレール４６が設けられている。ガイドレール４６にはスライダ４５が嵌合しており、スライダ４４の背面にもガイドレール４６が垂直方向に嵌合している。ロッド３９が突没すると、ツール４１はスライダ４４，４５に案内されて垂直方向に上下動する。
【００１８】
図２および図３において、フレーム３４の背面側には水平なスプラインシャフト５１が横方向（Ｘ方向）に設けられている。５２はスプラインシャフト５１の駆動用モータである。スプラインシャフト５１の上方にはこれを平行に水平な送りねじ５３が回転不能な状態で設けられている。送りねじの左半部と右半部には、それぞれ逆向きの右ねじ５４、左ねじ５５が形成されている。
【００１９】
図３において、サブフレーム３５（３５ａ〜３５ｅ）は等ピッチであるピッチＰ１で５個並設されており、このうち中央のサブフレーム３５ｃはフレーム３４に固定されているが、左右それぞれ２個のサブフレーム３５ａ，３５ｂ，３５ｄ，３５ｅはガイドレール３６に沿って横方向に移動自在である。サブフレーム３５ａ，３５ｂ，３５ｄ，３５ｅの背面にはそれぞれ軸受け部５６（５６ａ，５６ｂ，５６ｄ，５６ｅ）が設けられている。軸受け部５６ａ，５６ｂは右ねじ５４に螺着するナット５７ａ，５７ｂを回転自在に保持し、軸受け部５６ｄ，５６ｅは左ねじ５５に螺着するナット５７ｄ，５７ｅを回転自在に保持している。
【００２０】
スプラインシャフト５１にはプーリ５８（５８ａ，５８ｂ，５８ｄ，５８ｅ）が装着されている。ナット５７（５７ａ，５７ｂ，５７ｄ，５７ｅ）とプーリ５８にはベルト５９が調帯されている。ここで、図３に示すように、外側のプーリ５８ａ，５８ｅの周径は内側のプーリ５８ｂ，５８ｄの周径よりも大きくしてあり（本例では２倍）、したがって単一のモータ５２の駆動によりスプラインシャフト５１が回転すると、プーリ５８とナット５７は回転し、サブフレーム３５ａ，３５ｂとサブフレーム３５ｄ，３５ｅは互いに逆方向へ水平移動するが、このとき、上記のようにプーリ５８ａ，５８ｅとプーリ５８ｂ，５８ｄの周径が相違しているので、外側のサブフレーム３５ａ，３５ｅの移動量は、内側のサブフレーム３５ｂ，３５ｄの移動量より大きくなる（本例では２倍）。したがってサブフレーム３５ａ〜３５ｅのピッチ（すなわち各ツール４１のピッチ）は、モータ５２が駆動してもサブフレーム３５ａ，３５ｂ，３５ｄ，３５ｅが横方向に移動しても、常に等ピッチに維持される。図４は、ピッチをＰ１からＰ２へ大きくした状態を示している。フレーム３４には水平な長孔３４ａが形成されており、この長孔３４ａには、各サブフレーム３５とこれに対応するスライダ４５とを一体的に連結するロッド４５ａが挿入されている。従ってサブフレーム３５ａ，３５ｂ，３５ｄ，３５ｅが水平方向へ移動するとこれらに対応するスライダ４５も一体的に水平方向へ移動する。
【００２１】
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、表示パネル１の直交する２つの辺の縁部にボンディングされた電子部品５のアウターリードをツール４１により表示パネル１の電極に強く押し付けてボンディング（本圧着）する。
【００２２】
図５（ａ），図６（ａ）は表示パネル１の第１の辺（短辺）の縁部のボンディング位置に電子部品５を個別に圧着してボンディングしている状態を示している。このとき、ツール４１のピッチは第１の辺のボンディング位置の並設ピッチＰ１（第１のピッチ）と同じピッチＰ１である（図３も参照）。
【００２３】
さて、短辺の縁部の電子部品５をすべてボンディングしたならば、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、第２の辺（長辺）の縁部をツール４１の下方に位置させる。図５（ｂ），図６（ｂ）はこのときの状態を示している。このとき、モータ５２を駆動することにより、ツール４１のピッチは、長辺の縁部に並設されたボンディング位置のピッチＰ３（第２のピッチ）に対応して、Ｐ１からＰ２に変更される（図４も参照）。すなわちＰ３の２倍のピッチであるＰ２に変更する。そしてこのようにピッチ変更された５個のツール４１を同時に下降・上昇させて、５個の電子部品５を各ツール４１で個別に表示パネル１に本圧着してボンディングする。なお本実施の形態では、長辺の縁部の１つおきの電子部品５に５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Ｘ方向にピッチＰ２水平移動させ、再度１つおきの電子部品５に５個のツール４１を同時に押し付けてボンディングする。勿論、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。
【００２４】
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５２を駆動してツール４１のピッチを変更する。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基板にボンディングする電子部品のピッチの大きさに応じて、圧着ヘッドのツールのピッチを自由に変更することにより、電子部品のピッチ変更に自由に対応できる。したがって従来のように、電子部品のピッチに応じたヘッド部を備えたボンディング装置を複数個用意する必要はなく、したがって設備コストは安価になり、広い設置スペースも不要となる。
【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側面図
【図３】本発明の一実施の形態における本圧着装置のヘッド部の背面図
【図４】本発明の一実施の形態における本圧着装置のヘッド部の背面図
【図５】（ａ）本発明の一実施の形態における表示パネルの平面図
（ｂ）本発明の一実施の形態における表示パネルの平面図
【図６】（ａ）本発明の一実施の形態におけるボンディング中のツールの正面図
（ｂ）本発明の一実施の形態におけるボンディング中のツールの正面図
【符号の説明】
１  表示パネル（基板）
２  電極
５  電子部品
３０  本圧着装置
３１  テーブル
３１ａ  θテーブル
４０  圧着ヘッド
４１  ツール
【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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