JP3570126B2

JP3570126B2 - Chip mounting equipment

Info

Publication number: JP3570126B2
Application number: JP32123396A
Authority: JP
Inventors: 安登鬼塚; 直紀宮崎
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1996-12-02
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2016-12-02
Also published as: JPH10163265A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルなどの基板にドライバ用のチップを実装するチップの実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルなどの表示パネル用の基板にはドライバ用のチップが実装される。この基板とチップの接合方法として異方性導電材（以下、「ＡＣＦ」という）を使用する方法が知られている。この方法によるチップの実装装置は、基板の回路面の電極にこのＡＣＦを貼着するステーション、貼着されたＡＣＦの上にチップを搭載するステーション、その後搭載されたチップを一定時間加熱圧着するステーションを備えている。
【０００３】
表示パネル用の基板の種類の中には、ポケットベルや電卓などキャラクターディスプレイのみを行う単機能のもので、実装されるドライバチップの数が１つのみのものがある。これらは一般に製品価格としては低価格であり、製造コストも低いものでなければならない。したがってこれらの製造に使用される装置は生産性の高いものであることが求められる。このような実装チップ数が少ない基板へ前記チップの接合方法を適用する場合、以下のような装置の効率上の問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような基板にチップを実装するチップの実装装置には、単に高い実装精度だけでなく、生産性の向上のために高速性が要求される。したがってこの種チップの実装装置は、上記した各工程を互いに連係させて段取りよく行えることが望ましい。しかしながら従来、このような高い実装精度と高速性を共に満足する技術は未だ確立されていない実情にあった。
【０００５】
また前記のような表示パネル用の基板では、搭載点数が少ないことからタクトタイムの中で実装に要する正味時間が占める比率が低く、装置全体の効率を上げるためには実装正味時間以外の時間、すなわち搬送に要する時間や待ち時間の短縮が必要である。この待ち時間短縮のため、実装中にも各工程を行うステーションへ対応したステージに基板の受け渡しを行うことができるようにすることが求められていた。しかしながら従来の装置では、この基板の受け渡しに際して高い位置精度が求められていたため、常に所定位置でしか基板の受け渡しが行えず、実装と基板の受け渡しとを同時に行うことができないという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は前記のような表示パネル等を対象とした生産性の高いチップの実装装置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】
本発明によるチップの実装装置は、基板に異方性導電材を貼着する異方性導電材貼着ステーションと、基板上に貼着された異方性導電材の上にチップを搭載するチップ搭載ステーションと、基板に搭載されたチップを基板に圧着する圧着ヘッドを備えた圧着ステーションと、前記各ステーションに基板を位置決めするステージを備えたチップの実装装置であって、前記基板を位置決めする各々のステージが複数の基板支持テーブルを備え、これら基板支持テーブルが駆動手段により前後動する複数のクランパを基板の複数辺に押しつけて基板を位置決めする位置決め手段を備えた。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記構成の本発明によれば、１つのステーションに対し基板の位置決めをするステージに複数の基板支持テーブルを備えるようにしたことにより、実装中であっても基板の搬送が行える。またそれぞれの基板支持テーブルに位置決め機能を備えたことによりラフな搬送精度で基板の受け渡しが行え、ロス時間の少ない効率的な搬送機構を備えたチップの実装装置が実現される。
【０００９】
以下、本発明の一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のチップの実装装置の正面図、図２は同チップの実装装置の斜視図、図３は同チップの実装装置のＡＣＦ貼着ステーションの斜視図、図４は同チップの実装装置のチップ搭載ステーションの斜視図、図５は、同チップの実装装置の圧着ステーションの斜視図、図６、図７、図８、図９、図１０、図１１は同チップの実装装置の基板の搬送方法を示す平面図である。
【００１０】
まず、図１および図２によりチップの実装装置の全体構成を説明する。図１、図２において１は基板であり、矢印の方向に供給される。本チップの実装装置は、基板１の供給方向より順に、ＡＣＦ貼着ステーション１０、チップ搭載ステーション３０及び圧着ステーション４０の３つのステーションを備えている。これらの各ステーションは、共通架台５上に横一列に配置されている。
【００１１】
ＡＣＦ貼着ステーション１０は、後述するＡＣＦテープを所定長さに切断し基板１の所定位置に貼付する。このＡＣＦ貼着ステーション１０の前方には第１のステージ５０が設けられており、このＡＣＦ貼着ステーション１０に対して基板１を位置決めする。
【００１２】
チップ搭載ステーション３０では、基板１に貼着されたＡＣＦ２の上にチップ３を搭載する。また、チップ搭載ステーション３０の前方には第２のステージ７０が設けられており、このチップ搭載ステーション３０に対して基板１を位置決めする。
【００１３】
圧着ステーション４０では搭載されたチップ３を基板１に所定時間圧着する。このステーション４０は第１の圧着ヘッド４６及び第２の圧着ヘッド４７の２つの圧着ヘッドを備えている。またそれぞれの圧着ヘッド４６，４７に対して基板１を位置決めする第３のステージ８０及び第４のステージ９０が設けられている。
【００１４】
第１のステージ５０の上流側にはプリセンタステージ６が設けられている。プリセンタステージ６は基板１を予め位置決めし、第１のステージに供給する。また第４のステージ９０の下流側には搬出ステージ７が設けられている。搬出ステージ７は第３のステージ８０または第４のステージ９０から搬出される基板１を受け取る。
【００１５】
また各ステージ間で基板１を吸着搬送するために、以下に述べる複数の移送ヘッドが設けられている。供給移送ヘッド１００は、プリセンターステージ６から第１のステージ５０へ、第１の移送ヘッド１０１は第１のステージ５０から第２のステージ７０へ、第２の移送ヘッド１０２は第２のステージ７０から第３のステージ８０または第４のステージ９０へ、搬出移送ヘッド１０３は第３のステージ８０または第４のステージ９０から搬出ステージ７へそれぞれ基板１を吸着して搬送する。
【００１６】
次に図３（ａ），（ｂ）を参照してＡＣＦ貼着ステーション１０及びこのＡＣＦ貼着ステーション１０に基板１を位置決めする第１のステージ５０の構成について説明する。１１は本体フレームであり、以下に説明する各部が配設されている。１２はテープ供給部であり、図示しない内部にＡＣＦテープ１３を供給する機構を内蔵している。ＡＣＦテープ１３は、図３（ｂ）に示すように、セパレータテープ１４にＡＣＦ２を貼着して構成される。
【００１７】
このテープ供給部１２にはＡＣＦテープ１３を引き出すためのテープ取り出し用の開口１５が設けられている。１６はチャックであり、図示しない開閉機構と水平送り機構とを備え、テープ取り出し用の開口１５からテープ１３をチャックして引き出す。またテープ取り出し用の開口１５に近接して上下２枚の切断刃からなるカッタ１７が設けられている。カッタ１７は図示しない駆動手段により上下動し、開口１５から引き出されＡＣＦテープ１３を所定の長さに切断する。
【００１８】
チャック１６によって引き出されたＡＣＦテープ１３の上方には吸着ヘッド１８が設けられている。吸着ヘッド１８はシリンダ１９のロッド１９ａに結合されており、ロッド１９ａが突没することにより上下動する。またこの吸着ヘッド１８は図示しない真空源に接続されており、吸着ヘッド１８内部を真空吸引することにより吸着ヘッド１８の下面で当接物を真空吸着する。したがって吸着ヘッド１８が下降し、先端部をチャック１６にクランプされた状態のＡＣＦテープ１３のセパレータ１４面に当接するとこのＡＣＦテープ１３を吸着する。前述のカッタ１７はこの状態でＡＣＦテープ１３を切断する。また吸着ヘッド１８はさらに下降しこの吸着し切断された状態のＡＣＦテープ１３を基板１に押し付けて貼着する。
【００１９】
