JP3821623B2 - チップのボンディング装置 - Google Patents

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Description

【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にチップを搭載して異方性導電剤によりボンディングするチップのボンディング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
表示パネルなどの基板には、ドライバ用のチップが実装される。この実装作業は、まず基板上のチップ実装位置に異方性導電剤(以下、「ACF」と略称する)が転写され、この転写されたACF上にチップが搭載される。そしてチップを所定条件で基板に押圧することにより、ACFが熱硬化してチップが基板に固着されるとともに、チップの電極は基板の電極と導通する。
【0003】
このようなボンディング装置には、一般に前述のACFを転写する転写ステーションと、転写された基板上にチップを搭載するチップ搭載ステーションと、搭載後のチップを所定の熱条件、荷重条件で所定時間保持することによりACFを熱硬化させる圧着ステーションと、各ステーション間での基板の受け渡しを行う搬送手段とが設けられている。そして、転写ステーションに上流より搬入された基板は、各ステーションにおける所定の作業を終えた後下流側へ搬出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記各ステーションにおける作業形態は作業の内容によって異なっており、例えば転写ステーションでは各実装位置毎にACFの転写作業が行われ、搭載ステーションにおいては同様に各チップ毎に搭載作業が行われる。また、圧着ステーションにおいては、複数のチップが同時に圧着される。
【0005】
上記各ステーションにおける作業のうち、搭載ステーションでは高速動作が可能であり、また圧着ステーションにおいては複数同時処理が可能であることから、これらのステーションでの1チップ当たりのタクトタイムは比較的容易に短縮が可能である。これに対し、転写ステーションでは、ACFの種類によっては基板表面に貼付するのに長時間を要し、一般にこの転写作業における作業時間がボンディング工程中で最も長い時間を要するものとなっていた。このため、転写ステーションにおけるタクトタイムの遅延が全体のタクトタイムを遅延させ、ボンディング工程の効率向上を阻害する要因となっていた。
【0006】
そこで本発明は、タクトタイムを短縮し、ボンディング作業の効率を向上させることができるチップのボンディング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】
請求項1記載のチップのボンディング装置は、チップを異方性導電剤により基板にボンディングするチップのボンディング装置であって、異方性導電剤が貼着された異方性導電テープから前記基板に異方性導電剤を転写する異方性導電剤転写部と、異方性導電剤が転写された基板にチップを搭載するチップ搭載部とを備え、前記異方性導電剤転写部に、異方性導電テープを転写ヘッドにより2つの転写対象部位に同時に押圧して異方性導電剤を転写する2基の転写機構と、これらの転写機構の配列ピッチを転写対象部位のピッチに対して相対的に合わせるピッチ合わせ手段とを備えた。
【0008】
本発明によれば、異方性導電剤転写部に、異方性導電テープを圧着ヘッドにより押圧して転写する複数の転写機構と、これらの転写機構の配列ピッチを転写対象部位のピッチに対して相対的に合わせるピッチ合わせ手段とを備えることにより、異方性導電剤の転写を複数個所同時に行うことができ、全体のタクトタイムを短縮してボンディング作業の効率を向上させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に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のチップのボンディング装置の斜視図、図2は同チップのボンディング装置の正面図、図3(a)は同チップのボンディング装置のACF転写ステーションの斜視図、図3(b)は同チップのボンディング装置の転写機構の部分正面図、図4は同チップのボンディング装置の搭載ステーションの斜視図、図5は同チップのボンディング装置の圧着ステーションの斜視図、図6は同チップのボンディング装置の部分正面図である。
【0010】
まず図1、図2を参照してチップのボンディング装置の構造を説明する。図1、図2において、基台10の上面にはACF転写ステーション20(異方性導電剤転写部)、搭載ステーション30(チップ搭載部)および圧着ステーション40が直列に配列されている。これらの各作業ステーションを構成する機構部は、基台10上に配設されたフレーム11によって保持されている。
【0011】
これらのACF転写ステーション20、搭載ステーション30および圧着ステーション40は、それぞれ第1の可動テーブル12A、第2の可動テーブル12Bおよび第3の可動テーブル12Cを備えている。これらの可動テーブルは同一構造となっており、Yテーブル13、Xテーブル14およびθテーブル15を段積みして構成されている。
