JP3129174B2 - 電子部品実装装置及び電子部品実装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルなどの
基板に異方性導電体を用いてチップを実装する電子部品
実装装置及び電子部品実装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶パネルなどの基板にチップを
実装するにあたり、異方性導電体を用いる電子部品実装
装置が実用化されるに至っている。

【０００３】ところで、従来の電子部品実装装置では、
基板に異方性導電体を貼り付ける第１の装置と、第１の
装置によって異方性導電体が貼り付けられた基板に、チ
ップを実装する第２の装置とに分けられており、第１の
装置及び第２の装置のそれぞれに独自の設置スペースが
割り当てられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子部
品実装装置は、たとえばクリーンルームなどのように、
設置スペースの単価が高い施設内に配置されるものであ
り、従来の電子部品実装装置では、設置スペースが大き
くなるという問題点があった。

【０００５】そこで本発明は、設置スペースを節約でき
る電子部品実装装置及び電子部品実装方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品実装装
置は、チップを保持して基板に装着する装着ヘッドを複
数個備え、これらの装着ヘッドがチップをピックアップ
するピックアップステーションを設定し、これらの装着
ヘッドがチップを基板に装着する装着ステーションをピ
ックアップステーションから離れた位置に設定し、装着
ヘッドをピックアップステーションと装着ステーション
の間で往復動させるテーブルを設け、ピックアップステ
ーションと装着ステーションとの間に装着ヘッドによっ
てピックアップされたチップに異方性導電体を貼り付け
る貼り付けステーションを設定し、この貼り付けステー
ションにおいて、リーダテープに接着された異方性導電
体を前記装着ヘッドに保持されたチップに圧着して貼り
付け、次いで異方性導電体をリーダテープから剥がすよ
うにした。

【０００７】また本発明の電子部品実装方法は、チップ
をピックアップステーションで装着ヘッドに保持させる
ステップと、チップを保持した装着ヘッドを貼り付けス
テーションへ移動させ、装着ヘッドに内蔵されたヒータ
の熱をチップに加えながらチップにリーダテープに接着
された異方性導電体を圧着して貼り付けるステップと、
異方性導電体をリーダテープから剥がすステップと、装
着ヘッドを装着ステーションへ移動させチップに貼り付
けられた異方性導電体を基板の電極に貼り付けるステッ
プとを有する。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明によれば、単
一の電子部品実装装置に、ピックアップステーション、
貼り付けステーション及び装着ステーションが設定され
ており、これらのステーション間を複数の装着ヘッドが
往復動するものである。そして、単一の電子部品実装装
置内において、チップのピックアップ、チップへの異方
性導電体の貼り付け、異方性導電帯が貼り付けられたチ
ップの実装が行われる。このように、単一の電子部品実
装装置内において必要な工程を行うことができるように
なっているので、従来の電子部品実装装置に比べ設置ス
ペースを節約することができる。

【０００９】また請求項２記載の発明によれば、チップ
を基板に実装する装着ヘッドに、異方性導電体をチップ
に貼り付ける役割を兼務させることができ、従来第１の
装置と第２の装置によって行われていた２つの工程を、
チップのピックアップから実装に至る一連の動作中に完
了することができる。

【００１０】次に、図面を参照しながら本発明の実施の
形態を説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形
態における電子部品実装装置の平面図である。図１にお
いて、１は水平な基台、２は基台１の前部に設けられる
基板位置決め部である。

【００１１】基板位置決め部２のうち、３，４は、Ｘ方
向に長く設けられたアーム移動軸５によってＸ方向に移
動するアームであり、アーム３，４は基板６の下面を支
持して基板６を移送できるようになっている。

【００１２】本形態においては、基板６として液晶パネ
ルを用いており、基板６の第１辺Ａ及び第３辺Ｃには第
２チップＰ２が実装され第２辺Ｂには第１チップＰ１が
実装されるものである。そして、これら第１チップＰ
１、第２チップＰ２は、下面にバンプを有するフリップ
チップである。

【００１３】７は基板６の下面中央部を保持する保持部
であり、８は保持部７をθ方向に回転させるθテーブ
ル、９はθテーブル８をＸ方向に移動させるＸテーブ
ル、１０は基台１上に設けられＸテーブル９をＹ方向に
移動させるＹテーブルである。これらθテーブル８、Ｘ
テーブル９、Ｙテーブル１０を駆動することにより、基
板６の第１辺Ａ、第２辺Ｂ、第３辺Ｃのうち次に実装を
行う箇所のいずれかを後述する装着ステーションに位置
させることができる。

