JP4518257B2

JP4518257B2 - 半導体装置実装装置

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Publication number: JP4518257B2
Application number: JP2005011305A
Authority: JP
Inventors: 淳斧城; 久賀市川; 憲也和田
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2025-01-19
Also published as: JP2006202877A

Description

本発明は、例えば液晶パネル等の表示パネルに、半導体装置を実装するための装置に関するものである。

表示パネルとして、例えば液晶パネルは２枚の重ね合せ基板の間に液晶を封入することにより構成されるが、この液晶パネルに映像を表示させるために、パネルを駆動するために、例えばＴＦＴ型の液晶パネルの場合には、ソース用及びゲート用として用いられる半導体装置を実装し、さらにこの半導体装置を印刷回路基板（ＰＣＢ）に接続する構成とされる。ここで、液晶パネルに実装される半導体装置は、重ね合せた２枚のガラス基板の一方（上基板）に対して他方のガラス基板（下基板）の少なくとも２辺を張り出させて、この基板張り出し部に順次半導体装置を実装する。

ここで、液晶パネルに実装される半導体装置としては、ＴＡＢ(Tape Automated Bonding)型半導体装置とチップ型半導体装置とが用いられる。ＴＡＢ型半導体装置は、フィルム基板の表面に半導体装置を搭載したものであり、フィルム基板に設けたリードをパネルの表面に設けた電極と接続するように実装するものである。一方、チップ型半導体装置は、パッケージの外面に多数のバンプ電極を形成し、これらのバンプ電極を直接ガラス基板の表面に設けた電極と接続するようにして実装されることになる。そして、半導体装置としては、当然、ソース用とゲート用とでは異なる構造のものである。

以上のように、半導体装置は、それらのパネルへの実装方式が異なる２種類のものが用いられているが、同種類の半導体装置を実装する場合と、ソース用の半導体装置とゲート用の半導体装置とが異なる実装方式のものを用いる場合とがある。半導体装置の実装装置として、それぞれ専用の装置として構成すると、汎用性が得られない。ＴＡＢ型であれ、チップ型であれ、半導体装置はＡＣＦ(Anisotropic Conductive Film)を介してパネルに実装されるものであり、半導体装置を位置決めして、この半導体装置がＡＣＦを介してパネルに対して所定の位置に保持されるように仮圧着を行ない、次いで加熱下で加圧することによって、ＡＣＦのバインダ樹脂を硬化させるように、本圧着を行うという点に関しては共通のものである。以上の点を勘案して、ＴＡＢ型半導体装置と、チップ型半導体装置とをガラス基板に実装できるようにしたものが、例えば特許文献１に開示されている。
特開２００４−６４６７号公報

ところで、前述した特許文献１に係る実装装置は、ＴＡＢ型半導体装置及びチップ型半導体装置は共にトレーに収容させて所定の位置まで搬送して、ピックアンドプレイス手段によってトレーから半導体装置を取り出して、パネルに実装するようにしている。ここで、ＴＡＢ型半導体装置は、一般に、ＴＣＰ(Tape Carrier Package)、つまり長尺テープに所定のピッチ間隔毎に形成したものを打ち抜くことにより得られるものである。従って、特許文献１では、このＴＣＰからＴＡＢ型半導体装置を分離して、一度トレーに収納させた後、パネルに実装するという方式を採用している。このために、このＴＡＢ型半導体装置をトレーに収納させる工程分だけ製造工数が増えることになり、コストアップの原因となる等といった問題点がある。

本発明は以上の点に鑑みて、その目的とするところは、ＴＣＰからのＴＡＢ型半導体装置のトレーへの収納工程を省略するができるようにすることにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、表示パネルに実装される複数の半導体装置を供給する実装品供給部と、この実装品供給部から供給された半導体装置を位置決めして、パネルに搭載する実装品搭載部とを備え、表示パネルの所定箇所に複数種類の半導体装置を順次実装する装置であって、前記実装品供給部は、少なくとも１種類のＴＡＢ型半導体装置の供給部と、このＴＡＢ型半導体装置の供給部より下方に位置する２種類のチップ型半導体装置の供給部とからなり、ＴＡＢ型半導体装置の供給部ではＴＣＰからＴＡＢ型半導体装置を打ち抜いて吸着保持させ、またチップ型半導体装置の供給部ではトレーに収納させたチップ型半導体装置を１個ずつ吸着して取り出すために、反転可能な吸着ヘッドを備えた実装品ハンドリング手段と、前記実装品ハンドリング手段の吸着ヘッドからの半導体装置を前記実装品搭載部で受け取って、前記表示パネルに対して半導体装置を位置決めして搭載させるロータリ式搭載手段とを備える構成としたことをその特徴とするものである。