【0012】
ACF転写ステーション20の上流側(図1において左側)には基板1の供給テーブル2が設けられている。基台10の上面には長手方向に移動テーブル5が配設されており、移動テーブル5に沿って搬送アーム6が往復移動する。供給テーブル2上で位置合わせされた基板1は、搬送アーム6の吸着パッド7によってピックアップされ、搬送経路Nに沿って下流側に搬送される。搬送された基板1は、搬送経路Nまで移動した各可動テーブル12A,12b,12Cのθテーブル15上に載置される。そして前述の各作業ステーションにおいてチップのボンディング作業が行われる。ボンディングが完了した基板1は、圧着ステーション40の下流側(図1において右側)の回収テーブル4上に載置されて回収される。
【0013】
次に各図を参照して各作業ステーションについて説明する。まず図2、図3を参照してACF転写ステーション20について説明する。フレーム11(図1参照)に保持されたブロック20aには2基の転写機構21が装着されている。転写機構21は供給リール22および転写ヘッド23を備えている。供給リール22は巻回状態で収納されたACFテープTを供給する。ACFテープTは樹脂のベーステープT’にACF(異方性導電剤)を貼着したものである。転写ヘッド23は供給リール22から引き出されたACFテープTを基板1に押し付けることによりACF8を基板1の表面に転写する。ACF転写後のベーステープT’は回収リール24に巻き取られて回収される。
【0014】
図3(b)は、転写ヘッド23によるACF8の転写動作を示すものである。供給リール22から引き出されたACFテープTはガイド25によって導かれ、転写ヘッド23の下面に対して平行に位置する。そして基板1のACF転写部位を転写ヘッド23に位置合わせした状態で転写ヘッド23を押し下げることにより、ACFテープTは基板1の表面に押圧される。この後転写ヘッド23を上昇させると、ACFテープTに貼着されているACF8は基板1の表面に転写されてベーステープT’のみが剥離され、これによりACF8の転写が完了する。
【0015】
図2に示すように、一方側の転写ユニット21には送りねじ機構26が設けられている。転写機構21に固着されたナット27に螺入した送りねじ28をハンドル29で回転させることにより、2つの転写ヘッド23の配列ピッチを変えることができる。したがって、転写ヘッド23の配列ピッチPを基板1表面の2個所のACF転写対象部位の配列ピッチもしくはその整数倍の距離に合わせることにより、隔てられた2個所のACF転写対象部位に同時にACF8を転写することができる。すなわち送りねじ機構26はACF8を転写する転写機構の配列ピッチを転写対象部位のピッチに相対的に合わせるピッチ合わせ手段となっている。
【0016】
次に搭載ステーション30について図2、図4を参照して説明する。図4において、トレイ供給テーブル36上にはトレイ37が載置されている。トレイ37にはチップ3が格子状配列で収納されている。トレイ供給テーブル36上には一軸テーブル34,35を組み合わせたXYテーブルが配設されており、XYテーブルに装着されたピックアップヘッド33によってトレイ37からチップ3がピックアップされる。
【0017】
ピックアップされたチップ3は、スライドテーブル38上の保持部39上に載置される。そして保持部39で位置合わせされたチップ3はスライドテーブル38上を移載ノズル32によるピックアップ位置まで移動する。次いで移載ノズル32によってピックアップされたチップ3は、ターンテーブル31が回転することにより、第2の可動テーブル12Bに保持された基板1の上方へ移動する。基板1のチップ搭載位置には既に前ステーションにおいてACF8が転写されている。そしてカメラ16によって基板1を認識することにより、基板1とチップ3とが位置合わせされ、基板1に転写されたACF上にチップ3が搭載される。
【0018】
次に図5を参照して圧着ステーション40について説明する。図5において、フレーム11(図1参照)に保持されたブロック40aには圧着ヘッド41が昇降押圧機構42によって昇降自在に装着されている。第3の可動テーブル12Cには基板1が載置されており、基板1に転写されたACF8上には、チップ3が搭載されている。
【0019】
基板1の縁部は下受けブロック43によって下面を支持されており、この状態で圧着ヘッド41を下降させると、圧着ヘッド41はチップ3の上面に当接し、これによりチップ3はACF8を介して基板1の表面に押圧される。圧着ヘッド41は加熱用のヒータを備えており、押圧時にはチップ3を介してACFが加熱される。この押圧加熱状態を所定時間保持することにより、チップ3は基板1にボンディングされる。
【0020】
このチップのボンディング装置は上記のように構成されており、以下動作について説明する。まず図1において、供給テーブル2上で位置決めされた基板1は搬送アーム6の吸着パッド7によってピックアップされ、搬送経路Nに沿ってACF転写ステーション20まで搬送される。ここで第1の可動テーブル12Aのθテーブル15に載置された基板1は、ACF転写位置まで移動し転写機構21に対して位置合わせされる。そしてこの基板1に対し、2基の転写機構21によって、ACFの転写が行われる。
