JPH081450A - 位置決め確認装置およびこれを用いた組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明体とこれに取り付けられる対象物との位
置決め精度の確認を容易に行えるようにする。 【構成】 本位置決め確認装置は、セット台２に載置固
定された透明体（ＬＣＤ用パネル）９の上面に対する対
象物（電子部品）１０の位置決め状態を、撮影手段４２
ａによって撮影した画像により確認できるようにしたも
のであり、透明な材料により形成したセット台又は上下
方向に貫通する貫通穴を形成したセット台を用い、撮影
手段によってセット台の下側から、透明なセット台又は
上記貫通穴および透明体９を通して対象物１０を撮影す
るように構成される。また、この位置決め確認装置を用
いた組立装置では、位置決め確認装置により上記位置決
め状態を確認してから対象物１０の透明体９への取付け
を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として液晶表示器
（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）用パネル（透明
体）の上面にＩＣチップ等の電子部品（対象物）を取り
付ける際に、透明体に対する対象物の位置決め状態を確
認するための装置およびこれを用いた組立装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記ＬＣＤは、図８（Ａ）に示すよう
に、ガラス製のＬＣＤ用パネル９の画面部分９ａの周囲
に形成された周囲部（以下、パネル周囲部という）９ｂ
の上面にＩＣチップ１０を圧着接合して組み立てられ
る。ＩＣチップ１０の下面には多数のバンプ（接点）が
きわめて小さなピッチ（例えば、５０μｍ）で形成され
ており、これに対応してパネル周囲部９ｂの上面にも多
数の配線パターンが狭ピッチで印刷されている。このた
め、両者を接合するときは、各バンプの位置と各配線パ
ターンの位置とが合うように正確な位置決めが必要とな
る。

【０００３】ところで、このような組立作業については
自動化が進められており、図８（Ｂ），（Ｃ）に示すよ
うな自動組立装置１００が用いられる。この組立装置
は、ＬＣＤ用パネル９を載置固定するためのセット台１
０２と、セット台１０２の上方にてＩＣチップ１０を吸
着するヒーターチップ１０７とから構成される。この組
立装置１００では、図８（Ｂ）に示すように、まずセッ
ト台１０２とヒーターチップ１０７の間に上下両方向の
視野を有する上下視野顕微鏡１０６が挿入される。この
顕微鏡１０６によって撮影された配線パターンとバンプ
の合成（重ね合わせ）画像は、モニタＭに表示される。
作業者はこの表示を見てＬＣＤ用パネルとＩＣチップの
位置ずれを確認することができ、この位置ずれがなくな
るようにセット台１０２の位置（Ｘ，Ｙ，θ）を調整す
る。こうしてＬＣＤ用パネル９の上方にて位置決めされ
たＩＣチップ１０は、図８（Ｃ）に示すように下動した
ヒーターチップ１０７によってパネル周囲部９ｂに押し
付けられて加熱され、各バンプＢが各配線パターンＰに
接合される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
組立装置では、上下視野顕微鏡自体が正確に位置決め確
認を行うための設置位置からずれていたり、上下視野顕
微鏡の上下方向軸が傾いていたりしている場合が考えら
れ、位置決め精度についての信頼性に欠けるという問題
がある。なお、ＩＣチップ下動後に、顕微鏡（下方視野
のもの）を再度用いて、ＩＣチップの上面側から接合完
了後の位置決め確認を行うことも考えられるが、バンプ
と配線パターンの接合状態が直接見れるわけではないの
でさほど信頼性向上には役立たない。

【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、透明体（ＬＣＤ用パネル）と対象物（ＩＣ
チップ）との位置決め精度の確認を容易に行えるように
した位置決め確認装置およびこれを用いた組立装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の位置決め確認装置は、セット台に載置固
定された透明体（ＬＣＤ用パネル）の上面に対する対象
物（電子部品）の位置決め状態を、撮影手段によって撮
影した画像により確認できるようにしたものであり、透
明な材料により形成したセット台又は上下方向に貫通す
る貫通穴を形成したセット台を用い、撮影手段によって
セット台の下側から、透明なセット台又は上記貫通穴お
よび透明体を通して対象物を撮影するように構成され
る。