ここで、表示パネルには、ＴＡＢ型半導体装置またはチップ型半導体装置のいずれかが実装されるが、２辺が同じタイプの半導体装置を実装する場合もあり、また１辺がＴＡＢ型、他の１辺がチップ型の半導体装置を実装する場合もある。従って、これらを全て満足させるには、実装品供給部においては、チップ型半導体装置だけでなく、ＴＡＢ型半導体装置も２種類供給できるようにする。

吸着ヘッドを有する実装品ハンドリング手段は２組設けるのが望ましい。特に、ＴＣＰから打ち抜かれて表示パネルに実装されるＴＡＢ型半導体装置を２種類供給する構成とした場合には、各々のＴＡＢ型半導体装置の打ち抜き位置が離れた位置となるために、実装品ハンドリング手段を２組設けることによって、それぞれの実装品ハンドリング手段における移動範囲の短縮及び単純化を図ることができる。トレーに収納されるチップ型半導体装置は、ソース用及びゲート用のいずれのチップ型半導体装置を実装する際においても、トレーを実質的に同じ位置に配置することは格別困難ではない。従って、チップ型半導体装置の供給部の両側に、それぞれＴＡＢ型半導体装置の打ち抜き金型を配置する構成とするのが合理的である。そして、チップ型半導体装置の実装時には、実装品ハンドリング手段における吸着ヘッドを２組交互に作動させて、トレーからの取り出しから表示パネルへの実装までの作業を行わせることによって、高速実装が可能となる。

実装品搭載部を設けたロータリ式搭載手段の構成としては、例えば９０°毎にインデックス回転するロータリテーブルに昇降手段に装着した吸着部材を４箇所設けるようになし、この吸着部材はＴＡＢ型半導体装置及びチップ型半導体装置のいずれをも吸着できるようにする。実装品ハンドリング手段を構成する吸着ヘッドから実装品搭載部の吸着部材に半導体装置を受け渡した後、ロータリテーブルを９０°回転させて、アライメント用光学系を用いて、半導体装置の吸着位置を検出する。基準位置からのずれがあると、実装時に位置調整を行うことになるが、この位置調整は実装品搭載部側または表示パネル側のいずれかで行うようにする。また、例えば、水平面での直交２軸、つまりＸＹ軸方向の位置調整は表示パネル側で、またこの水平面内での回転方向、つまりθ方向での位置調整は実装品搭載部側で行うようにすることもできる。

表示パネルにチップ型半導体装置とＴＡＢ型半導体装置とのいずれも実装できるようにした半導体装置実装装置において、ＴＡＢ型半導体装置を予めＴＣＰから打ち抜いてトレーに収納させる必要がなくなる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に表示パネル（例えば液晶表示パネル）１への半導体装置の実装態様を示す。同図においては、表示パネル１における下基板の長辺及び短辺をそれぞれ１辺ずつ上基板から張り出させて、これら下基板の長辺側張り出し部１ａと短辺側張り出し部１ｂとにそれぞれ複数の半導体装置が実装される。同図（ａ）は長辺側張り出し部１ａ及び短辺側張り出し部１ｂにそれぞれＴＡＢ型半導体装置２ａ，２ｂ（ソース用及びゲート用の半導体装置を総称する場合には、符号２を用いる）を実装したものであり、同図（ｂ）は長辺側張り出し部１ａにはＴＡＢ型半導体装置２ａが、短辺側張り出し部１ｂにはチップ型半導体装置３ｂが、同図（ｃ）には長辺側及び短辺側の各張り出し部１ａ，１ｂにチップ型半導体装置３ａ，３ｂ（ソース用及びゲート用の半導体装置を総称する場合には、符号３を用いる）が、それぞれ実装されている。なお、上記のものの他、長辺側張り出し部１ａにはチップ型半導体装置３ａが、短辺側張り出し部１ｂにはＴＡＢ型半導体装置２ｂが実装されるものもある。

