JP3149038B2 - 液晶表示モジュールの半導体ユニットの接合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示モジュール
の半導体ユニットの接合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示モジュールは、図５に示すよう
に、液晶表示パネル１の３辺に３種類の半導体ユニット
２〜４をそれぞれ複数個ずつ接合し、各半導体ユニット
２〜４を回路基板５〜７に接合し、各回路基板５〜７を
介して各半導体ユニット２〜４に駆動信号が与えられる
と、液晶表示パネル１が動作して駆動信号に応じた画像
などの情報を電気光学的に表示する構造になっている。

【０００３】この液晶表示パネル１は、一対のガラス基
板１０、１１の対向面に互いに直交するストライプ状の
透明電極を多数形成し、これらの電極に駆動信号を与え
るために、例えば図５に示すように、下側のガラス基板
１０の対向する左右の２辺が上側のガラス基板１１の各
辺よりも突出し、この突出した２辺の上面にそれぞれ第
１接続端子１２、１３が形成され、また上側のガラス基
板１１の後方の１辺が下側のガラス基板１０の後方の１
辺よりも突出し、この突出した１辺の下面に第３接続端
子１４が形成されている。

【０００４】また、液晶表示パネル１に接合される半導
体ユニット２〜４は、それぞれフィルム基板２０に形成
されたリード２１の内端部に半導体チップ２２の電極を
接合し、リード２１の外端部をフィルム基板２０から突
出させることにより、パネル接続電極２３と基板接続電
極２４を形成した構造になっている。そして、半導体ユ
ニット２はそのパネル接続電極２３が液晶表示パネル１
の第１接続端子１２に接合され、半導体ユニット３はそ
のパネル接続電極２３が液晶表示パネル１の第２接続端
子１３に接合され、半導体ユニット４はそのパネル接続
電極２３が液晶表示パネル１の第３接続端子１４に接合
される。

【０００５】なお、回路基板５〜７は、それぞれ帯状の
基板２５に配線リード２６を形成するとともに、各配線
リード２６に接続端子２７を形成した構造になってい
る。そして、回路基板５の接続端子２７には複数個（図
では６個）の半導体ユニット２の基板接続電極２４が接
合され、回路基板６の接続端子２７には複数個（図では
６個）の半導体ユニット３の基板接続電極２４が接合さ
れ、回路基板７の接続端子２７には複数個（図では４
個）の半導体ユニット４の基板接続電極２４が接合され
る。

【０００６】このような液晶表示モジュールにおいて、
液晶表示パネル１に各半導体ユニット２〜４を接合する
場合には、Ｘ、Ｙ方向に移動可能なボンディングステー
ジ上に液晶表示パネル１を載置し、この液晶表示パネル
１の１辺の第１接続端子１２に半導体ユニット２の各パ
ネル接続電極２３を位置決めしてボンディングヘッドで
接合する。これを数回繰り返して行うことにより、複数
個（図では６個）の半導体ユニット２を液晶表示パネル
１の第１接続端子１２に接合している。この後、液晶表
示パネル１の他辺の第２接続端子１３に半導体ユニット
３を接合するときには、手作業により液晶表示パネル１
をボンディングステージ上で回転させて位置決めし、こ
の状態で上述と同様に複数の半導体ユニット３を順次接
合している。また、液晶表示パネル１の第３接続端子１
４に半導体ユニット４を接合する場合には、手作業によ
り液晶表示パネル１を表裏反転させてボンディングステ
ージ上に位置決めし、この状態で上述と同様に複数の半
導体ユニット３を順次接合している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな液晶表示パネル１に対する半導体ユニット２〜４の
接合方法では、液晶表示パネル１の１辺、例えば第１接
続端子１２に半導体ユニット２を順次接合した後、他辺
の第２接続端子１３あるいは第３接続端子１４にそれぞ
れ半導体ユニット３、４を接合するときに、液晶表示パ
ネル１を手作業で回転もしくは表裏反転させているた
め、生産性が悪く、しかも安定した品質の製品が得られ
ないという問題がある。