【００１４】基台１の後部には、左右対称に、第１チッ
プＰ１を供給する第１チップ供給部１１と、第２チップ
Ｐ２を供給する第２チップ供給部１２が配置されてい
る。

【００１５】第１チップ供給部１１のうち、１３はトレ
イ１６を多段に収納するマガジン、１４はマガジン１３
とトレイ保持テーブル１５の間でトレイ１６を出し入れ
する爪である。トレイ保持テーブル１５上には、第１チ
ップＰ１をそのバンプが上向きになるようにマトリック
ス状に収納するトレイ１６が載置されている。また爪１
４により、マガジン１３から引き出されたトレイ保持テ
ーブル１５は、トレイＹテーブル１７によってＹ方向に
移動できるようになっている。１８はマガジン１３を昇
降させるマガジン昇降機構である。

【００１６】第１チップ供給部１１と同様に、第２チッ
プ供給部１２は、マガジン１９、爪２０、トレイ保持テ
ーブル２１、第２チップＰ２を収納するトレイ２２、ト
レイＹテーブル２３及びマガジン昇降機構２４を備えて
いる。

【００１７】また２５は、図２に示すように、垂直面内
を回転するチップ反転部である。チップ反転部２５の周
面には、放射状に保持ヘッド２５ａ〜２５ｄが突設され
ている。

【００１８】図１において、２６，２７はそれぞれトレ
イ１６，２２から第１チップＰ１あるいは第２チップＰ
２を取出す取出ヘッドである。取出ヘッド２６，２７
は、移動軸２８に駆動されてＸ方向に移動するようにな
っている。そして、取出ヘッド２６，２７は、トレイＹ
テーブル１７、２３によってＹ方向の位置決めがなされ
たトレイ１６，２２から第１チップＰ１あるいは第２チ
ップＰ２を取出して、チップ反転部２５の保持ヘッド２
５ａ〜２５ｄのうち現在上向きになっているものに、取
出した第１チップＰ１あるいは第２チップＰ２を移載す
る。

【００１９】２９はチップ反転部２５の保持ヘッド２５
ａ〜２５ｄのうち現在下向きになっているものに保持さ
れた第１チップＰ１あるいは第２チップＰ２を受取って
チャック爪２９ａによって第１チップＰ１あるいは第２
チップＰ２の位置決めを行うプリセンタテーブルであ
る。プリセンタテーブル２９は往復テーブル３０上に載
置されており、プリセンタテーブル２９の中心は、チッ
プ反転部２５の真下とピックアップステーションＳ１と
の間を往復する（図３の実線及び破線）。

【００２０】また３１は基台１の中央部に設けられたタ
ーンテーブルであり、ターンテーブル３１は軸３２を中
心にして水平面内を回転し、ターンテーブル３１の外周
部には、９０度おきに下向きに装着ヘッド３３〜３６が
設けられている。３７は第１の貼り付けステーションＳ
２に設けられる第１導電体供給部であり、３８は軸３２
を中心にして第１の貼り付けステーションＳ２と左右対
称な位置にある第２の貼り付けステーションＳ３に設け
られる第２導電体供給部である。これら第１導電体供給
部３７、第２導電体供給部３８の構成については後に詳
述する。

【００２１】さて図３に示すように、ターンテーブル３
１の上部には、装着ヘッド３３〜３６に一対一に対応す
る昇降機構としてのシリンダ３９が設けられており、装
着ヘッド３３〜３６は、シリンダ３９が駆動されること
によってそれぞれ独立に昇降するようになっている。ま
た４０は、基板６の下面を下受けする下受台であり、４
１は装着ステーションＳ４において基板６と第１チップ
Ｐ１もしくは第２チップＰ２を下方から上向きに観察す
るカメラである。このカメラ４１で得られた画像データ
から基板６と第１チップＰ１もしくは第２チップＰ２と
の位置合わせが図示しない制御手段によって行われる。

【００２２】次に第１導電体供給部３７の構成について
説明する。なお第２導電体供給部３８については第１導
電体供給部３７と同様の構成であるため説明を省略す
る。

【００２３】さて、図４において、４３は第１導電体供
給部３７の各要素を支持するための垂直な支持板であ
る。支持板４３の下部には、異方性導電体４７が接着す
るリーダテープ４６を巻回する供給リール４４が軸支さ
れている。４５は異方性導電体４７が剥がされた後のリ
ーダテープ４６を巻取る巻取リールである。そして、リ
ーダテープ４６は、供給リール４４から、矢印Ｎ１で示
すように、垂直ガイド４８、ガイドローラ４９、水平ガ
イド５０、ガイドローラ５１を経て、巻取リール４５に
巻取られるようになっている。