ここで、ＴＡＢ型であれ、チップ型であれ、半導体装置は表示パネル１における下基板の張り出し部１ａまたは１ｂに形成した電極と、半導体装置側の電極とをＡＣＦを用いて電気的に接続するように実装される。図２にＴＡＢ型半導体装置２の表示パネル１への実装状態の断面を示す。同図において、符号４はＡＣＦであり、このＡＣＦ４はバインダ樹脂４ａに導電粒子４ｂを均一に分散させたものからなり、半導体装置側の電極と表示パネル側の電極とが導電粒子４ｂを介して電気的に接続されるようになっている。また、バインダ樹脂４ａは熱硬化型接着剤からなり、半導体装置を加熱下で表示パネルに対して加圧することによって、熱圧着がなされる。ただし、実装工程では、予めＡＣＦを貼り付けた表示パネル１に半導体装置２または３を位置合わせした状態で接合させて、一度仮圧着させた後に、バインダ樹脂４ｂの硬化温度以上に加熱した状態で、加圧力を作用させることにより本圧着されることになる。この場合、実質的に同じＡＣＦを用いることができ、このためにＴＡＢ型半導体装置２も、チップ型半導体装置３も実装方式においては格別の差異はない。

以上のように、表示パネル１に半導体装置を実装するには、まずこの表示パネル１の所定の位置にＡＣＦ４を貼り付けるＡＣＦ貼り付けステージと、半導体装置が実装されて、仮圧着される仮圧着ステージと、本圧着ステージとから構成される。そして、これらの各ステージ間で表示パネル１を搬送するために、表示パネル１は、後述するパネル搬送手段５により搬送されるようにしている。また、この表示パネル１の搬送時に位置ずれしなように保持するために、表示パネル１はパネル搬送手段５を構成する後述の補正テーブル５１上に真空吸着されるようになっている。

本発明による実装装置は、この仮圧着までの工程を実行するものである。そして、処理されるべき表示パネル１に応じて、その長辺側張り出し部１ａ及び短辺側張り出し部１ｂにそれぞれＴＡＢ型半導体装置２またはチップ型半導体装置３のいずれかが実装されることになる。そこで、図３に、仮圧着ステージにおいて、半導体装置の実装手順を模式的に示し、また図４は実装装置の概略構成の平面図を、さらに図５には図４の正面図をそれぞれ示す。

これらの図において、１０は表示パネル１の長辺側張り出し部１ａに実装されるＴＡＢ型半導体装置２ａの供給部、１１は短辺側張り出し部１ｂに実装されるＴＡＢ型半導体装置２ｂの供給部、１２はチップ型半導体装置３の供給部であり、これらにより実装品供給部を構成している。

まず、チップ型半導体装置３は、トレー１３に多数収納されており、このトレー１３からチップ型半導体装置３が１個ずつ取り出されることになる。ここで、チップ型半導体装置は２種類あることから、図４から明らかなように、それぞれ異なるトレー１３ａ，１３ｂにチップ型半導体装置３ａ，３ｂが別々に収納されており、これら各トレー１３ａ，１３ｂが多数段積み状態にして待機させるトレーストック部１４を備えている。トレー１３ａとトレー１３ｂとでは、半導体装置の収容部の形状は異なっているが、トレー自体の外形は同一になっている。従って、トレーを総称する際には、符号１３を用いる。

チップ型半導体装置３の供給部１２にはターンテーブル１５が設けられており、このターンテーブル１５には相互に９０°の位置関係に４箇所のトレーホルダ１５ａが装着されている。そして、第１の位置Ｔ１において、トレーストック部１４から１枚のトレー１３ａまたは１３ｂが取り出されて、ターンテーブル１５のトレーホルダ１５ａに装着されることになる。この第１の位置Ｔ１からターンテーブル１５を１８０°回動させた第２の位置Ｔ２において、チップ型半導体装置３が１個ずつ取り出されて、表示パネル１に供給されることになる。また、トレーが空になる毎にターンテーブル１５が第１の位置Ｔ１に移動して、空のトレーを排出し、チップ型半導体装置３で満杯となったトレーがトレーホルダ１５ａに供給される。チップ型半導体装置３は２種類用いられることから、ターンテーブル１５において、一方のチップ型半導体装置３ａを収容させたトレー１３ａの装着位置と、他方のチップ型半導体装置３ｂを収容させたトレー１３ｂの装着位置とは、相互に９０°の位置関係をもって配置されている。