【０００８】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、部品の供給から液晶表示
パネルの少なくとも２辺への半導体ユニットの接合まで
の自動化を図り、生産性の向上を図るとともに、安定し
た品質の製品を得ることのできる液晶表示モジュールの
半導体ユニットの接合装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために、液晶表示パネルの少なくとも２辺に露
呈した接続端子に、フィルム基板に半導体チップが接合
された複数の半導体ユニットの接続端子を順次接合する
液晶表示モジュールの半導体ユニットの接合装置であ
り、Ｘ、Ｙ方向に移動可能でかつ回転可能に設けられた
ボンディングステージと、液晶表示パネルの表裏反転さ
せるパネル反転ステージとを備え、液晶表示パネルを前
記ボンディングステージ上に搭載するとともに、ボンデ
ィングステージからパネル反転ステージに搬送して搭載
するパネル搭載手段と、ボンディングステージ上に搭載
された液晶表示パネルの接続端子上に半導体ユニットの
接続端子を搭載するユニット搭載手段と、ボンディング
ステージ上の液晶表示パネルの接続端子に半導体ユニッ
トの接続端子を接合するボンディングヘッドとを備えた
ことを特徴とする。

【００１０】

【作用】この発明によれば、パネル搭載手段で液晶表示
パネルをボンディングステージ上に搭載して位置決め
し、この液晶表示パネルの１辺の接続端子上に半導体ユ
ニットの接続端子をユニット搭載手段で位置決めして搭
載し、この状態でボンディングヘッドにより液晶表示パ
ネルの接続端子と半導体ユニットの接続端子とを接合
し、これを複数回繰り返すことにより液晶表示パネルの
１辺の接続端子に複数個の半導体ユニットを順次接合
し、この後、ボンディングステージを回転させて、液晶
表示パネルの他辺の接続端子をボンディングヘッド側に
位置決めし、この液晶表示パネルの他辺の接続端子上に
半導体ユニットの接続端子を、上述と同様に、ユニット
搭載手段で位置決めしてボンディングヘッドで順次接合
することにより、部品の供給から液晶表示パネルの少な
くとも２辺への半導体ユニットの接合までを自動化する
ことができる。

【００１１】

【実施例】以下、図１〜図４を参照して、この発明の一
実施例を説明する。なお、図４と同一部分には同一符号
を付し、その説明は省略する。図１はこの発明の接合装
置の全体構成を示す平面図、図２はその左側面図であ
る。これらの図において、３０は機台である。図１にお
いて、この機台３０の上側には液晶表示パネル１および
後述する完成品である液晶表示モジュールを収容するパ
ネルストッカ３１が配置されている。このパネルストッ
カ３１上には液晶表示パネル１を吸着して機台３０上の
所定位置に搬送するとともに、機台３０上の所定位置に
配置された液晶表示モジュールを吸着してパネルストッ
カ３１に搬送するパネル搬送ロボット３２が設けられて
いる。また、図１での機台３０の左側には３種類の半導
体ユニット２〜４を収容するユニットストッカ３３が配
置されている。このユニットストッカ３３上には半導体
ユニット２〜４のいずれかを必要に応じて選択し吸着し
て機台３０の所定位置に搬送するユニット搬送ロボット
３４が設けられている。

【００１２】図１での機台３０上の下部側中間部分に
は、ボンディングステージ３５が設けられている。ボン
ディングステージ３５は、その上面に液晶表示パネル１
が搭載され、この状態でＸ、Ｙ方向に移動可能で、かつ
水平面内において回転可能な構造になっている。