【０００７】また、本発明の組立装置は、上記のような
セット台と、このセット台に載置固定された透明体の上
面に対象物を移動させて取り付ける取付手段と、取付手
段によって対象物が透明体の上面に移動されたときに、
セット台の下側から透明なセット台又は貫通穴および透
明体を通して対象物を撮影し、撮影画像によりこれらの
位置決め状態の確認を行わせる位置決め確認手段とから
構成される。そして、この組立装置では、位置決め確認
手段により上記位置決め状態が確認してから対象物の透
明体への取付けを行うことができるようにしている。

【０００８】

【作用】上記のような位置決め確認装置では、撮影手段
が透明体の下側（裏側）から透明体と対象物の位置ずれ
状況（方向や量）を直接撮影し、画像として表示する。
このため、この位置決め確認手段を備えた組立装置にお
いて、このような位置決め確認を行った上で上下視野顕
微鏡の位置調整等を行うようにすれば、組立装置の精度
確認を容易且つ正確に行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について図面
を参照しながら説明する。図１には、本発明に係る位置
決め確認装置を示している。この位置決め確認装置１は
ＬＣＤの組立装置の一部に組み込まれており、ＬＣＤセ
ット台２と、セット台位置調整装置３と、下部顕微鏡４
と、テレビモニタＭとから構成される。

【００１０】ＬＣＤセット台２は、図２（Ａ），（Ｂ）
にも示すように、石英ガラス等の透明な材料により矩形
板状に形成されている。このようなＬＣＤセット台２に
は、ＬＣＤ用パネル９が載置される。なお、このＬＣＤ
用パネル９は、図８（Ａ）で示したものと同じものであ
り、画面部分９ａとＬ字形状の周囲部９ｂとを有する。
なお、ＬＣＤ用パネル９は空気負圧を利用してセット台
２を吸着固定することができる。

【００１１】セット台位置調整装置３は、図１に示すよ
うに、上部にＬＣＤセット台２が載置固定される圧着テ
ーブル３１と、この圧着テーブル３１を水平旋回させる
旋回テーブル３２と、旋回テーブル３２を前後（Ｙ）方
向に移動させるＹ軸テーブル３３と、このＹ軸テーブル
３３を左右（Ｘ）方向に移動させるＸ軸テーブル３４と
から構成される。圧着テーブル３１は、図２（Ａ）に詳
しく示すように、中空円柱形状に形成されて上面に円形
の矩形の開口部３１ａ（図２（Ｂ）参照）を有する胴部
３１ｂと、この開口部３１ａを塞ぐように胴部３１ｂの
上面に取り付けられた固定板３１ｃとから構成されてい
る。図２（Ｂ）に示すように、固定板３１ｃの下側（図
１でいう手前側）と右側には、固定板３１ｃの側端に沿
って延びる貫通孔（覗き穴）３１ｄが形成されている。
なお、覗き穴３１ｄは開口部３１ａの内側に位置する。

【００１２】このように形成された固定板３１ｃの上面
には、図２（Ａ）に示すように、上述したＬＣＤセット
台２が載置される。この状態でＬＣＤセット台２は固定
板３１ｃ（圧着テーブル３１）に固定される。この際、
覗き穴３１ｄ の上方にはＬＣＤセット台２に固定され
たＬＣＤ用パネル９の周囲部９ｂが位置する。また、胴
部３１ｂの左側面には、後述する下部顕微鏡８が挿入で
きるカメラ挿入穴３１ｅが形成されている。なお、図２
（Ｂ）に示すように、カメラ挿入穴３１ｅの幅は、セッ
ト台２に固定されたパネル９の幅より若干大きい。

【００１３】下部顕微鏡４は、図１に示すように、セッ
ト台位置調整装置３の左方に配置されている。この下部
顕微鏡４は、基台４１を左右（Ｘ）方向に移動させる移
動テーブル４０と、レンズ４２ａを右方に延ばして基台
４１の上面に取り付けられたテレビカメラ４２と、基台
４１におけるレンズ４２ａの右方に取り付けられた挿入
鏡４３とから構成されている。テレビカメラ４２は、白
黒タイプのＣＣＤカメラであり、また、レンズ４２ａは
約５０〜２００倍の間で倍率の調整が可能である。挿入
鏡４３は、図３に詳しく示すように、円筒状のカバー４
３ａと、このカバー４３ａの先端に左上４５度の方向を
向いて取り付けられたミラー（普通の鏡）４４とから構
成される。カバー４３ａにおけるミラー４４の上方には
開口部４３ｂが形成されている。このため、開口部４３
ｂを通って上方から入射した光Ｌ４はミラー４４にて左
方に反射し、レンズ４２ａに入射する。なお、移動テー
ブル４０の作動により、挿入鏡４３は圧着テーブル３１
に形成されたカメラ挿入穴３１ｅを通って、圧着テーブ
ル３１内に入ったり出たりすることができる。