ＴＡＢ型半導体装置２は、ＴＣＰとして長尺テープに多数形成されて、リールに巻回されており、このリールからＴＣＰを繰り出して、打ち抜き金型でＴＡＢ型半導体装置を１個ずつ打ち抜いてＴＣＰから分離されるようになっている。

ここで、ＴＡＢ型半導体装置２はソース用，ゲート用の２種類があり、それぞれ別個のＴＣＰ２０ａ，２０ｂから打ち抜かれることになる。このために、ＴＣＰ２０ａの走行経路２１ａ（図４に矢印で示す）と、ＴＣＰ２０ｂの走行経路２１ｂとが設けられており、それぞれ供給用のリールからガイドローラや送りローラにより打ち抜き金型２２ａ，２２ｂの配設位置に走行させて、この打ち抜き金型２２ａ，２２ｂにより打ち抜くことによって、ＴＡＢ型半導体装置２ａ，２ｂが得られるようになっている。つまり、ＴＡＢ型半導体装置２ａの供給部１０はＴＣＰ２０ａの走行経路２１ａ及び打ち抜き金型２２ａから構成され、ＴＡＢ型半導体装置２ｂの供給部１１はＴＣＰ２０ｂの走行経路２１ｂ及び打ち抜き金型２２ｂから構成される。そして、いずれもＴＣＰを打ち抜いて得られるＴＡＢ型半導体装置は下方から取り出されることになる。

ＴＡＢ型半導体装置２なり、チップ型半導体装置３なりをトレーまたは打ち抜き金型から取り出して、表示パネル１に実装するために、実装品ハンドリング手段とロータリ式搭載手段とを備えている。実装品ハンドリング手段の構成としては、移載用ロボット３０が用いられる。この移載用ロボット３０は、図４及び図５から明らかなように、Ｘ軸３０Ｘ及びＹ軸３０ＹとＺ軸３０Ｚ（上下方向）、さらにθ方向３０θと、反転軸３０Ｒを有する５軸ロボットのアーム３１の先端に吸着ヘッド３２を装着することにより構成される。そして、吸着ヘッド３２は、ＴＡＢ型半導体装置２（２ａ，２ｂ）及びチップ型半導体装置３（３ａ，３ｂ）のいずれもハンドリング可能となっている。

ここで、移載用ロボット３０は２箇所設けられている。即ち、実装品供給部のうち、ＴＡＢ型半導体装置２ａ，２ｂの供給部１０，１１はチップ型半導体装置３の供給部１２を挟んだ両側に配置されており、供給部１０と供給部１１とは離れた位置に配置されているので、単一の移載用ロボット３０でこれらＴＡＢ型半導体装置２ａ，２ｂを取り出すように構成すると、移載用ロボットが大型化し、かつ動きも複雑になってしまう。従って、移載用ロボット３０はチップ型半導体装置３の供給部１２を構成するターンテーブル１５の配設位置を挟んだ左右両側にそれぞれ配置するように構成する。そして、チップ型半導体装置３は左右の移載用ロボット３０により交互に取り出すように動作させることによって、高速実装が可能になる。

以上のように、ターンテーブル１５を備えたチップ型半導体装置３ａ，３ｂの供給部１２を挟んだ左右両側の位置にＴＡＢ型半導体装置２ａ，２ｂを供給するＴＣＰ２０ａ，２０ｎの打ち抜き金型２２ａ，２２ｂを装着したＴＡＢ型半導体２ａ，２ｂの供給部１０，１１が配置されているが、これらの配置部をできるだけ近接させるために、供給部１２と供給部１０，１１とをできるだけ近接した位置に配置する。そして、これらの供給部を構成する各部材が相互に干渉しないようにするために、上下の空間を利用し、供給部１０，１１を上部側に、供給部１２を下部側に配置するようにしている。これによって、移載用ロボット３０の半導体装置の移載時における移動距離の短縮が図られる。