【００１３】図１でのボンディングステージ３５の上側
における機台３０上には、パネル搬送ロボット３２で搬
送された液晶表示パネル１を載置して位置決めするパネ
ル位置決め用テーブル３６が配置されている。このパネ
ル位置決め用テーブル３６の上側における機台３０上に
は、パネル位置決め用テーブル３６上の液晶表示パネル
１を吸着し、ボンディングステージ３５に搬送して搭載
するとともに、このボンディングステージ３５から後述
するパネル反転ステージ３７に搬送して搭載するパネル
搭載ロボット３８が設けられている。

【００１４】図１でのボンディングステージ３５の左側
における機台３０上には、ユニット搬送ロボット３４で
搬送された半導体ユニット２〜４のいずれかを載置して
位置決めするユニット位置決め用テーブル３９が設けら
れており、このユニット位置決め用テーブル３９の上側
からボンディングステージ３５の近傍における個所に
は、ユニット位置決め用テーブル３９上の半導体ユニッ
ト２〜４をボンディングステージ３５上の液晶表示パネ
ル１に搬送して搭載するユニット搭載ロボット４０が設
けられている。また、ユニット位置決め用テーブル３９
とボンディングステージ３５との間には、ボンディング
受け台４１が設けられているとともに、このボンディン
グ受け台４１の上方にはボンディングヘッド４２が上下
動可能に配設されている。

【００１５】さらに、図１でのボンディングステージ３
５の右側における機台３０上には、パネル反転ステージ
３７が設けられている。このパネル反転ステージ３７
は、図２および図３に示すように、下辺側から中心付近
に亘って切欠き部４３が設けられて上面に液晶表示パネ
ル１が配置されるテーブル４４と、このテーブル４４の
下方から切欠き部４３を通して液晶表示パネル１の下面
を吸着する吸着ヘッド４５と、この吸着ヘッド４５を保
持する保持柱４６とで構成されている。吸着ヘッド４５
は、先端上部に吸着部４７が設けられた回転筒４８が水
平な状態で保持柱４６に保持されている。すなわち、回
転筒４８の右端部は、回転筒４８がテーブル４４の切欠
き部４３を通してその上下方向に移動可能で、かつその
上限位置および下限位置において回転可能に保持柱４６
に保持されている。

【００１６】つぎに、このような接合装置により液晶表
示パネル１に半導体ユニット２〜４を接合する場合につ
いて説明する。

【００１７】まず、パネルストッカ３１に収容された液
晶表示パネル１をパネル搬送ロボット３２で吸着してパ
ネル位置決め用テーブル３６上に搭載し、このパネル位
置決め用テーブル３６で液晶表示パネル１をテレビカメ
ラ（図示せず）を用いた画像処理に基づいて位置決めす
る。そして、この液晶表示パネル１をパネル搭載ロボッ
ト３８で吸着してボンディングステージ３５上に搭載す
る。このときには、液晶表示パネル１の第１接続端子１
２をボンディングヘッド４２の下方に配置する。

【００１８】この後、ユニットストッカ３３に収容され
た半導体ユニット２〜４のうち、液晶表示パネル１の第
１接続端子１２に接合される半導体ユニット２をユニッ
ト搬送ロボット３４で選択して吸着し、この半導体ユニ
ット２をユニット位置決め用テーブル３９上に搭載し、
このユニット位置決め用テーブル３９でテレビカメラ
（図示せず）を用いた画像処理に基づいて位置決めす
る。半導体ユニット２のパネル接続電極２３には予め異
方導電性接着剤５０が設けられている。ここで言う異方
導電性接着剤５０とは、導電粒子もしくは導電粒子の表
面に絶縁膜を形成した導電性粒子を絶縁性接着剤中に混
在させたもので、面方向には絶縁性を呈するが、厚み方
向には導電性を有するもののことである。

【００１９】そして、この半導体ユニット２をユニット
搭載ロボット４０で吸着してボンディングステージ３５
上に搭載された液晶表示パネル１に搬送し、図４に示す
ように、半導体ユニット２のパネル接続電極２３を液晶
表示パネル１の第１接続端子１２上に異方導電性接着剤
５０を介して配置する。