本体フレーム１１にはセパレータテープ１４の剥離ユニット２０が装着されている。剥離ユニット２０は基板１に貼着されたＡＣＦテープ１３からセパレータテープ１４のみを剥がすためのもので、以下の要素により構成される。フレーム２１の前面には粘着テープ２２の供給リール２３、巻き取りリール２４が設けられている。供給リール２３、巻き取りリール２４の側方には、シリンダ２５が配設されている。シリンダ２５のロッドにはローラ２６が装着されている。２２は粘着テープであり、供給リール２３から引き出され、ローラ２６を周回して巻き取りリール２４によって巻き取られる。
【００２０】
したがって剥離ユニット２０が基板１の上方に位置決めされた状態でシリンダ２５のロッドが突出するとローラ２６が下降し、ローラ２６を周回する粘着テープ２２は基板１に押しつけられる。この状態で基板１とローラ２６を相対移動させ、ローラ２６を転動させれば基板１に貼着されたＡＣＦテープ１３のうち、セパレータテープ１４のみが粘着テープ２２によって剥離される。
【００２１】
同じく図３（ａ）により第１のステージ５０の構成について説明する。ＡＣＦ貼着ステーション１０の前方には、以下説明する第１の可動テーブル５１が配設されている。５２は第１のＸテーブルであり、この第１のＸテーブル５２の上に第１のＹテーブル５３が載置されている。第１のＹテーブル５３の上には鍵型の支持台５４がＡＣＦ貼着ステーション１０の方向に張り出して装着されている。支持台５４の上面には第１のθテーブル５５が装着されている。ＭＸ１，ＭＹ１，Ｍθ１はそれぞれのテーブルを駆動するモータである。この第１のＸテーブル５２、第１のＹテーブル５３、第１のθテーブル５５などが第１の可動テーブル５１を構成する。
【００２２】
第１のθテーブル５５は回転軸５６を備えており、その上端部にはアーム５７が結合されている。アーム５７の上面には２つの基板支持テーブル５８が装着され、回転軸５６の軸線を中心に水平回転自在となっている。それぞれの基板支持テーブル５８には、基板受け６０及び３つのクランパ６１，６２，６３が装着されている。これらの基板受け６０、及びクランパ６１，６２，６３は、同一の駆動手段によって駆動される４つの駆動体（図示せず）に結合され、基板支持テーブル５８の中心点対称に前後動をする（それぞれの矢印参照）。
【００２３】
また基板受け６０の上面には図示しない吸着口が開口されており、真空吸引されることにより基板１を吸着保持する。すなわち、図示しない駆動手段が駆動されると基板受け６０に吸着された基板１を３方向からクランパ６１，６２，６３が押しつけられ、基板１は基板支持テーブル５８の中心に対して位置合わせされる。このように基板支持テーブル５８により位置合わせされた基板１は、第１の可動テーブル５１が駆動されることにより、ＡＣＦ貼着ステーション１０に対してＸ方向、Ｙ方向及びθ方向について位置合わせされる。
【００２４】
手前側の基板支持テーブル５８の上方には、第１の移送ヘッド１０１が設けられている。第１の移送ヘッド１０１は昇降と水平方向の移動が可能な吸着ヘッドで第１ステージ５０の手前側の基板支持テーブル５８上の基板１を吸着し、第２のステージ７０に移送する。
【００２５】
次に図４を参照してチップ搭載ステーション３０の構成を説明する。図３において３１はパレットであって、図示しない駆動手段により矢印方向にピッチ送りされる。パレット３１の上にはトレイ３２が載置されている。トレイ３２はこのチップ搭載ステーション３０で基板１上に搭載されるチップ３を収納する。トレイ３２の上方にはチップピックアップヘッド３３が設けられている。チップピックアップヘッド３３は図示しない駆動手段によりＸ方向の移動と昇降が可能となっている。チップピックアップヘッド３３はトレイ３２にバンプ面を上向きにして収納されたチップ３を真空吸着してピックアップする。
【００２６】
チップピックアップヘッド３３の下方には反転ユニット３５が設けられている。反転ユニット３５は回転可能な直立した円盤の外周に吸着式のチップ保持ヘッド３４を装着したものである。チップ保持ヘッド３４は直上向きの位置でチップピックアップヘッド３３からチップ３を受け取る。反転ユニット３５の直下にはチッププリセンタ３６が配設されている。チッププリセンタ３６は反転ユニット３５のチップ保持ヘッド３４からチップ３を受け取る。このとき反転ユニット３５は上下方向へ１８０度回転しており、チップ３は反転されてバンプが下向きとなっている。またチッププリセンター３６にはセンタリング機構が備えられており、４方向からチップ３を押しつけて位置決めをする。このチッププリセンタ３６は支持台３７上に前後方向にスライド可能に装着されている。
【００２７】
支持台３７の前端部の上方にはロータリーヘッド３８が水平回転可能に配設されている。ロータリーヘッド３８は位置割出しが可能な回転体であり、それぞれの割り出し位置にはチップの搭載ヘッド３９が装着されている。搭載ヘッド３９は昇降可能な吸着ヘッドである。チッププリセンタ３６はチップ３を受け取るとセンタリングをし、図の点線の位置へスライドして搭載ヘッド３９へチップ３を受け渡す。チップ搭載ヘッド３９は受け取ったチップ３を基板１に貼着されたＡＣＦ２の上に搭載する。基板１の、チップ３の搭載位置の下方にはＣＣＤカメラ７９が設置されており、チップ３のバンプ面及び基板１面の位置認識マークを画像により取り込み、制御部（図外）へ画像データを送る。
【００２８】
このチップ搭載ステーション３０にはこのチップ搭載ステーション３０に対して基板１を位置決めする第２のステージ７０が設けられている。この第２のステージ７０は第２の可動テーブル７１を備えている。可動テーブル７１は、第２のＸテーブル７２、第２のＹテーブル７３から成っている。Ｙテーブル７３上には支持台７４が設けられており、支持台７４上には第２のθテーブル７５が設けられている。ＭＸ２，ＭＹ２，Ｍθ２はそれぞれの駆動用モータである。第２のθテーブル７５の回転軸７６の上端にはアーム７７が結合されている。このアーム７７の上面には２つの基板支持テーブル７８が装着されている。これら第２の可動テーブル７１及び基板支持テーブル７８は第１のステージ５０の第１の可動テーブル５１及び基板支持テーブル５８と同様の構成であるので説明は省略する。
【００２９】
第２の移送ヘッド１０２は第１の移送ヘッド１０１と同様の吸着ヘッドで、第２ステージ７０の手前側の基板支持テーブル７８上の基板１を吸着し、第３のステージ８０または第４のステージ９０に選択的に移送する。この移送については後に詳述する。
【００３０】
次に図５により圧着ステーション４０の構成を説明する。４１は門型フレームであって、下板４２、天板４３及びコラム４４からなる。天板４３には支持プレート４５が取り付けられている。支持プレート４５には第１の圧着ヘッド４６及び第２の圧着ヘッド４７が装着されている。それぞれの圧着ヘッド４６，４７の下部には圧着ツール４８が備えられ、チップ３を加熱するとともにチップ３に対して上からの押圧力を加える。また圧着ツール４８の下方の圧着位置には受け台４９が設けられており、チップ３が圧着される基板１の下面を受け圧着荷重を支持する。
【００３１】
この圧着ステーション４０に対応して、それぞれの圧着ヘッド４６，４７に対して別個に基板１を位置決めする第３のステージ８０及び第４のステージ９０が設けられている。第３のステージ８０には２つの基板支持テーブル８８が、また第４のステージ９０には同様に２つの基板支持テーブル９８が設けられている。図５において８２は第３のＸテーブルである。この第３のＸテーブル８２上には図示しない共通のスライドレールを利用して第３のＹテーブル８３、及び第４のＹテーブル９３の２つのＹテーブルが装着されている。第３のＸテーブル８２には、これら２つのＹテーブルに対応してモータＭＸ３，ＭＸ４が設けられ、それぞれ独立して駆動される。ＭＹ３は第３のＹテーブル８３のモータ、ＭＹ４は第４のＹテーブル９３のモータである。第３のＹテーブル８３と第４のＹテーブル９３上には支持台８４，９４がそれぞれ設けられている。支持台８４，９４上にはそれぞれ第３のθテーブル８５と第４のθテーブル９５が設けられている。Ｍθ３，Ｍθ４はそれぞれの駆動用モータである。各θテーブル８５，９５の回転軸８６，９６にはアーム８７，９７が結合されており、アーム８７，９７上には基板支持テーブル８８，９８が２個装着されている。
【００３２】
１０３は搬出移送ヘッドであり、第１の移送ヘッド１０１と同様の吸着ヘッドである。搬出移送ヘッド１０３は、第３のステージ８０の基板支持テーブル８８または第４のステージ９０の基板支持テーブル９８上の基板１を選択的に真空吸着し、搬出ステージ７（図１）に移送する。
【００３３】
次に図６を参照して本チップの実装装置の搬送手段の構成について説明する。１０４は移動フレームであって、以下に説明する基板の各移送ヘッドがこの共通の移動フレーム１０４上に配設されている。供給移送ヘッド１００は最も上流側に配設され、待機時にはプリセンタステージ６上に位置する。この供給移送ヘッド１００はプリセンタステージ６から第１のステージ５０へ基板１を移送する。供給移送ヘッド１００に続いて、第１の移送ヘッド１０１が設けられ、待機時には第１のステージ５０上に位置する。この第１の移送ヘッド１０１は第１のステージ５０から第２のステージ７０へ基板１を移送する。
【００３４】