図３に移載用ロボット３０の可動範囲を示す。同図において、一方の移載用ロボット３０の作動によるアーム３１に装着した吸着ヘッド３２（同図に仮想線で示す）のみの可動範囲をＡ、また他方の移載用ロボット３０の作動による吸着ヘッド３２のみの可動範囲をＢ、両吸着ヘッド３２の可動範囲をＣで示す。従って、２組設けられている移載用ロボット３０の吸着ヘッド３２は、図３の左側に位置する移載用ロボット３０の吸着ヘッド３２では、ＴＡＢ型半導体装置２ａの供給部１０とチップ型半導体装置３の供給部１２とから半導体装置を移載することができ、また図３の右側に位置する移載用ロボット３０の吸着ヘッド３２では、ＴＡＢ型半導体装置２ｂの供給部１１とチップ型半導体装置３の供給部１２とから半導体装置をロータリテーブル４０の仮圧着ユニット４１に移載することができるようになっている。そして、供給部３では、トレー１３ａが供給位置に配置されているか、またはトレー１３ｂが供給位置に配置されているかによって、チップ型半導体装置３ａ，３ｂのいずれかが取り出されることになる。

そして、チップ型半導体装置３はトレー１３から供給されて、移載用ロボット３０の吸着ヘッド３２に吸着保持されるが、この吸着ヘッド３２によるチップ型半導体装置３の移載動作時における脱落を防止するために、チップ型半導体装置３の外形を検出する外形検出光学系３３が設けられている。従って、吸着ヘッド３２に吸着されているチップ型半導体装置３の吸着位置を外形検出光学系３３により検出して、後述する仮圧着ユニット４１における吸着部材４２への移載を確実に、しかも円滑に行うようにしている。

前述した移載用ロボット３０により実装品の供給部から取り出された半導体装置２または３をパネル搬送手段５に保持されている表示パネル１に実装するために、移載用ロボット３０と表示パネル１との間にロータリ式搭載手段を構成するロータリテーブル４０が設けられており、このロータリテーブル４０には、相互に９０°となる位置にそれぞれ実装品搭載部を構成する仮圧着ユニット４１が装着されている。仮圧着ユニット４１は、下端部に吸着部材４２を備えた本体ブロック４３から構成され、この本体ブロック４３はロータリテーブル４０に装着した昇降ガイド４４に沿って昇降する昇降板４５に固定して設けられている。

ロータリテーブル４０において、表示パネル１が配置されている部位の上部位置には、加圧手段４６が設けられており、この加圧手段４６を作動させることによって、仮圧着時の加圧がなされる。従って、この位置が半導体装置の実装位置となる。また、この加圧による反力を受承させるために、表示パネル１の下部位置には受け台４７が設けられており、この受け台４７は表示パネル１の下面に当接する作動位置と、吸着部材４２の下部位置を開放して、後述するアライメント用光学系の作動を可能にする退避位置とに変位可能となっている。

ロータリテーブル４０の前述した実装位置に対して１８０°の位置は、半導体装置が移載用ロボット３０の吸着ヘッド３２から仮圧着ユニット４１の吸着部材４２への移載が行なわれる移載位置である。また、それらに対して９０°の位置にはプリアライメント用光学系４８が設けられており、仮圧着ユニット４１における吸着部材４２に吸着保持されている半導体装置２または３の位置検出が行なわれる。プリアライメント用光学系４８による半導体装置の吸着位置にずれがあると、少なくともそのθ方向の位置ずれを補正するように作動するようになっている。このために、仮圧着ユニット４１における本体ブロック４３には回転モータを内蔵させ、吸着部材４２による半導体装置の吸着位置に応じて回転モータを作動させることによりθ方向の位置ずれを補正するようにしている。

次に、実装位置には、アライメントマーク検出手段５０が設けられている。このアライメントマーク検出手段５０は、仮圧着ユニット４１における吸着部材４２の下部位置であって、受け台４７と干渉しない位置に配置されており、かつ表示パネル１における半導体装置実装位置は、吸着部材４２に吸着されている半導体装置から僅かに離間した位置となっている。