【００２４】リーダテープ４６に導かれる異方性導電体
４７は、垂直ガイド４８に接している間垂直な姿勢を保
っており、カッタ５２が矢印Ｎ２方向に移動することに
より、第１チップＰ１のサイズにあわせた所定の長さ毎
に切断され、テープ状の形態となる。そして切断された
異方性導電体４７は、水平ガイド５０に接している際
に、装着ヘッド３４が下降して装着ヘッド３４に吸着さ
れた第１チップＰ１のバンプ４２に圧接され異方性導電
体４７に貼り付けられる。ここで、装着ヘッド３３〜３
６は、ヒータＨと第１チップＰ１あるいは第２チップＰ
２を吸着する吸引路Ｖを備えている。このヒータＨの熱
により、第１チップＰ１及びバンプ４２は加熱されてお
り、図５（ａ）に示すように、第１チップＰ１が異方性
導電体４７に圧接した際、この熱が異方性導電体４７に
伝わり、異方性導電体４７が第１チップＰ１に接着す
る。そして装着ヘッド３３を上昇させると、異方性導電
体４７はリーダテープ４６から剥れて第１チップＰ１と
共に上昇する。

【００２５】次に図６を参照しながら、本形態における
電子部品実装装置の動作概要について説明する。ここ
で、第２チップＰ２を基板６の第１辺Ａに装着するもの
とする。

【００２６】まず取出ヘッド２７が駆動されてトレイ２
２の上部に至る。トレイ２２は、トレイＹテーブル２３
によって取出ヘッド２７の移動経路の真下に位置決めさ
れている。そして、矢印Ｍで示すように、取出ヘッド２
７はトレイ２２から第２チップＰ２をピックアップし、
チップ反転部２５のうち現在上向きとなっている保持ヘ
ッド２５ａへ第２チップＰ２を移載する。

【００２７】次に、チップ反転部２５が回転し、保持ヘ
ッド２５ａが下向きになった際、プリセンタテーブル２
９が図６の実線で示すように保持ヘッド２５ａの真下へ
至る。このとき保持ヘッド２５ａの保持力を解除し、第
２チップＰ２をチャック爪２９ａの間に落下させる。そ
して、チャック爪２９ａを閉じて第２チップＰ２を位置
決めする。そして、図６鎖線で示すように、第２チップ
Ｐ２をチャックしているプリセンタテーブル２９をピッ
クアップステーションＳ１へ移動し、チャック爪２９ａ
によるチャックを解除する。

【００２８】このとき、ピックアップステーションＳ１
に装着ヘッド３３が到来したものとする。そして、シリ
ンダ３９を駆動して装着ヘッド３３を下降させ、第２チ
ップＰ２を装着ヘッド３３の吸引路Ｖにより吸着する。

【００２９】次に、経路Ｌ３を経て、装着ヘッド３３を
第２の貼り付けステーションＳ３へ移動する。そして、
上述した貼り付け動作により、第２チップＰ２の下面
（バンプ４２が露呈している面）に異方性導電体４７を
貼り付ける（図５（ａ））。

【００３０】貼り付けが完了したら、経路Ｌ４を経て、
装着ヘッド３３を装着ステーションＳ４へ移動する。な
おこのとき、θテーブル８、Ｘテーブル９及びＹテーブ
ル１０により、基板６の第１辺Ａのうち今回装着を行う
べきエリアが装着ステーションＳ４上にあるように位置
決めされている。

【００３１】そして図５（ｂ）に示すように、装着ステ
ーションＳ４において装着ヘッド３３を下降させ、異方
性導電体４７を挟んでバンプ４２と第１辺Ａの電極５３
を圧着する。この際、装着ヘッド３３に内蔵されたヒー
タＨの熱により異方性導電体４７により第２チップＰ２
と第１辺Ａは強く接着され、次に吸引路Ｖの吸引を解除
して、装着ヘッド３３を上昇させると図５（ｃ）に示す
ように、第２チップＰ２の装着を完了することができ
る。