第１の移送ヘッド１０１に続いて第２の移送ヘッド１０２が設けられ、待機時には第２のステージ７０上に位置する。第２の移送ヘッド１０２は第２のステージ７０から、第３のステージ８０または第４のステージ９０に選択的に基板１を移送する。搬出移送ヘッド１０３は最も下流側に位置し、待機時には第３のステージ８０または第４のステージ９０上に位置する。搬出移送ヘッド１０３は第３のステージ８０または第４のステージ９０から搬出ステージ７まで基板１を搬送する。
【００３５】
移動フレーム１０４の側面には水平方向移動手段であるシリンダ１０５のロッド１０５ａが結合されている。シリンダ１０５のロッド１０５ａが突没すると、全ての移送ヘッド１００，１０１，１０２，１０３が同時に横方向（Ｘ方向）へスライドする。
【００３６】
隣接する各ステージ間のピッチは、プリセンタステージ６から第３のステージ８０に至るまでの各ピッチ及び第３のステージ８０と搬出ステージ７間についてはＸ１、第３のステージ８０と第４のステージ９０間のみがＸ２となっている。第２の移送ヘッド１０１は第１のピッチ変更手段であるシリンダ１０６のロッド１０６ａと、また搬出移送ヘッド１０３は第２のピッチ変更手段であるシリンダ１０７にロッド１０７ａと結合されている。これら２つのシリンダ１０６，１０７のストロークはＸ２である。したがってこれらのシリンダ１０６，１０７のロッド１０６ａ，１０７ａが突没することにより、第２の移送ヘッド１０２及び搬出移送ヘッド１０３の移動フレーム１０４上での位置をＸ２だけ移動させることができる。
【００３７】
次に図１２および図１３を参照して各ステージに使用されている基板支持テーブルおよびθテーブルの構成を基板支持テーブル５８及び第１のθテーブル５５を例にとって説明する。図１２は、本発明の一実施の形態のチップの実装装置の基板支持テーブルの平面図、図１３は同チップの実装装置の基板支持テーブルの側面図である。第１のθテーブル５５のベースとなる支持台１１０の上面には２条のレール１１１が配設されている。このレール１１１にはスライダ１１２が嵌合しこのスライダ１１２には支持プレート１１３が装着されている。したがってこの支持プレート１１３は支持台１１０に対しスライド自在となっている。
【００３８】
支持プレート１１３にはナット１１３ａが結合され、このナット１１３ａには送りネジ１１４が挿入されている。この送りネジ１１４はパルス制御可能なθモータＭθ１によって駆動される。また支持プレート１１３の端部にはラック１１５が装着され、このラック１１５はピニオン１１６とかみ合っている。したがって、モータ１１７が正逆回転することにより、ピニオン１１６を正逆回転駆動する。ピニオン１１６には回転軸５６が嵌通している。
【００３９】
回転軸５６の下端部は支持台１１０に突設された軸受１２０によって軸止されている。回転軸５６の上端にはアーム５７が装着され、回転軸５６回りに旋回可能となっている。アーム５７の上面には１対の基板支持テーブル５８が装着されている。基板支持テーブル５８は基板１を吸着支持するためのもので、以下説明するセンタリング機構を備えている。アーム５７の上面にはエアチャック１２４が装着されている。エアチャック１２４は同一の駆動手段により駆動される４つの駆動体１２３を備えている。すなわち、エアチャック１２４を駆動すると、これらの４つの駆動体１２３はエアチャック１２４の中心点に対称に４方向から前後動をする（図１２の矢印参照）。
【００４０】
このエアチャック１２４の中心点は基板支持テーブル５８の中心点にほぼ一致する。駆動体１２３の１つには基板受け６０が装着されている。基板受け６０には吸着口１２６が設けられ、図示しない真空源に接続されている。真空吸引により基板受け６０は基板１を
吸着する。他の３つの駆動体１２３にはクランパ６１，６２，６３が装着されている。
【００４１】
基板受け６０に基板１を吸着した状態でエアチャック１２４が駆動すると、基板１は基板受け６０により基板支持テーブル５８の中心点に向かって移動する。基板１はその移動の途中でクランパ６１，６２，６３により３方向から中心点に向かって押しつけられる。したがって基板１は基板支持テーブル５８に対して位置決めされる。また、図１３において右側の基板支持テーブル５８上の基板１上のＡＣＦ２やチップ３が搭載される部分は基板受け６０からはみ出した位置にあり、下方からのカメラ７９による撮像を可能にしている。
【００４２】
このチップの実装装置は上記のような構成より成り、以下、各図を参照して全体の動作を説明する。まず図３を参照してＡＣＦ貼着ステーション１０の動作を説明する。図３において、ＡＣＦテープ１３はチャック１６によってテープ供給部１２より所定長さだけ引き出されその先端部をクランプされている。次にシリンダ１９が突出すると吸着ヘッド１８が下降する。吸着ヘッド１８がＡＣＦテープ１３のセパレータテープ１４の上面に当接すると吸着ヘッド１８がＡＣＦテープ１３を吸着する。
【００４３】
次にカッタ１７が動作しＡＣＦテープ１３を切断する。次にチャック１６が開きＡＣＦテープ１３先端のクランプが解除されると切断されたＡＣＦテープ１３は吸着ヘッド１８のみによって吸着保持された状態となる。
【００４４】
次に吸着ヘッド１８は予め位置決めされた基板１の上面に向かって下降し切断されたＡＣＦテープ１３を基板面の所定位置に押し当てＡＣＦ２を貼着する。貼着後吸着ヘッド１８は上昇し待機位置に戻る。ＡＣＦテープ１３はカッタ１７位置の上流をクランプされており、ＡＣＦテープ１３の先端部はフリーな状態でカッタ１７位置まで突出している。
【００４５】
次にチャック１６が開状態で後退し、この突出したテープ１３先端をクランプしたならば再び前進する。この動作によりＡＣＦテープ１３は所定長さだけ引き出され、説明開始時の状態に戻る。また貼着されたＡＣＦテープ１３の表面のセパレータテープ１４は剥離ユニット２０によって剥離され、粘着テープ２２の表面に移し取られる。
【００４６】
次に図３を参照して第１のステージ５０の動作について説明する。プリセンタステージ６にて位置決めされた基板１は供給移送ヘッド１００により吸着され、第１のステージ５０の手前側の基板支持テーブル５８に移送される。移送時には基板支持テーブル５８のクランパ６１，６２，６３は後退位置にある。すなわちクランパ６１，６２，６３の前部端面で囲まれる範囲は基板１よりも大きい。したがって基板１の移送に際してはこれらクランパ６１，６２，６３の前部端面で囲まれる範囲内に基板を置けばよい。この範囲に置かれた基板１は前述のセンタリング機能により基板支持テーブル５８に対し正確に位置決めされる。
【００４７】
次に基板１がセットされた基板支持テーブル５８は第１のθテーブル５５により１８０度旋回し、ＡＣＦ貼着ステーション１０に対し位置決めされる。このようにして位置決めされた基板１にＡＣＦテープ１３が貼着される。ＡＣＦテープ１３の貼着が完了した後、この基板１がセットされた基板支持テーブル５８は第１のθテーブル５５により再び１８０度旋回し、手前側の位置に戻る。次にクランパ６１，６２，６３が後退するとともに、基板受け６０の真空吸着が解除される。この状態で基板１はフリーとなり、第１移送のヘッド１０１による移送が可能となる。この動作は第２のステージ７０以下においても同様である。
【００４８】
次にチップ搭載ステーション３０の動作を図４を参照して説明する。チップ３はトレイ３２内にバンプを上向きに収納されている。チップピックアップヘッド３３はＸ方向にスライドし、トレイ３２のチップ３をピックアップする。
【００４９】
このようにしてピックアップされたチップ３はバンプを上向きの姿勢で反転ユニット３５の保持ヘッド３４に渡される。反転ユニット３５は１８０度回転し受け取ったチップ３をバンプ面が下向きの姿勢でチッププリセンタ３６に渡す。チッププリセンタ３６はロータリヘッド３８の搭載ヘッド３９との受け渡し位置（点線参照）までスライドする。搭載ヘッド３９はチッププリセンタ３６上に下降し、チップ３を吸着した後上昇する。
【００５０】
次にロータリーヘッド３８は旋回しチップ３が搭載位置まできたならば停止し待機する。一方、第１のステージ５０にてＡＣＦ２を貼着された基板１は、第１のステージ５０から第１の移送ヘッド１０１により吸着され第２のステージ７０の手前側の基板支持テーブル７８に移送される。基板１は第１のステージ５０と同様に基板支持テーブル７８によってセンタリングされ、その後１８０度旋回してチップ搭載ステーション３０に対して位置決めされる。
【００５１】
この状態でチップ搭載位置の下方に位置するＣＣＤカメラ７９がチップ３のバンプと基板１の位置認識マークの画像を取り込み、画像によるチップ３と基板１の位置合わせが行われる。この位置合わせは第２のＸテーブル７２、第２のＹテーブル７３、第２のθテーブル７５を微小駆動することにより行われる。この位置合わせ後、搭載ヘッド３９が下降しチップ３を基板１のＡＣＦ２の上に搭載する。
【００５２】
次に、圧着ステーション４０の動作を図５を参照して説明する。第２のステージ７０からチップ３が搭載された基板１が第２の移送ヘッド１０２により、第３のステージ８０または第４のステージ９０の手前側の基板支持テーブル８８，９８のいずれかに移送される。以下第３のステージ８０に移送された場合について説明する。この基板１は前述のセンタリング機能により第３のステージ８０の基板位置決めテーブル８８の中心に対して位置決めされる。その後この基板支持テーブル８８はさらに第３のθテーブル８５によって１８０度旋回し、第３のＹテーブル８６が前進することにより第１の圧着ヘッド４６に対して位置決めされる。