【0021】
すなわち、同一の基板1の異なる2つの転写対象部位に対して、それぞれの転写機構21によってACFの転写が行われる。このとき、転写機構21相互の配列ピッチは送りねじ機構20によって可変となっているため、品種が異なる基板に対しても転写機構21間の配列ピッチを転写対象部位のピッチに合わせることができる。
【0022】
この後、ACF転写が行われた基板1は搬送経路N上に戻り、ここで搬送アーム6によって再びピックアップされ、搭載ステーション30へ搬送される。そしてここでACF転写ステーション20にて転写されたACF8上にチップ3が搭載される。次いでチップ3が搭載された基板1は搬送アーム6によって圧着ステーション40へ搬送され、第3の可動テーブル12Cに載置される。そして搭載ステーション30で搭載されたチップ3を圧着ヘッド41によって押圧・加熱することにより、チップ3は基板1にボンディングされるとともにチップ3の接続用の電極がACF中の導電成分により基板1の電極と電気的に導電する。
【0023】
この後、ボンディングが完了した基板1は搬送アーム6により取り出されて回収テーブル4上に載置され、ボンディング動作の1サイクルが終了する。上述のボンディング動作では、所要作業時間が最も長いACF転写ステーション20において、同時に2個所の転写対象部位へのACF転写を行うことにより、ACF転写、搭載、圧着の各工程間のラインバランスが保たれ、効率のよいチップのボンディングを行うことが可能となっている。
【0024】
なお、本実施の形態では、同一基板の2つの転写部位を対象として同時転写を行う例を示したが、2枚の基板をボンディング対象とする場合にあっても本発明を適用することができる。この場合には、ピッチ合わせ手段として図6(a)に示すように、2枚の基板1A,1Bをそれぞれ個別のXテーブル14A,14Bおよびθテーブル15A,15Bを備えた可動テーブル12上に載置する。これにより、基板1A,1Bのそれぞれの転写対象部位間のピッチP2を、転写ヘッド23のピッチP1に対して合わせることができる。この場合には、Xテーブル14A,14B、θテーブル15A,15Bが、ピッチ合わせ手段となっている。
【0025】
さらに、このような個別位置決めを行う替わりに、位置決め機構を備えた搬送アーム6によって2枚の基板1A,1BをACF転写ステーション20の可動テーブル12に設けられた共通の載置テーブルに載置する際に、転写対象部位相互のピッチが2つの転写ヘッド23間のピッチP1と等しくなるような位置に載置するようにしてもよい。この場合には、搬送アーム6がピッチ合わせ手段に該当する。
【0026】
【発明の効果】
本発明によれば、異方性導電剤転写部に、異方性導電テープを圧着ヘッドにより押圧して転写する複数の転写機構と、これらの転写機構の配列ピッチを転写対象部位のピッチに対して相対的に合わせるピッチ合わせ手段とを備えたので、異方性導電剤の転写を複数個所同時に行うことができ、全体のタクトタイムを短縮してボンディング作業の効率を向上させることができる。
【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ボンディング装置の斜視図
【図2】本発明の一実施の形態のチップのボンディング装置の正面図
【図3】(a)本発明の一実施の形態のチップのボンディング装置のACF転写ステーションの斜視図
(b)本発明の一実施の形態のチップのボンディング装置の転写機構の部分正面図
【図4】本発明の一実施の形態のチップのボンディング装置の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ボンディング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ボンディング装置の部分正面図
【符号の説明】
1 基板
3 チップ
6 搬送アーム
8 ACF
20 ACF転写ステーション
21 転写機構
23 転写ヘッド
26 送りねじ機構
30 搭載ステーション
40 圧着ステーション

Claims (3)

  1. チップを異方性導電剤により基板にボンディングするチップのボンディング装置であって、異方性導電剤が貼着された異方性導電テープから前記基板に異方性導電剤を転写する異方性導電剤転写部と、異方性導電剤が転写された基板にチップを搭載するチップ搭載部とを備え、前記異方性導電剤転写部に、異方性導電テープを転写ヘッドにより2つの転写対象部位に同時に押圧して異方性導電剤を転写する2基の転写機構と、これらの転写機構の配列ピッチを転写対象部位のピッチに対して相対的に合わせるピッチ合わせ手段とを備えたことを特徴とするチップのボンディング装置。
  2. 前記2つの転写対象部位が、1枚の基板の異なる2つの転写対象部位であることを特徴とする請求項1記載のチップのボンディング装置。
  3. 前記2つの転写対象部位が、可動テーブルに載置された2枚の基板のそれぞれの転写対象部位であることを特徴とする請求項1記載のチップのボンディング装置。
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