【００３２】このように、本形態の電子部品実装装置に
よれば、従来の電子部品実装装置における異方性導電体
を貼付ける工程とチップを実装する工程とを単一の電子
部品実装装置内の一連の動作で行うことができ、第１の
装置と第２の装置とを別々に設置する場合に比べ、設置
スペースを節約することができる。なお、以上第２チッ
プＰ２について述べたが、第１チップＰ１についても経
路を変更することで同様に装着することができる。

【００３３】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態について、図７、図８を参照しながら説明す
る。第２の実施の形態では、第１ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃ
ａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）Ｐ３、第２ＴＣＰ Ｐ
４を装着するものである。また以下第１の実施の形態と
の相違点を中心に説明する。

【００３４】さて図７において、６０は矢印Ｎ３方向に
送られ、第１ＴＣＰ Ｐ３を保持する第１のキャリアテ
ープである。６１は矢印Ｎ４方向に送られ、第２ＴＣＰ
Ｐ４を保持する第２のキャリアテープである。第１の
キャリアテープ６０から金形６２が第１ＴＣＰ Ｐ３を
打抜き第１ＴＣＰ Ｐ３が取出される。また第２のキャ
リアテープ６１から金型６３が第２ＴＣＰ Ｐ４を打抜
き第２ＴＣＰ Ｐ４が取出される。

【００３５】そして取出された第１ＴＣＰ Ｐ３あるい
は第２ＴＣＰ Ｐ４は、取出ヘッド６４によってプリセ
ンタテーブル２９へ移載される。また、６５〜６８は、
第１の実施の形態における装着ヘッド３３〜３６と同様
に、モータＨと吸引路Ｖを備えて第１ＴＣＰ Ｐ３ある
いは第２ＴＣＰ Ｐ４を移送する装着ヘッドである。

【００３６】以下第１の実施の形態と同様に、第１ＴＣ
Ｐ Ｐ３については、経路Ｌ１，Ｌ２を経て装着ステー
ションＳ４へ移送され、第２ＴＣＰ Ｐ４については、
経路Ｌ３，Ｌ４を経て装着ステーションＳ４へ移送され
る。また、７０は装着ステーションＳ４において基板６
９と第１ＴＣＰ Ｐ１もしくは第２ＴＣＰ Ｐ２を下側
から観察するカメラである。

【００３７】さて、第１の貼り付けステーションＳ２に
は第１導電体供給部３７が、第２の貼り付けステーショ
ンＳ３には第２導電体供給部３８がそれぞれ配設されて
いる。ここで、第１導電体供給部３７、第２導電体供給
部３８は、第１の実施の形態と同様に、第１ＴＣＰ Ｐ
３、第２ＴＣＰ Ｐ４に異方性導電体４７を貼り付ける
ものであるが、ＴＣＰはフリップチップと異なり極薄の
フィルムキャリアを有しており変形しやすいので、第２
の実施の形態では、次の付加要素を追加してある。

【００３８】即ち、図８（ａ）において、支持板４３の
上部において、水平ガイド５０の反対側の側面に、ボッ
クス７１が固着され、ボックス７１の内部にはロッド７
２が昇降自在に挿入されている。そしてロッド７２の下
端部は幅広のフランジ部７２ａとなっており、フランジ
部７２ａは、ボックス７１内に収納されたスプリング７
３によって上向きに付勢されている。そして、ロッド７
２の上端部には、水平な受台７４が装着され、通常、受
台７４の上面が水平ガイド５０上の異方性導電体４７よ
りも高い位置にあるように設定されている。

【００３９】さて、装着ヘッド６８に第２ＴＣＰ Ｐ４
が保持され、装着ヘッド６８が第２の貼り付けステーシ
ョンＳ３に至った際の動作を説明する。まず図８（ａ）
に示すように、装着ヘッド６８が第２の貼り付けステー
ションＳ３に至った時点では、装着ヘッド６８に保持さ
れた第２ＴＣＰ Ｐ４の下面は、受台７４の上面よりも
やや上方に位置する。

【００４０】次に、装着ヘッド６８を下降させると、ま
ず第２ＴＣＰ Ｐ４のうち異方性導電体４７が貼り付け
られない部分が受台７４に接し下受けされる。さらに装
着ヘッド６８を下降させると、図８（ｂ）の矢印Ｎ５に
示すように、第２ＴＣＰ Ｐ４のうち受台７４に接さな
い部分が異方性導電体４７に圧着する。このとき、スプ
リング７３が縮むことにより、受台７４は第２ＴＣＰ
Ｐ４に接したまま、若干下降する。