半導体装置２，３の表示パネル１への実装は正確に位置決めした状態で行なわなければならない。つまり、ＴＡＢ型であれ、チップ型であれ、それらに設けた電極と表示パネル１側の電極とが正確に一致するようにして仮圧着しなければならない。このために、半導体装置２，３及び表示パネル１には、それぞれ位置検出用のアライメントマークが設けられており、これらアライメントマークが相互に一致するようにして実装することになる。このアライメントマークを一致させるために、アライメントマーク検出手段５０は、半導体装置側と表示パネル側とのアライメントマークを同時に視野に入れるカメラ及び光学系を備えたものからなり、カメラで取得した画像に基づいて相互の位置ずれを検出する。そして、半導体装置と表示パネルとの間で位置ずれがあると、その位置補正が行なわれる。このために、表示パネル１を搬送するパネル搬送手段５は、補正テーブル５１を備えている。この補正テーブル５１としては、表示パネル１をＸ軸方向及びＹ軸方向に位置調整できるように構成したものである。また、θ方向の補正は、既に説明したように、仮圧着ユニット４１側で行うようにしている。

以上のように構成することによって、表示パネル１に実装される半導体装置の種類の如何、つまりＴＡＢ型半導体装置２であるか、チップ型半導体装置３であるかに拘らず、円滑かつ迅速に実装することができ、また半導体装置の種類に応じて装置を構成する各部の変更を必要としない。このためには、ＴＡＢ型半導体装置２ａ及び２ｂの供給部に、予めそれぞれＴＣＰ２０ａ及び２０ｂの供給リールを装着して、打ち抜き金型２２ａ，２２ｂにより打ち抜ける状態とする。また、チップ型半導体装置３ａ，３ｂの供給部１２におけるトレーストック部１４には、それぞれチップ型半導体装置３ａ，３ｂを満杯にまで収容させたトレー１３ａ，１３ｂをそれぞれ段積み状態にして装着しておく。

パネル搬送手段５により搬送される表示パネル１において、その長辺側１ａに実装される半導体装置がＴＡＢ型半導体装置２ａであったとする。この場合には、ＴＡＢ型半導体装置２ａの供給部１０のみを作動させ、他の供給部１１，１２は停止状態とする。また、移載用ロボット３０は図３の左方を作動状態となし、右方の移載用ロボット３０は停止状態とする。打ち抜き金型２２ａでＴＣＰ２０ａから１個のＴＡＢ型半導体装置２ａが打ち抜かれるが、このときには、移載用ロボット３０におけるアーム３１の先端に設けた吸着ヘッド３２を金型２２ａの下部位置に配置しておき、金型２２ａを作動させて、ＴＡＢ型半導体装置２ａを打ち抜く。その結果、打ち抜かれたＴＡＢ型半導体装置２ａは吸着ヘッド３２に吸着される。ここで、ＴＡＢ型半導体装置２ａはフィルム基板に半導体装置を搭載したものであり、広い吸着面積が得られ、取り落とし等のおそれがないので、外形検出光学系３３による検出を行なわず、そのままロータリテーブル４０に装着した仮圧着ユニット４１の吸着部材４２に受け渡す。

仮圧着ユニット４１でＴＡＢ型半導体装置２ａを受け取ると、ロータリテーブル４０は９０°回転して、次の仮圧着ユニット４１がＴＡＢ型半導体装置２ａを受け取る位置に移動する。そして、既にＴＡＢ型半導体装置２ａを受け取った仮圧着ユニット４１の吸着部材４２がプリアライメント用光学系４８の位置に移行する。そして、このプリアライメント用光学系４８により吸着部材４２により吸着されているＴＡＢ型半導体装置２ａの基準位置からのずれを検出して、回転方向に位置ずれがあると、本体ブロック４３に装着した回転モータを作動させてθ方向の補正を行う。このθ方向の位置補正が完了し、かつその手前の仮圧着ユニット４１における吸着部材４２により次のＴＡＢ型半導体装置２ａの吸着が完了すると、ロータリテーブル４０がさらに９０°回転する。その結果、先頭に位置するＴＡＢ型半導体装置２ａは実装位置に移行して、表示パネル１に仮圧着される。