【００１４】テレビモニタＭは９インチ前後の白黒テレ
ビであり、下部顕微鏡７により撮影された拡大画像およ
び後述する上下視野顕微鏡６により撮影された拡大画像
を選択的に表示する。

【００１５】そして組立装置には、このように構成され
る位置決め確認装置に加えて、上下視野顕微鏡６とヒー
タープレス７とが備えられている。上下視野顕微鏡６
は、図４に示すように２台のテレビカメラ６２と、ビー
ムスプリッター６３とから構成される。テレビカメラ６
２は、下部顕微鏡７に用いられているものと同じ白黒タ
イプのＣＣＤカメラであり、また、レンズ６２ａは約５
０〜２００倍の間で倍率の調整が可能である。

【００１６】ビームスプリッター６３は、十字形状に形
成された本体カバーを有する。この本体カバーは、縦方
向に延びて上下端が開口した第１カバー部６４ａと、左
右方向に延びて後面両端が開口した第２カバー部６４ｂ
とからなる。なお、図示はしないが、第１カバー部６４
ａと第２カバー部６４ｂとが合わさった部分は互いに開
口しており、これらの内部空間は連通している。また、
ビームスプリッター６３は、図５に詳しく示すように、
本体カバー内の所定位置に配置されたミラー６５〜６８
を有する。第１カバー部６４ａの上下方向中央部には、
第１ミラー６５が配置されている。この第１ミラー６５
は後方斜め下４５度の方向を向いている。この第１ミラ
ー６５はいわゆるハーフミラーであり、入射した光束の
一部を反射し残りを透過させるという性質を有する。ま
た、第１カバー部６４ａの上下方向中央部には、第１ミ
ラー６５の下端部と同じ位置から垂直に立ち上がって後
方を向いた第２ミラー（普通の鏡）６６が配置されてい
る。

【００１７】一方、第２カバー部６４ｂの左右方向中央
部には、２枚の第３ミラー（普通の鏡）６７，６７が配
置されている。これら第３ミラー６７，６７はそれぞ
れ、中央を境にして前方外向きで斜め４５度の方向を向
いている。さらに、第２カバー部６４ｂの左右方向両端
部にはそれぞれ第４ミラー（普通の鏡）６８，６８が配
置されている。これら第４ミラー６８，６８はそれぞれ
後方内向きで斜め４５度の方向を向いている。

【００１８】このように構成されたビームスプリッター
６３では、第１カバー部６４ａの下端開口から第１ミラ
ー６５の下面に入射した光の一部（Ｌ１，Ｌ１′）は後
方に反射する。この反射光（Ｌ２，Ｌ２′）は、第３ミ
ラー６７にて反射し、左又は右方向に進む。さらにこの
反射光（Ｌ３，Ｌ３′）は、第４ミラー６８にて反射し
て後方に進み、テレビカメラ６２のレンズ６２ａ，６２
ａに入射する（即ち、各第４ミラー６８に写った像が各
テレビカメラ６２に撮影される）。一方、第１カバー部
６４ａの上端開口から第１ミラー６５の上面に入射した
光の一部（Ｌ４，Ｌ４′）は前方に反射する。この反射
光は第２ミラー６６にて反射し後方に進む。そして、こ
の反射光の一部（Ｌ５，Ｌ５′）は、第１ミラー６５を
通過して後方に進み、第３ミラー６７および第４ミラー
６８にて反射して（Ｌ６，Ｌ６′）、レンズ６２ａ，６
２ａに入射する。このため、第１カバー部６４ａの上下
に対象物が存在すれば、これら対象物の左右半分ずつの
像がそれぞれ重なった状態で各テレビカメラ６２に撮影
される。