【００５３】
この位置決めされた状態では、基板１のチップ搭載部分は圧着ステーション４０の受け台４９上に載置されている。次に第１の圧着ヘッド４６が下降し、先端の圧着ツール４８がチップ３の上面に当接しチップ３を加熱するとともに所定時間押圧する。このとき、押圧力は受け台４９にて支持され、基板支持テーブル８８には押圧荷重は作用しない。
【００５４】
所定の押圧時間が経過すると第１の圧着ヘッド４６は上昇し、第３のステージ８０は第３のＹテーブル８３により後退する。次いで第３のθテーブル８３によって圧着後の基板１を載置した基板支持テーブル８８が手前側に戻る。この圧着後の基板１は搬出ヘッド１０３により搬出ステージ７へと移載される。
【００５５】
次に本チップの実装装置の搬送系全体の動作について、図６から図１１を参照して説明する。図６において、英字Ａ，Ｂ，Ｃ・・・Ｉは基板１を表し、アルファベットの順序は基板１が本装置に供給された順序を表している。すなわち、基板Ａが一番最初に装置に供給され、基板Ｉが一番最後に供給されたものである。図６では、基板Ａは圧着中、基板Ｂは圧着開始、基板Ｃ、基板Ｄは圧着待ちの状態である。同様に基板Ｅはチップ３の搭載中、基板Ｆはチップ３の搭載待ち、基板ＧはＡＣＦ２の貼着中、基板ＨはＡＣＦ２の貼着待ち、基板Ｉは搬入待ちの状態であることを示している。
【００５６】
図７は、各ステーションの工程が進行して第１のステージ５０では基板ＧへのＡＣＦ２の貼着が、第２のステージ７０では基板Ｅへのチップ３の搭載が、第３のステージ８０では基板Ａの圧着がそれぞれ完了し、工程を終えたそれぞれのステージで基板支持テーブルが１８０度旋回した状態を示している。第４のステージ９０では基板Ｂが依然チップ３の圧着中である。
【００５７】
図８では、搬入待ちであった基板Ｉ及び工程を完了した基板Ｇ，Ｅ，Ａの４つの基板が同時に搬送される途中の状態を示している。この搬送は４つの各移送ヘッド１００，１０１，１０２，１０３が基板１を吸着し、移動フレーム１０４が水平移動手段１０５によってＸ１だけ水平移動することにより行われる。
【００５８】
図９はその後工程が進行した状態を示す。プリセンタステージ６には新たな基板Ｊが供給され搬入待ち、第１ステージ５０では基板ＩがＡＣＦ２の貼着待ち、基板ＨがＡＣＦ２の貼着中である。第２ステージ７０では基板Ｇがチップ３の搭載待ち、基板Ｆがチップ３の搭載中である。第３のステージ８０では基板Ｅが圧着待ち、基板Ｃが圧着開始した状態である。第４のステージ９０では基板Ｄが圧着待ち、基板Ｂは依然圧着中である。また基板Ａは搬出ステージにおいて搬出待ちである。このとき、搬出ヘッド１０３は第２のピッチ変更手段であるシリンダ１０７が突出し、ピッチがＸ１＋Ｘ２となり第４ステージ９０から基板Ｄを取り出せるようスタンバイ状態にある。
【００５９】
図１０は工程が更に進行した状態を示している。すなわち、第１のステージ５０では基板ＨへのＡＣＦ２の貼着が、第２のステージ７０では基板Ｆへのチップ３の搭載が、また第４のステージ９０では基板Ｂの圧着がそれぞれ完了している。第３のステージ８０では基板Ｃの圧着がタイムアップせず、進行中である。この状態で、各移送ヘッド１００，１０１，１０２，１０３が下降して搬入待ちであった基板Ｊおよびそれぞれの工程を完了した基板Ｈ，Ｆ，Ｂの吸着動作に移る。
【００６０】
図１１は搬送が完了した状態を示す。搬入待ちであった基板Ｊと、前工程が完了した基板Ｈ，Ｆ，Ｂは、それぞれ次のステージへと進んでいる。これら４つの基板は共通の移動フレーム１０４に装着された４つの移送ヘッド１００，１０１，１０２，１０３によって同時に搬送される。この場合、移動フレーム１０４の水平移動と同時に第１のピッチ変更手段であるシリンダ１０６が突出し、第１の移送ヘッド１０１と第２の移送ヘッド１０２との間隔がＸ１＋Ｘ２へと変更され、また同時に第２のピッチ変更手段であるシリンダ１０７が後退し、第２の移送ヘッド１０２と搬出ヘッド１０３との間隔がＸ１−Ｘ２に変更される。
【００６１】
この結果第２のステージ７０にあった基板Ｆは第３のステージ８０を飛び越えて第４のステージ９０に移送される。また第４のステージ９０にあった基板Ｆは共通ピッチＸ１より近いＸ１−Ｘ２の距離にある搬出ステージ７に移載される。
【００６２】
次に図１２および図１３を参照して各ステージに用いられている基板支持テーブルとθテーブルの動作について説明する。図１２において右側の基板支持テーブル５８は実装中の基板１を支持するため、また左側の基板支持テーブル５８は基板１の受け渡しのためのものである。
【００６３】
上流側のステージからの基板１を受け取る前の基板支持テーブル５８は、図１２のように３つのクランパ６１，６２，６３と基板受け６０は基板支持テーブルの中心点から遠ざかった位置に後退している。この状態では３つのクランパ６１，６２，６３の前端面で囲まれる部分は基板寸法より大きく、十分なクリアランスを持って上流側のステージから移送される基板１を受け入れることができる。
【００６４】
基板１が基板支持テーブル５８上に載置されると基板受けの吸着口１２６が真空吸引を開始し、基板１は吸着保持される。この状態でエアチャック１２４が駆動され、４つの駆動体１２３は中心点対称に前進する。このため基板１は中心側へ寄せられるとともに３方向からクランパ６１，６２，６３により押しつけられる。この結果基板１は基板支持テーブル５８の中心点に対し位置決めされる。次にモータ１１７の回転によりアーム１２１が１８０度回転することで位置決めされた基板１と、実装が完了した基板１が入れ替えられる。
【００６５】
基板支持テーブル５８でセンタリングされた状態の基板１は、実装ステーションに対しては完全に位置決めされておらず、位置補正が行われる。位置補正は各ステージのＸテーブル、Ｙテーブル（図外）およびモータ１１７を駆動することによるアーム１２１の角度補正によって行われる。また、チップ搭載ステーション３０では、搭載位置の下方のカメラ７９によりチップ３のバンプと基板１の位置認識マークの画像が取り込まれこの結果により位置補正が行われる。
【００６６】
また各工程が完了した基板１はアーム１２１の回転により左側の基板受け渡し位置に移動する。その後基板支持テーブル５８のクランパ６１，６２，６３が後退しまた基板受け６０の真空吸引が解除され基板１はフリーとなる。この状態で各移送ヘッドがこの基板１を吸着し下流側のステージへと移送する。
【００６７】
本発明は上記実施の形態に限定されないのであって、例えば基板支持テーブル１２２の数は２つに限らず３以上でもよく、センタリング機構のクランプ方向も３つには限定されない。またセンタリング機構の駆動源も前後動を行うものであればエアチャックには限定されない。
【００６８】
【発明の効果】
上記構成の本発明によれば、１つのステーションに対し基板の位置決めをするステージに複数の基板支持テーブルを備えるようにしたことにより、実装中であっても基板の搬送が行える。またそれぞれの基板支持テーブルに位置決め機能を備えたことによりラフな搬送精度で基板の受け渡しが行え、ロス時間の少ない効率的な搬送機構を備えたチップの実装装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のチップの実装装置の正面図
【図２】本発明の一実施の形態のチップの実装装置の斜視図
【図３】本発明の一実施の形態のチップの実装装置のＡＣＦ貼着ステーションの斜視図
【図４】本発明の一実施の形態のチップの実装装置のチップ搭載ステーションの斜視図
【図５】本発明の一実施の形態のチップの実装装置の圧着ステーションの斜視図
【図６】本発明の一実施の形態のチップの実装装置の基板の搬送方法を示す平面図
【図７】本発明の一実施の形態のチップの実装装置の基板の搬送方法を示す平面図
【図８】本発明の一実施の形態のチップの実装装置の基板の搬送方法を示す平面図
【図９】本発明の一実施の形態のチップの実装装置の基板の搬送方法を示す平面図
【図１０】本発明の一実施の形態のチップの実装装置の基板の搬送方法を示す平面図
【図１１】本発明の一実施の形態のチップの実装装置の基板の搬送方法を示す平面図
【図１２】本発明の一実施の形態のチップの実装装置の基板支持テーブルの平面図
【図１３】本発明の一実施の形態のチップの実装装置の基板支持テーブルの側面図
【符号の説明】
１基板
２ＡＣＦ
３チップ
６プリセンタステージ
７搬出ステージ
１０ＡＣＦ貼着ステーション
３０チップ搭載ステーション
４０圧着ステーション
５０第１のステージ
７０第２のステージ
８０第３のステージ
９０第４のステージ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a chip mounting device for mounting a driver chip on a substrate such as a liquid crystal panel.