この仮圧着を行うに当っては、ロータリテーブル４０の回転後に、アライメントマーク検出手段５０により表示パネル１における当該ＴＡＢ型半導体装置２ａを実装すべき位置に設けたアライメントマークと半導体装置２ａに設けたアライメントマークとの位置を検出して、その間における位置ずれの有無を判定する。そして、位置ずれがある場合には、位置合わせを行うが、Ｘ，Ｙ軸方向の位置ずれについては、補正テーブル５１側で行うようになし、またθ方向の位置ずれは吸着部材４２側で行う。なお、θ方向のずれは前段階で既にプリアライメントが行なわれているので、殆ど位置ずれが生じていない。このように、ロータリテーブル４０において、その移載位置と実装位置との間のインデックス位置においては格別の処理等を行う必要がないが、この間にプリアライメントを行うことによって、実装位置でのアライメント作業の負担が軽減され、このアライメントをより迅速に行うことができる。

このようにして表示パネル１と半導体装置２ａとのアライメントが終了すると、加圧手段４６が作動して、昇降板４５を昇降ガイド４４に沿って下降させる。また、受け台４７を前進させて、表示パネル１の下部位置に当接させる。そして、加圧手段４６は単に昇降板４５を下降させるだけでなく、所定の加圧力を半導体装置２ａに作用させるものであって、これによって、ＴＡＢ型半導体装置２ａの表示パネル１への仮圧着が行なわれる。

以上の動作が順次繰り返し行なわれて、表示パネル１の長辺側１ａに所定数の半導体装置２ａが実装される。その後、加熱下で加圧することによって、つまり本圧着を行うことによって、ＴＡＢ型半導体装置２ａが表示パネル１に固定される。

次に、表示パネル１の短辺側１ｂにＴＡＢ型半導体装置２ｂを実装するには、ＴＡＢ型半導体装置２ｂの供給部１１側を作動させる。即ち、打ち抜き金型２２ｂを作動させ、図３の右側の移載用ロボット３０を作動させる。勿論、このときもロータリ式搭載手段としては、仮圧着ヘッド４１を有するロータリテーブル４０が作動することになる。

次に、チップ型半導体装置３ａを表示パネル１の長辺側１ａに実装する場合にも、ＴＡＢ型半導体装置２ａの実装時に説明したとほぼ同様の手順となるが、このチップ型半導体装置３ａの場合には、図５に矢印で示したように、吸着ヘッド３２は、下降、前進、吸着、反転、上昇、後退という動作を行なって、一度外形検出用光学系３３により吸着位置の検出を行なって、確実に吸着部材４２に移載できる状態にした上で、さらに後退させて、チップ型半導体装置３ａを仮圧着ユニット４１の吸着部材４２に受け渡すようにする。従って、ＴＡＢ型半導体装置２より長い時間が必要となるために、２組設けられている移載用ロボット３０を共に作動させて、動作をオーバーラップさせることによって、高速化を図るようにする。吸着ヘッド３２を一度下降させて、トレー１３ａに向けて移動させ、半導体装置３ａを吸着した後に上昇させるのは、これら２組の移載用ロボット３０，３０の干渉を防止するためである。

表示パネル１において、長辺側１ａ及び短辺側１ｂ共に同じタイプの半導体装置を実装する場合だけでなく、異なるタイプの半導体装置を搭載することもできる。例えば、長辺側１ａには、ＴＡＢ型半導体装置２ａを実装するために、ＴＣＰ２０ａを供給して、打ち抜き金型２２ａでＴＡＢ型半導体装置２ａを打ち抜いて、移載用ロボット３０及びロータリテーブル４０の仮圧着ユニット４１を作動させて、表示パネル１の長辺側１ａに実装する作業が完了した後に、左右の移載用ロボット３０を作動させて、トレー１３ｂからチップ型半導体装置３ｂを順次取り出して、仮圧着ユニット４１により短辺側１ｂに実装することも可能である。

表示パネルへの半導体装置のそれぞれ異なる実装方式を示す構成説明図である。半導体装置と表示パネルとの電極間の電気的接続状態を示す断面図である。半導体装置を表示パネルに実装する際に行なわれる各々の作業を模式的に示す説明図である。半導体装置の実装装置の構成を示す平面図である。半導体装置の実装装置の構造を示す正面図である。