【００４１】そして、異方性導電体４７の貼り付けが完
了したら、図８（ｃ）の矢印Ｎ６に示すように、装着ヘ
ッド６８を上昇させると、異方性導電体４７がリーダテ
ープ４６から剥れた後にも、受台７４は第２ＴＣＰ Ｐ
４に接したまま上昇する。即ち、第２ＴＣＰ Ｐ４は、
異方性導電体４７の貼り付けの前後において、受台７４
によって姿勢を一定に強制されている。このため、装着
ヘッド６８が上昇する際に、第２ＴＣＰ Ｐ４がリーダ
テープ４６側に引張られて位置ずれを生じたり落下した
りしないようにすることができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の電子部品実装装置は、チップを
保持して基板に装着する装着ヘッドを複数個備え、これ
らの装着ヘッドがチップをピックアップするピックアッ
プステーションを設定し、これらの装着ヘッドがチップ
を基板に装着する装着ステーションをピックアップステ
ーションから離れた位置に設定し、装着ヘッドをピック
アップステーションと装着ステーションの間で往復動さ
せるテーブルを設け、ピックアップステーションと装着
ステーションとの間にチップに異方性伝導体を貼り付け
る貼り付けステーションを設定したので、仮圧着工程及
び本圧着工程のそれぞれのために独立の設置場所を設け
る必要がなく、設置スペースの節約をすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における電子部品実
装装置の平面図

【図２】図１ａ−ａ矢視図

【図３】図１ｂ−ｂ矢視図

【図４】本発明の第１の実施の形態における第２導電体
供給部の正面図

【図５】（ａ）本発明の第１の実施の形態における貼り
付け動作説明図 （ｂ）本発明の第１の実施の形態における貼り付け動作
説明図 （ｃ）本発明の第１の実施の形態における貼り付け動作
説明図

【図６】本発明の第１の実施の形態における電子部品実
装装置の全体動作説明図

【図７】本発明の第２の実施の形態における電子部品実
装装置の全体動作説明図

【図８】（ａ）本発明の第２の実施の形態における貼り
付け動作説明図 （ｂ）本発明の第２の実施の形態における貼り付け動作
説明図 （ｃ）本発明の第２の実施の形態における貼り付け動作
説明図

【符号の説明】

６ 基板 ３１ ターンテーブル ３３〜３６ 装着ヘッド ４７ 異方性導電体 Ｈ ヒータ Ｐ１ 第１チップ Ｐ２ 第２チップ Ｓ１ ピックアップステーション Ｓ２ 第１の貼り付けステーション Ｓ３ 第２の貼り付けステーション Ｓ４ 装着ステーション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−93697（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−129499（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−77690（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−35000（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−132098（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 13/04 H05K 3/32

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チップを保持して基板に装着する装着ヘッ
   ドを複数個備え、これらの装着ヘッドがチップをピック
   アップするピックアップステーションを設定し、これら
   の装着ヘッドがチップを基板に装着する装着ステーショ
   ンを前記ピックアップステーションから離れた位置に設
   定し、前記装着ヘッドを前記ピックアップステーション
   と前記装着ステーションの間で往復動させるテーブルを
   設け、前記ピックアップステーションと前記装着ステー
   ションとの間に前記装着ヘッドによってピックアップさ
   れたチップに異方性導電体を貼り付ける貼り付けステー
   ションを設定し、この貼り付けステーションにおいて、
   リーダテープに接着された異方性導電体を前記装着ヘッ
   ドに保持されたチップに圧着して貼り付け、次いで異方
   性導電体をリーダテープから剥がすようにしたことを特
   徴とする電子部品実装装置。
2. 【請求項２】前記貼り付けステーションは、複数設定さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装
   装置。
3. 【請求項３】前記テーブルは、ターンテーブルに設けら
   れていることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装
   装置。
4. 【請求項４】チップをピックアップステーションで装着
   ヘッドに保持させるステップと、チップを保持した前記
   装着ヘッドを貼り付けステーションへ移動させ、前記装
   着ヘッドに内蔵されたヒータの熱を加えながらこのチッ
   プにリーダテープに接着された異方性導電体を圧着して
   貼り付けるステップと、異方性導電体をリーダテープか
   ら剥がすステップと、前記装着ヘッドを装着ステーショ
   ンへ移動させチップに貼り付けられた異方性導電体を基
   板の電極に貼り付けるステップとを有することを特徴と
   する電子部品実装方法。