[0002]
[Prior art]
A driver chip is mounted on a display panel substrate such as a liquid crystal panel. As a method for bonding the substrate and the chip, a method using an anisotropic conductive material (hereinafter, referred to as “ACF”) is known. A chip mounting apparatus according to this method includes a station for attaching the ACF to an electrode on the circuit surface of the substrate, a station for mounting the chip on the attached ACF, and a station for heating and pressing the mounted chip for a predetermined time. It has.
[0003]
Among the types of display panel substrates, there is a single-function type such as a pager or a calculator that performs only a character display and has only one driver chip mounted. These generally have low product prices and low production costs. Therefore, it is required that the devices used for the production have high productivity. When applying the method of bonding chips to a substrate having a small number of mounted chips, there is a problem in the efficiency of the following apparatus.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
A chip mounting apparatus that mounts a chip on a substrate as described above requires not only high mounting accuracy but also high speed in order to improve productivity. Therefore, it is desirable that this type of chip mounting apparatus be able to perform the above-described steps in a coordinated manner so that the steps can be performed well. However, conventionally, a technology satisfying both of such high mounting accuracy and high speed has not yet been established.
[0005]
Further, in the display panel substrate as described above, since the number of mounting points is small, the ratio of the net time required for mounting in the tact time is low, and in order to increase the efficiency of the entire apparatus, a time other than the net time for mounting, That is, it is necessary to reduce the time required for transport and the waiting time. In order to reduce the waiting time, it has been demanded that the substrate can be transferred to a stage corresponding to a station for performing each process even during mounting. However, in the conventional apparatus, since high positional accuracy is required when transferring the board, the board can be transferred only at a predetermined position at all times, and there is a problem that the mounting and the transferring of the board cannot be performed at the same time. .
[0006]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a chip mounting device having high productivity for the display panel and the like as described above.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The chip mounting apparatus according to the present invention includes an anisotropic conductive material bonding station for bonding an anisotropic conductive material to a substrate, and a chip for mounting the chip on the anisotropic conductive material bonded to the substrate. A mounting station, a crimping station having a crimping head for crimping a chip mounted on the substrate onto the substrate, and positioning the substrate at each of the stations. Rusu A stage for positioning the substrate, wherein each stage for positioning the substrate includes a plurality of substrate support tables, and the substrate support tables press a plurality of clampers, which are moved back and forth by driving means, on a plurality of sides of the substrate. And positioning means for positioning the substrate.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the present invention having the above configuration, the stage for positioning the substrate with respect to one station is provided with a plurality of substrate support tables, so that the substrate can be transferred even during mounting. In addition, since each substrate support table is provided with a positioning function, a substrate can be transferred with rough transfer accuracy, and a chip mounting apparatus having an efficient transfer mechanism with less loss time is realized.
[0009]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a chip mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the chip mounting apparatus, FIG. 3 is a perspective view of an ACF attaching station of the chip mounting apparatus, and FIG. Is a perspective view of a chip mounting station of the chip mounting apparatus, FIG. 5 is a perspective view of a crimping station of the chip mounting apparatus, and FIGS. 6, 7, 8, 9, 10, and 11 are the same chip. FIG. 4 is a plan view showing a method of transporting a substrate of the mounting device of FIG.
[0010]
First, the overall configuration of the chip mounting apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a substrate, which is supplied in the direction of the arrow. The chip mounting apparatus includes three stations of an ACF attaching station 10, a chip mounting station 30, and a pressure bonding station 40 in order from the supply direction of the substrate 1. Each of these stations is arranged in a row on the common gantry 5.
[0011]
The ACF adhering station 10 cuts an ACF tape (to be described later) into a predetermined length and pastes it at a predetermined position on the substrate 1. A first stage 50 is provided in front of the ACF attaching station 10, and positions the substrate 1 with respect to the ACF attaching station 10.
[0012]
In the chip mounting station 30, the chip 3 is mounted on the ACF 2 adhered to the substrate 1. A second stage 70 is provided in front of the chip mounting station 30, and positions the substrate 1 with respect to the chip mounting station 30.
[0013]
In the crimping station 40, the mounted chip 3 is crimped on the substrate 1 for a predetermined time. This station 40 has two crimping heads, a first crimping head 46 and a second crimping head 47. Further, a third stage 80 and a fourth stage 90 for positioning the substrate 1 with respect to the respective pressure bonding heads 46 and 47 are provided.
[0014]
The pre-center stage 6 is provided upstream of the first stage 50. The pre-center stage 6 positions the substrate 1 in advance and supplies the substrate 1 to the first stage. An unloading stage 7 is provided downstream of the fourth stage 90. The unloading stage 7 receives the substrate 1 unloaded from the third stage 80 or the fourth stage 90.
[0015]
A plurality of transfer heads described below are provided for sucking and transporting the substrate 1 between the stages. The supply transfer head 100 moves from the pre-center stage 6 to the first stage 50, the first transfer head 101 moves from the first stage 50 to the second stage 70, and the second transfer head 102 moves to the second stage 70. From the third stage 80 or the fourth stage 90 to the third stage 80 or the fourth stage 90, the unloading transfer head 103 sucks and transports the substrate 1 from the third stage 80 or the fourth stage 90 to the unloading stage 7, respectively.
[0016]
Next, the configuration of the ACF attaching station 10 and the first stage 50 for positioning the substrate 1 at the ACF attaching station 10 will be described with reference to FIGS. Reference numeral 11 denotes a main body frame, on which components described below are provided. Reference numeral 12 denotes a tape supply unit, which has a built-in mechanism for supplying the ACF tape 13 to the inside (not shown). The ACF tape 13 is configured by attaching an ACF 2 to a separator tape 14 as shown in FIG.
[0017]
The tape supply section 12 is provided with an opening 15 for taking out a tape for pulling out the ACF tape 13. Reference numeral 16 denotes a chuck, which includes an opening / closing mechanism and a horizontal feed mechanism (not shown), and chucks and pulls out the tape 13 from an opening 15 for taking out the tape. In addition, a cutter 17 including two upper and lower cutting blades is provided near the opening 15 for taking out the tape. The cutter 17 is moved up and down by a driving unit (not shown), and is pulled out from the opening 15 to cut the ACF tape 13 into a predetermined length.
[0018]
Above the ACF tape 13 pulled out by the chuck 16, a suction head 18 is provided. The suction head 18 is connected to a rod 19a of a cylinder 19, and moves up and down as the rod 19a protrudes and retracts. The suction head 18 is connected to a vacuum source (not shown), and the inside of the suction head 18 is vacuum-sucked so that a contact object is vacuum-sucked on the lower surface of the suction head 18. Therefore, when the suction head 18 is lowered and the front end of the suction head 18 comes into contact with the surface of the separator 14 of the ACF tape 13 clamped by the chuck 16, the ACF tape 13 is suctioned. The cutter 17 cuts the ACF tape 13 in this state. Further, the suction head 18 further descends, and presses the ACF tape 13 in the cut and sucked state to the substrate 1 to attach it.
[0019]
A peeling unit 20 for the separator tape 14 is mounted on the main body frame 11. The peeling unit 20 is for peeling only the separator tape 14 from the ACF tape 13 adhered to the substrate 1, and is constituted by the following elements. A supply reel 23 and a take-up reel 24 for the adhesive tape 22 are provided on the front surface of the frame 21. A cylinder 25 is disposed beside the supply reel 23 and the take-up reel 24. A roller 26 is mounted on a rod of the cylinder 25. Reference numeral 22 denotes an adhesive tape, which is pulled out from the supply reel 23, wraps around the roller 26, and is taken up by the take-up reel 24.