【００２０】この状態で、ボンディングヘッド４２を降
下させて半導体ユニット２のパネル接続電極２３と液晶
表示パネル１の第１接続端子１２とをボンディング受け
台４１上に押し付けて接合する。接合後、ボンディング
ヘッド４２を上昇させ、ボンディングステージ３５を所
定ピッチで移動させ、次の半導体ユニット２の接合動作
に入る。上述した動作を数回繰り返すことにより、液晶
表示パネル１の第１接続端子１２に複数個（図５では６
個）の半導体ユニット２を順次接合する。

【００２１】このようにして、液晶表示パネル１の第１
接続端子１２に複数個の半導体ユニット２が接合された
後は、ボンディングステージ３５を１８０度回転させ
て、液晶表示パネル１の第２接続端子１３をボンディン
グヘッド４２の下方に配置する。そして、上述と同様
に、ユニットストッカ３３から液晶表示パネル１の第２
接続端子１３に接合される半導体ユニット３をユニット
搬送ロボット４０およびユニット搭載ロボット４０で液
晶表示パネル１に搬送し、この半導体ユニット３のパネ
ル接続電極２３を液晶表示パネル１の第２接続端子１３
上に配置する。この状態で、ボンディングヘッド４２に
より半導体ユニット３のパネル接続電極２３と液晶表示
パネル１の第２接続端子１３とを接合する。接合後、ボ
ンディングヘッド４２を上昇させ、ボンディングステー
ジ３５を所定ピッチで移動させ、次の半導体ユニット３
の接合動作に入る。上述した動作を数回繰り返すことに
より、液晶表示パネル１の第２接続端子１３に複数個
（図５では６個）の半導体ユニット３を順次接合する。

【００２２】また、このようにして、液晶表示パネル１
の２辺の第１接続端子１２および第２接続端子１３に半
導体ユニット２、３をそれぞれ複数個ずつ接合した後
は、液晶表示パネル１をパネル搭載ロボット３８で吸着
してパネル反転ステージ３７に搬送して搭載する。この
とき、予め吸着ヘッド４５は図３に示すように、パネル
反転ステージ４４の下方に位置するとともに、吸着部４
７は上向きに配置されており、テーブル４４の下の吸着
ヘッド４５が切欠き部４３を通して液晶表示パネル１の
下面を吸着し、この状態で吸着ヘッド４５がテーブル４
４の上方に移動し、上限位置に到達すると吸着ヘッド４
５が１８０度回転して液晶表示パネル１を表裏反転さ
せ、この後、吸着ヘッド４５が降下して表裏反転された
液晶表示パネル１をテブール４４上に載置する。このよ
うに反転された液晶表示パネル１は再びパネル搭載ロボ
ット３８でボンディングステージ３５上に搬送されて搭
載され、ボンディングステージ３５により９０度回転さ
れて液晶表示パネル１の第３接続端子１４がボンディン
グヘッド４２の下方に位置決めされる。

【００２３】この後は、上述と同様に、ユニットストッ
カ３３から液晶表示パネル１の第３接続端子１４に接合
される半導体ユニット４をユニット搬送ロボット３４お
よびユニット搭載ロボット４０で液晶表示パネル１に搬
送して、半導体ユニット４のパネル接続電極２３と液晶
表示パネル１の第３接続端子１４とを位置決めしてボン
ディングヘッド４２で接合する。接合後、ボンディング
ヘッド４２を上昇させ、ボンディングステージ３５を所
定ピッチで移動させ、次の半導体ユニット４の接合動作
に入る。上述した動作を数回繰り返すことにより、液晶
表示パネル１の第３接続端子１４に複数個（図５では４
個）の半導体ユニット４を順次接合する。この結果、液
晶表示モジュールが形成される。なお、この液晶表示モ
ジュールは、パネル搭載ロボット３８でパネル位置決め
用テーブル３６に搬送された後、パネル搬送ロボット３
２でパネルストッカ３１に搬送されて収納される。