符号の説明

１表示パネル１ａ長辺側
１ｂ短辺側２ａ，２ｂＴＡＢ型半導体装置
３ａ，３ｂチップ型半導体装置
４ＡＣＦ５パネル搬送手段
１０ＴＡＢ型半導体装置２ａの供給部
１１ＴＡＢ型半導体装置２ｂの供給部
１２チップ型半導体装置の供給部
１３ａ，１３ｂトレー１４トレーストック部
１５ターンテーブル２０ａ，２０ｂＴＣＰ
２２ａ，２２ｂ打ち抜き金型
３０移載用ロボット３１アーム
３２吸着ヘッド３３外形検出光学系
４０ロータリテーブル４１仮圧着ユニット
４２吸着部材４６加圧手段
４８プリアライメント用光学系
５０アライメントマーク検出手段
５１補正テーブル

Claims

表示パネルに実装される複数の半導体装置を供給する実装品供給部と、この実装品供給部から供給された半導体装置を位置決めして、前記表示パネルに搭載する実装品搭載部とを備え、この表示パネルの所定箇所に複数種類の半導体装置を順次実装する装置において、
前記実装品供給部は、少なくとも１種類のＴＡＢ型半導体装置の供給部と、このＴＡＢ型半導体装置の供給部より下方に位置する２種類のチップ型半導体装置の供給部とからなり、
ＴＡＢ型半導体装置の供給部ではＴＣＰからＴＡＢ型半導体装置を打ち抜いて吸着保持させ、またチップ型半導体装置の供給部ではトレーに収納させたチップ型半導体装置を１個ずつ吸着して取り出すために、反転可能な吸着ヘッドを備えた実装品ハンドリング手段と、
前記実装品ハンドリング手段の吸着ヘッドからの半導体装置を前記実装品搭載部で受け取って、前記表示パネルに対して半導体装置を位置決めして搭載させるロータリ式搭載手段と
を備える構成としたことを特徴とする半導体装置実装装置。
前記実装品ハンドリング手段は、前記吸着ヘッドの反転動作に加えて、さらに上下動及び前後動可能な構成としたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置実装装置。
前記吸着ヘッドは、ＴＣＰからＴＡＢ型半導体装置を下方に向けて打ち抜いて、下方から吸着保持して受け取るようになし、またチップ型半導体装置は前記トレーから吸着保持して取り出すことを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体装置実装装置。
前記表示パネルには、長辺側及び短辺側の各１辺に半導体装置が実装されるものであり、前記実装品供給部には、２種類のＴＡＢ型半導体装置と２種類のチップ型半導体装置との供給部が設けられ、前記実装品ハンドリング手段はチップ型半導体装置の供給部を挟んだ両側に設ける構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体装置実装装置。
前記各チップ型半導体装置は、ターンテーブルに装着したトレーから供給されるものであり、このターンテーブルの左右両側の位置にそれぞれＴＣＰからのＴＡＢ型半導体装置の打ち抜き金型を配置する構成としたことを特徴とする請求項４記載の半導体装置実装装置。
前記２箇所設けた実装品ハンドリング手段は、前記打ち抜き金型で打ち抜いたＴＡＢ型半導体装置を供給する際には、一方の実装品ハンドリング手段を作動させ、前記トレーからチップ型半導体装置を供給する際には、両実装品ハンドリング手段により交互に供給可能な構成としたことを特徴とする請求項５記載の半導体実装装置。
前記ロータリ式搭載手段は、ロータリテーブルと、このロータリテーブルの所定角度毎に配置され、前記ＴＡＢ型及びチップ型の各半導体装置を吸着する吸着部材を装着した仮圧着ユニットを有し、前記ロータリテーブルのいずれか１つのインデックス位置が前記実装品ハンドリング手段からの前記半導体装置の移載位置であり、また他の１つのインデックス位置が前記表示パネルへの実装位置であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体実装装置。
前記実装位置には、前記半導体装置と前記表示パネルとのアライメントを行うアライメント手段を装着する構成としたことを特徴とする請求項７記載の半導体実装装置。