[0020]
Therefore, when the rod of the cylinder 25 projects while the peeling unit 20 is positioned above the substrate 1, the roller 26 descends, and the adhesive tape 22 circling the roller 26 is pressed against the substrate 1. In this state, when the substrate 1 and the roller 26 are relatively moved and the roller 26 is rolled, only the separator tape 14 of the ACF tape 13 adhered to the substrate 1 is peeled off by the adhesive tape 22.
[0021]
Similarly, the configuration of the first stage 50 will be described with reference to FIG. A first movable table 51 described below is disposed in front of the ACF attaching station 10. Reference numeral 52 denotes a first X table, on which a first Y table 53 is mounted. A key-shaped support 54 is mounted on the first Y table 53 so as to project in the direction of the ACF attaching station 10. A first θ table 55 is mounted on the upper surface of the support base 54. MX1, MY1, and Mθ1 are motors for driving the respective tables. The first X table 52, the first Y table 53, the first θ table 55, and the like constitute a first movable table 51.
[0022]
The first θ table 55 includes a rotation shaft 56, and an arm 57 is coupled to an upper end thereof. Two substrate support tables 58 are mounted on the upper surface of the arm 57, and are horizontally rotatable about the axis of the rotating shaft 56. On each substrate support table 58, a substrate receiver 60 and three clampers 61, 62, 63 are mounted. The substrate receiver 60 and the clampers 61, 62, 63 are coupled to four driving bodies (not shown) driven by the same driving means, and move back and forth symmetrically with respect to the center point of the substrate supporting table 58 ( Each arrow).
[0023]
A suction port (not shown) is opened on the upper surface of the substrate receiver 60, and the substrate 1 is sucked and held by vacuum suction. That is, when a driving unit (not shown) is driven, the clampers 61, 62, 63 press the substrate 1 adsorbed on the substrate receiver 60 from three directions, and the substrate 1 is aligned with the center of the substrate support table 58. . The substrate 1 thus aligned by the substrate support table 58 is aligned with respect to the ACF attaching station 10 in the X, Y, and θ directions by driving the first movable table 51. .
[0024]
Above the substrate support table 58 on the near side, a first transfer head 101 is provided. The first transfer head 101 is a suction head that can move up and down and move in the horizontal direction, sucks the substrate 1 on the substrate support table 58 on the front side of the first stage 50, and transfers the substrate 1 to the second stage 70.
[0025]
Next, the configuration of the chip mounting station 30 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, reference numeral 31 denotes a pallet, which is pitch-fed in the direction of the arrow by a driving means (not shown). On the pallet 31, a tray 32 is placed. The tray 32 stores the chips 3 mounted on the substrate 1 in the chip mounting station 30. A chip pickup head 33 is provided above the tray 32. The chip pickup head 33 can be moved and moved up and down in the X direction by driving means (not shown). The chip pickup head 33 picks up the chip 3 stored in the tray 32 with the bump surface facing upward by vacuum suction.
[0026]
A reversing unit 35 is provided below the chip pickup head 33. The reversing unit 35 has a suction-type chip holding head 34 mounted on the outer periphery of a rotatable upright disk. The chip holding head 34 receives the chip 3 from the chip pickup head 33 at a position directly upward. A chip pre-center 36 is provided immediately below the reversing unit 35. The chip pre-center 36 receives the chip 3 from the chip holding head 34 of the reversing unit 35. At this time, the reversing unit 35 is rotated 180 degrees in the vertical direction, and the chip 3 is reversed and the bumps are directed downward. The chip pre-center 36 is provided with a centering mechanism, and presses the chip 3 from four directions to perform positioning. The chip pre-center 36 is mounted on a support base 37 so as to be slidable in the front-rear direction.
[0027]
A rotary head 38 is disposed above the front end of the support table 37 so as to be horizontally rotatable. The rotary head 38 is a rotating body whose position can be indexed, and a chip mounting head 39 is mounted at each indexing position. The mounting head 39 is a vertically movable suction head. When the chip pre-center 36 receives the chip 3, it performs centering, slides to the position indicated by the dotted line in the figure, and transfers the chip 3 to the mounting head 39. The chip mounting head 39 mounts the received chip 3 on the ACF 2 attached to the substrate 1. A CCD camera 79 is provided below the mounting position of the chip 3 on the substrate 1, and the position recognition mark on the bump surface of the chip 3 and the surface of the substrate 1 is captured as an image, and the image data is sent to a control unit (not shown). send.
[0028]
The chip mounting station 30 is provided with a second stage 70 for positioning the substrate 1 with respect to the chip mounting station 30. The second stage 70 has a second movable table 71. The movable table 71 includes a second X table 72 and a second Y table 73. A support table 74 is provided on the Y table 73, and a second θ table 75 is provided on the support table 74. MX2, MY2, and Mθ2 are respective drive motors. An arm 77 is connected to the upper end of the rotation shaft 76 of the second θ table 75. On the upper surface of the arm 77, two substrate support tables 78 are mounted. Since the second movable table 71 and the substrate support table 78 have the same configuration as the first movable table 51 and the substrate support table 58 of the first stage 50, the description is omitted.
[0029]
The second transfer head 102 is a suction head similar to the first transfer head 101, and sucks the substrate 1 on the substrate support table 78 on the near side of the second stage 70, and the third stage 80 or the fourth stage 90 selectively. This transfer will be described later in detail.
[0030]
Next, the configuration of the crimping station 40 will be described with reference to FIG. Reference numeral 41 denotes a gate-shaped frame, which includes a lower plate 42, a top plate 43, and a column 44. A support plate 45 is attached to the top plate 43. A first pressure bonding head 46 and a second pressure bonding head 47 are mounted on the support plate 45. A crimping tool 48 is provided below each of the crimping heads 46 and 47 to heat the chip 3 and apply a pressing force to the chip 3 from above. A receiving table 49 is provided at a crimping position below the crimping tool 48, and receives a lower surface of the substrate 1 to which the chip 3 is crimped and supports a crimping load.
[0031]
A third stage 80 and a fourth stage 90 for separately positioning the substrate 1 with respect to the respective pressure bonding heads 46 and 47 are provided corresponding to the pressure bonding station 40. The third stage 80 is provided with two substrate support tables 88, and the fourth stage 90 is similarly provided with two substrate support tables 98. In FIG. 5, reference numeral 82 denotes a third X table. Two Y tables, a third Y table 83 and a fourth Y table 93, are mounted on the third X table 82 using a common slide rail (not shown). The third X table 82 is provided with motors MX3 and MX4 corresponding to these two Y tables, and is driven independently. MY3 is a motor of the third Y table 83, and MY4 is a motor of the fourth Y table 93. Support tables 84 and 94 are provided on the third Y table 83 and the fourth Y table 93, respectively. A third θ table 85 and a fourth θ table 95 are provided on the support bases 84 and 94, respectively. Mθ3 and Mθ4 are respective drive motors. Arms 87 and 97 are connected to the rotating shafts 86 and 96 of the θ tables 85 and 95, and two substrate support tables 88 and 98 are mounted on the arms 87 and 97.
[0032]
Reference numeral 103 denotes a carry-out transfer head, which is a suction head similar to the first transfer head 101. The carry-out transfer head 103 selectively vacuum-sucks the substrate 1 on the substrate support table 88 of the third stage 80 or the substrate support table 98 of the fourth stage 90, and transfers the substrate 1 to the carry-out stage 7 (FIG. 1).
[0033]
Next, with reference to FIG. 6, the configuration of the transport means of the chip mounting apparatus will be described. Reference numeral 104 denotes a moving frame, on which the respective transfer heads of the substrates described below are arranged on the common moving frame 104. The supply transfer head 100 is disposed at the most upstream side, and is located on the pre-center stage 6 during standby. The supply transfer head 100 transfers the substrate 1 from the pre-center stage 6 to the first stage 50. Subsequent to the supply transfer head 100, a first transfer head 101 is provided, and is located on the first stage 50 during standby. The first transfer head 101 transfers the substrate 1 from the first stage 50 to the second stage 70.
[0034]
A second transfer head 102 is provided following the first transfer head 101, and is located on the second stage 70 during standby. The second transfer head 102 selectively transfers the substrate 1 from the second stage 70 to the third stage 80 or the fourth stage 90. The carry-out transfer head 103 is located at the most downstream side, and is located on the third stage 80 or the fourth stage 90 during standby. The unloading transfer head 103 transfers the substrate 1 from the third stage 80 or the fourth stage 90 to the unloading stage 7.
[0035]
A rod 105a of a cylinder 105 serving as a horizontal moving means is connected to a side surface of the moving frame 104. When the rod 105a of the cylinder 105 protrudes and retracts, all the transfer heads 100, 101, 102, and 103 simultaneously slide in the lateral direction (X direction).