【００２４】このように、この接合装置では、液晶表示
パネル１および半導体ユニット２〜４の部品の供給から
液晶表示パネル１の３辺にそれぞれ半導体ユニット２〜
４を順次接合するまでの全工程を自動化することがで
き、これにより生産性の向上を図ることができるととも
に、安定した品質の製品を得ることができる。特に、液
晶表示パネル１と半導体ユニット２〜４の位置決めは、
それぞれテレビカメラの撮影による映像を画像処理する
ことにより相対的な位置ずれを算出し、この算出結果に
応じてそれぞれパネル位置決め用テーブル３６、ユニッ
ト位置決め用テーブル３９が位置ずれを自動的に修正す
るので、高精度の位置合わせができ、極めて精度の高い
製品を得ることができる。

【００２５】なお、半導体ユニット２〜４の各パネル接
続電極２３と液晶表示パネル１の各接続端子１２〜１４
との接合は、必ずしも異方導電性接着剤５０で行う必要
はなく、各パネル接続電極２３と各接続端子１２〜１４
に予め半田めっきを施しておき、この半田めっきを溶融
させて両者を接合するようにしてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、パネル搭載手段で液晶表示パネルをボンディングス
テージ上に搭載し、この液晶表示パネルの１辺の接続端
子上に半導体ユニットの接続端子をユニット搭載手段で
位置決めして搭載し、この状態でボンディングヘッドで
液晶表示パネルの接続端子と半導体ユニットの接続端子
とを接合し、これを複数回繰り返すことにより液晶表示
パネルの一辺に複数個の半導体ユニットを順次接合し、
この後、ボンディングステージを回転させて、液晶表示
パネルの他辺の接続端子をボンディングヘッド側に配置
し、この液晶表示パネルの他辺の接続端子上に半導体ユ
ニットの接続端子を、上述と同様に、ユニット搭載手段
で位置決めしてボンディングヘッドで順次接合すること
により、部品の供給から液晶表示パネルの少なくとも２
辺への半導体ユニットの接合までを自動化することがで
き、これにより生産性の向上を図ることができるととも
に、安定した品質の製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の接合装置の全体構成を示す概略平面
図。

【図２】図１の左側面図。

【図３】パネル反転ステージの要部を示す斜視図。

【図４】液晶表示パネルに半導体ユニットを接合する状
態を示す要部断面図。

【図５】液晶表示モジュールの分解斜視図。

【符号の説明】

１ 液晶表示パネル ２〜４ 半導体ユニット １２ 第１接続端子 １３ 第２接続端子 １４ 第３接続端子 ２３ パネル接続電極 ３５ ボンディングステージ ３７ パネル反転ステージ ３８ パネル搭載ロボット ４０ ユニット搭載ロボット ４２ ボンディングヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1345 H01R 43/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示パネルの少なくとも２辺に露呈
   した接続端子に、フィルム基板に半導体チップが接合さ
   れた複数の半導体ユニットの接続端子を順次接合する液
   晶表示モジュールの半導体ユニットの接合装置であっ
   て、 Ｘ、Ｙ方向に移動可能でかつ回転可能に設けられたボン
   ディングステージと、前記液晶表示パネルの表裏反転さ
   せるパネル反転ステージとを備え、前記液晶表示パネル
   を前記ボンディングステージ上に搭載するとともに、前
   記ボンディングステージから前記パネル反転ステージに
   搬送して搭載するパネル搭載手段と、前記ボンディング
   ステージ上に搭載された前記液晶表示パネルの接続端子
   上に前記半導体ユニットの接続端子を搭載するユニット
   搭載手段と、前記ボンディングステージ上の前記液晶表
   示パネルの接続端子に前記半導体ユニットの接続端子を
   接合するボンディングヘッドとを備えたことを特徴とす
   る液晶表示モジュールの半導体ユニットの接合装置。