[0036]
The pitch between the adjacent stages is X1 between the pre-center stage 6 and the third stage 80 and between the third stage 80 and the unloading stage 7, and the third stage 80 and the fourth stage Only between 90 is X2. The second transfer head 101 is connected to a rod 106a of a cylinder 106 as a first pitch changing means, and the unloading transfer head 103 is connected to a rod 107a of a cylinder 107 as a second pitch changing means. The stroke of these two cylinders 106 and 107 is X2. Therefore, when the rods 106a and 107a of the cylinders 106 and 107 protrude and retract, the positions of the second transfer head 102 and the unloading transfer head 103 on the moving frame 104 can be moved by X2.
[0037]
Next, the configurations of the substrate support table and the θ table used for each stage will be described with reference to FIGS. 12 and 13 by taking the substrate support table 58 and the first θ table 55 as examples. FIG. 12 is a plan view of a substrate support table of the chip mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a side view of the substrate support table of the chip mounting apparatus. Two rails 111 are disposed on the upper surface of the support 110 serving as the base of the first θ table 55. A slider 112 is fitted on the rail 111, and a support plate 113 is mounted on the slider 112. Therefore, the support plate 113 is slidable with respect to the support table 110.
[0038]
A nut 113a is connected to the support plate 113, and a feed screw 114 is inserted into the nut 113a. The feed screw 114 is driven by a pulse-controllable θ motor Mθ1. A rack 115 is mounted on an end of the support plate 113, and the rack 115 is engaged with a pinion 116. Therefore, when the motor 117 rotates forward and backward, the pinion 116 is driven to rotate forward and backward. The rotation shaft 56 is inserted through the pinion 116.
[0039]
The lower end of the rotating shaft 56 is fixed by a bearing 120 projecting from the support table 110. An arm 57 is mounted on the upper end of the rotating shaft 56 so as to be rotatable around the rotating shaft 56. A pair of substrate support tables 58 is mounted on the upper surface of the arm 57. The substrate support table 58 is for sucking and supporting the substrate 1, and has a centering mechanism described below. An air chuck 124 is mounted on the upper surface of the arm 57. The air chuck 124 includes four driving bodies 123 driven by the same driving unit. That is, when the air chuck 124 is driven, these four driving bodies 123 move back and forth in four directions symmetrically with respect to the center point of the air chuck 124 (see arrows in FIG. 12).
[0040]
The center point of this air chuck 124 is the substrate support table 58 Almost coincides with the center point of. The board receiver 60 is mounted on one of the driving bodies 123. A suction port 126 is provided in the substrate receiver 60 and is connected to a vacuum source (not shown). The substrate receiver 60 holds the substrate 1 by vacuum suction.
Adsorb. The clampers 61, 62, 63 are mounted on the other three driving bodies 123.
[0041]
When the air chuck 124 is driven while the substrate 1 is attracted to the substrate receiver 60, the substrate 1 is moved by the substrate receiver 60 toward the center point of the substrate support table 58. The substrate 1 is pressed toward the center from three directions by the clampers 61, 62, 63 during the movement. Therefore, the substrate 1 is positioned with respect to the substrate support table 58. Also, In FIG. 13, on the right substrate support table 58 The portion where the ACF 2 and the chip 3 are mounted on the substrate 1 is located at a position protruding from the substrate receiver 60, and enables the camera 79 to capture an image from below.
[0042]
This chip mounting apparatus has the above-described configuration, and the entire operation will be described below with reference to the drawings. First, the operation of the ACF attaching station 10 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the ACF tape 13 is pulled out from the tape supply unit 12 by a predetermined length by a chuck 16 and its leading end is clamped. Next, when the cylinder 19 projects, the suction head 18 descends. When the suction head 18 contacts the upper surface of the separator tape 14 of the ACF tape 13, the suction head 18 suctions the ACF tape 13.
[0043]
Next, the cutter 17 operates to cut the ACF tape 13. Next, when the chuck 16 is opened and the clamp at the tip of the ACF tape 13 is released, the cut ACF tape 13 is in a state of being suction-held by only the suction head 18.
[0044]
Next, the suction head 18 descends toward the upper surface of the substrate 1 which has been positioned in advance, presses the cut ACF tape 13 to a predetermined position on the substrate surface, and adheres the ACF 2. After sticking, the suction head 18 moves up and returns to the standby position. The ACF tape 13 is clamped upstream of the cutter 17 position, and the tip of the ACF tape 13 projects to the cutter 17 position in a free state.
[0045]
Next, the chuck 16 retreats in the open state, and if the tip of the protruding tape 13 is clamped, it advances again. By this operation, the ACF tape 13 is pulled out by a predetermined length, and returns to the state at the start of the description. The separator tape 14 on the surface of the attached ACF tape 13 is peeled off by the peeling unit 20 and transferred to the surface of the adhesive tape 22.
[0046]
Next, the operation of the first stage 50 will be described with reference to FIG. The substrate 1 positioned by the pre-center stage 6 is sucked by the supply transfer head 100 and transferred to the substrate support table 58 on the near side of the first stage 50. At the time of transfer, the clampers 61, 62, 63 of the substrate support table 58 are at the retracted position. That is, the area surrounded by the front end faces of the clampers 61, 62, 63 is larger than the substrate 1. Therefore, when transferring the substrate 1, the substrate may be placed within a range surrounded by the front end surfaces of the clampers 61, 62, 63. The substrate 1 placed in this range is accurately positioned with respect to the substrate support table 58 by the centering function described above.
[0047]
Next, the substrate support table 58 on which the substrate 1 is set is rotated by 180 degrees by the first θ table 55 and positioned with respect to the ACF attaching station 10. The ACF tape 13 is adhered to the substrate 1 positioned as described above. After the application of the ACF tape 13 is completed, the substrate support table 58 on which the substrate 1 is set is again turned by 180 degrees by the first θ table 55 and returns to the position on the near side. Next, the clampers 61, 62, 63 are retracted, and the vacuum suction of the substrate receiver 60 is released. In this state, the substrate 1 becomes free, and the transfer by the first transfer head 101 becomes possible. This operation is the same in the second stage 70 and subsequent stages.
[0048]
Next, the operation of the chip mounting station 30 will be described with reference to FIG. The chips 3 are stored in the tray 32 with the bumps facing upward. The chip pickup head 33 slides in the X direction to pick up the chips 3 on the tray 32.
[0049]
The chip 3 thus picked up is transferred to the holding head 34 of the reversing unit 35 with the bumps facing upward. The reversing unit 35 delivers the received chip 3 rotated 180 degrees to the chip pre-center 36 with the bump surface facing downward. The chip pre-center 36 slides to a transfer position (see a dotted line) of the rotary head 38 with the mounting head 39. The mounting head 39 moves down on the chip pre-center 36, moves up after adsorbing the chip 3.
[0050]
Next, the rotary head 38 turns and stops when the chip 3 reaches the mounting position and waits. On the other hand, the substrate 1 to which the ACF 2 has been adhered on the first stage 50 is sucked from the first stage 50 by the first transfer head 101 and transferred to the substrate support table 78 on the near side of the second stage 70. You. The substrate 1 is centered by the substrate support table 78 in the same manner as the first stage 50, and thereafter, is rotated by 180 degrees and positioned with respect to the chip mounting station 30.
[0051]
In this state, the CCD camera 79 located below the chip mounting position captures the image of the bump of the chip 3 and the position recognition mark of the substrate 1, and the position of the chip 3 and the substrate 1 is aligned by the image. This positioning is performed by minutely driving the second X table 72, the second Y table 73, and the second θ table 75. After this alignment, the mounting head 39 is lowered to mount the chip 3 on the ACF 2 of the substrate 1.
[0052]
Next, the operation of the crimping station 40 will be described with reference to FIG. From the second stage 70, the substrate 1 on which the chip 3 is mounted is transferred by the second transfer head 102 to either the third stage 80 or the substrate support tables 88, 98 on the near side of the fourth stage 90. You. Hereinafter, the case where the wafer is transferred to the third stage 80 will be described. The substrate 1 is positioned with respect to the center of the substrate positioning table 88 of the third stage 80 by the centering function described above. Thereafter, the substrate support table 88 is further rotated by 180 degrees by the third θ table 85, and is positioned with respect to the first pressure bonding head 46 by the advance of the third Y table 86.
[0053]
In this positioned state, the chip mounting portion of the substrate 1 is placed on the receiving table 49 of the crimping station 40. Next, the first crimping head 46 descends, and the crimping tool 48 at the tip contacts the upper surface of the chip 3 to heat the chip 3 and press it for a predetermined time. At this time, the pressing force is supported by the receiving table 49, and no pressing load acts on the substrate support table 88.
[0054]
When a predetermined pressing time has elapsed, the first pressure bonding head 46 moves up, and the third stage 80 moves backward by the third Y table 83. Next, the substrate support table 88 on which the substrate 1 after pressure bonding is placed is returned to the near side by the third θ table 83. The substrate 1 after the pressure bonding is transferred to the unloading stage 7 by the unloading head 103.
[0055]
Next, the operation of the entire transfer system of the chip mounting apparatus will be described with reference to FIGS. In FIG. 6, the letters A, B, C... I represent the substrates 1, and the alphabetical order represents the order in which the substrates 1 were supplied to the apparatus. That is, the substrate A is supplied first to the apparatus, and the substrate I is supplied last. In FIG. 6, the substrate A is in the state of being press-bonded, the substrate B is in the state of starting the press-bonding, and the substrates C and D are in the state of waiting for the pressing. Similarly, the substrate E indicates that the chip 3 is being mounted, the substrate F is waiting for the mounting of the chip 3, the substrate G is waiting for the ACF 2 to be bonded, the substrate H is waiting for the ACF 2 to be bonded, and the substrate I is waiting for the loading. ing.
[0056]
FIG. 7 shows that the process of each station proceeds, the first stage 50 attaches the ACF 2 to the substrate G, the second stage 70 mounts the chip 3 on the substrate E, and the third stage 80 This shows a state where the substrate supporting table has been rotated by 180 degrees at each stage where the pressing of the substrate A has been completed and the process has been completed. At the fourth stage 90, the substrate B is still under pressure bonding of the chip 3.
[0057]
FIG. 8 shows a state in which four substrates, that is, the substrate I that has been waiting to be carried in and the substrates G, E, and A that have completed the process, are being transported simultaneously. This transfer is performed by the four transfer heads 100, 101, 102, and 103 adsorbing the substrate 1, and the moving frame 104 is horizontally moved by X1 by the horizontal moving means 105.
[0058]
FIG. 9 shows a state where the process has progressed thereafter. A new substrate J is supplied to the pre-center stage 6 and is waiting for carry-in. In the first stage 50, the substrate I is waiting for ACF2 to be attached, and the substrate H is being attached to ACF2. In the second stage 70, the substrate G is waiting for mounting the chip 3, and the substrate F is mounting the chip 3. The third stage 80 is in a state where the substrate E is waiting for pressure bonding and the substrate C has started pressure bonding. At the fourth stage 90, the substrate D is waiting for pressure bonding, and the substrate B is still under pressure bonding. The substrate A is waiting to be unloaded at the unloading stage. At this time, the unloading head 103 is in a standby state in which the cylinder 107 as the second pitch changing means protrudes, the pitch becomes X1 + X2, and the substrate D can be taken out from the fourth stage 90.
[0059]
FIG. 10 shows a state where the process has further progressed. That is, the first stage 50 completes the attachment of the ACF 2 to the substrate H, the second stage 70 completes the mounting of the chip 3 on the substrate F, and the fourth stage 90 completes the crimping of the substrate B. I have. In the third stage 80, the press-fitting of the substrate C does not increase in time and is in progress. In this state, each of the transfer heads 100, 101, 102, and 103 descends to shift to the suction operation of the substrate J waiting to be loaded and the substrates H, F, and B that have completed the respective steps.
[0060]
FIG. 11 shows a state in which the conveyance has been completed. The substrate J waiting to be carried in and the substrates H, F, and B for which the previous process has been completed have advanced to the next stage. These four substrates are simultaneously transferred by four transfer heads 100, 101, 102, and 103 mounted on a common moving frame 104. In this case, simultaneously with the horizontal movement of the moving frame 104, the cylinder 106, which is the first pitch changing means, protrudes, and the distance between the first transfer head 101 and the second transfer head 102 is changed to X1 + X2. The cylinder 107, which is the second pitch changing means, retreats, and the interval between the second transfer head 102 and the discharge head 103 is changed to X1-X2.
[0061]
As a result, the substrate F on the second stage 70 jumps over the third stage 80 and is transferred to the fourth stage 90. The substrate F on the fourth stage 90 is transferred to the carry-out stage 7 at a distance of X1-X2 closer to the common pitch X1.
[0062]
Next, operations of the substrate support table and the θ table used for each stage will be described with reference to FIGS. Substrate support table on the right side in FIG. 58 Is to support the board 1 being mounted, left Side board support table 58 Is for delivery of the substrate 1.
[0063]
Substrate support table before receiving substrate 1 from upstream stage 58 Represents three clampers as shown in FIG. 61, 62, 63 And board receiver 60 Has receded to a position away from the center point of the substrate support table. In this state, three clampers 61, 62, 63 The portion surrounded by the front end surface of the substrate is larger than the substrate size and can receive the substrate 1 transferred from the upstream stage with sufficient clearance.
[0064]
Substrate 1 is a substrate support table 58 When placed on top Board receiver The suction port 126 starts vacuum suction, and the substrate 1 is held by suction. In this state, the air chuck 124 is driven, and the four driving bodies 123 advance symmetrically with respect to the center point. Therefore, the substrate 1 Is medium It is brought to the side of the heart and the clamper is from three directions 61, 62, 63 Pressed by. As a result, the substrate 1 is 58 Is positioned with respect to the center point of. Next, the board 1 positioned by rotating the arm 121 by 180 degrees by the rotation of the motor 117 is replaced with the board 1 on which mounting is completed.
[0065]
Board support table 58 Is not completely positioned with respect to the mounting station, and the position is corrected. The position correction is performed by driving the X table and Y table (not shown) of each stage and the angle of the arm 121 by driving the motor 117. Further, in the chip mounting station 30, images of the bumps of the chip 3 and the position recognition marks of the substrate 1 are captured by the camera 79 below the mounting position, and the position is corrected based on the result.
[0066]
The substrate 1 having undergone the respective steps is moved to the left substrate transfer position by the rotation of the arm 121. Then substrate support table 58 The clamper 61, 62, 63 Recedes again and receives the board 60 Is released, and the substrate 1 becomes free. In this state, each transfer head sucks the substrate 1 and transfers it to the stage on the downstream side.
[0067]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the number of the substrate support tables 122 is not limited to two and may be three or more, and the clamping direction of the centering mechanism is not limited to three. Also, the drive source of the centering mechanism is not limited to the air chuck as long as it can move back and forth.
[0068]
【The invention's effect】
According to the present invention having the above configuration, the stage for positioning the substrate with respect to one station is provided with a plurality of substrate support tables, so that the substrate can be transferred even during mounting. In addition, since each substrate supporting table has a positioning function, the substrate can be transferred with rough transfer accuracy, and a chip mounting apparatus having an efficient transfer mechanism with less loss time can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a chip mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a chip mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of an ACF attaching station of the chip mounting apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view of a chip mounting station of the chip mounting apparatus according to one embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a perspective view of a crimping station of the chip mounting apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a method of transporting a substrate in the chip mounting apparatus according to one embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a plan view showing a substrate transfer method of the chip mounting apparatus according to one embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a plan view showing a method of transporting a substrate in the chip mounting apparatus according to one embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a plan view showing a method of transporting a substrate in the chip mounting apparatus according to one embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a plan view showing a method of transporting a substrate in the chip mounting apparatus according to one embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a plan view showing a substrate transfer method of the chip mounting apparatus according to one embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a plan view of a substrate support table of the chip mounting apparatus according to one embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a side view of a substrate support table of the chip mounting apparatus according to one embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
1 substrate
2 ACF
3 chips
6 pre-center stage
7 Unloading stage
10 ACF sticking station
30 chip loading station
40 crimping station
50 First Stage
70 Second Stage
80 Third Stage
90 Fourth Stage

Claims

基板に異方性導電材を貼着する異方性導電材貼着ステーションと、基板上に貼着された異方性導電材の上にチップを搭載するチップ搭載ステーションと、基板に搭載されたチップを基板に圧着する圧着ヘッドを備えた圧着ステーションと、前記各ステーションに基板を位置決めするステージを備えたチップの実装装置であって、前記基板を位置決めする各々のステージが複数の基板支持テーブルを備え、これら基板支持テーブルが駆動手段により前後動する複数のクランパを基板の複数辺に押しつけて基板を位置決めする位置決め手段を備えたことを特徴とするチップの実装装置。An anisotropic conductive material attaching station for attaching an anisotropic conductive material to a substrate; a chip mounting station for mounting a chip on an anisotropic conductive material attached to a substrate; a crimping station having a crimping head for crimping the chip to a substrate, the mounting apparatus of chips with automatic answering stage to position the substrate to each station, each stage a plurality of substrate support for positioning the substrate A chip mounting apparatus comprising a table, and positioning means for positioning a substrate by pressing a plurality of clampers, which are moved back and forth by a driving means, on a plurality of sides of the substrate.