【００１９】ヒータープレス７は、図１に示すように、
セット台位置調整装置３の上方に配置され、組立装置の
フレーム（図示せず）に固定された本体カバー７１を有
して構成される。ヒータープレス７は、図示しないパル
スヒータにより加熱されるヒーターチップ７４を下端部
に上下移動自在に備えている。ヒーターチップ７４に
は、図６に示すように、空気負圧を利用してＩＣチップ
１０を吸着することができる。なお、ＩＣチップ１０
は、図６に示すチップ供給装置５のトレー５１上に載せ
られてヒーターチップ７４の下方に搬送される。

【００２０】次に、このように構成された組立装置の初
期設定作業、即ち、精度出し作業について説明する。ま
ず、図７（Ａ）に示すように、ＩＣチップ１０を吸着さ
せたヒータープレス７を下動させ、セット台２に固定さ
れたＬＣＤ用バネル９の周囲部９ｂにＩＣチップ１０を
接近させる。一方、下部顕微鏡４を右動（前進）させて
挿入鏡４３を圧着テーブル３１内に挿入させる。このと
き、挿入鏡４３の開口部４３ｂを覗き窓３１ｄの真下ま
で移動させる。これにより、ミラー４４には、覗き窓３
１ｄおよび透明なセット台２を通してバンプＢおよび配
線パターンＰを裏側から見た像が写る。これをテレビカ
メラ４２によって撮影してテレビモニタＭに表示すれ
ば、図７（Ｂ）に示すように、バンプＢと配線パターン
Ｐとの位置ずれの有無を確認することができる。位置ず
れがあるときは、セット台位置調整装置３を作動させて
ＬＣＤ用パネル９を移動させ、位置ずれをなくす。

【００２１】次に、ヒータープレス７を上動させるとと
もに、上下視野顕微鏡６を前進させ、図４（Ａ）に示す
ように、ビームスプリッター６３における第１カバー部
６４ａの上下開口をそれぞれＩＣチップ１０の下面とパ
ネル周囲部９ｂに対向させる。これにより、ＩＣチップ
１０およびパネル周囲部９ｂが互いに重なった像が各テ
レビカメラ６２によって撮影され、バンプＢと配線パタ
ーンＰの拡大合成画像が、図４（Ｂ）に示すようにテレ
ビモニタＭに表示される。なお、図４（Ｂ）中左側に示
したモニタ画像は、図４（Ｃ）に示す配線パターンＰ中
の左下の視野Ｆ１に対応するものであり、右側に示した
モニタ画像は右上の視野Ｆ２に対応するものである。

【００２２】そして、これらモニタ画像中の配線パター
ンＰの画像とバンプＢの画像とがずれているときは、上
下視野顕微鏡６自体に位置ずれ又は上下方向軸の傾きが
あると判断できるので、配線パターンＰの画像とバンプ
Ｂの画像とが重なるように上下視野顕微鏡６の位置等を
修正する。こうして組立装置の精度出しを容易且つ正確
に行うことができる。

【００２３】組立装置の精度出しが終了した後は、まず
上下視野顕微鏡６を用いてパネル周囲部９ｂとＩＣチッ
プ１０の間の位置決め確認を行い、その後、ヒータープ
レス７を加熱および下動させてＩＣチップ１０をパネル
周囲部９ｂに圧着し、ＬＣＤの組立てが行われる。

【００２４】なお、上記実施例では、ＬＣＤ用パネルに
対してＩＣチップの圧着を行う組立装置について説明し
たが、本発明の組立装置は、例えば、プリント配線板に
対するＩＣチップの取付けを行うものであってもよい。
また、上記実施例では、透明な材料により形成されたセ
ット台を用いたが、不透明な材料を用いて、図２等に示
す覗き穴３１ｄに重なるような貫通穴を形成したセット
台を用いることもできる。この場合は、貫通穴と透明体
を通して対象物を撮影することができるので、透明なセ
ット台を用いた場合と同様な効果を得ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の位置決め確
認装置では、透明体の下側（裏側）からこの透明体と対
象物とを撮影する。このため、両者の位置ずれ状況を撮
影画像から直接判断することができる。したがって、こ
の位置決め確認装置を用いた組立装置においては、初期
設定時等において精度確認を容易かつ正確に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る位置決め確認装置およびこれを用
いた組立装置を示した斜視図である。

【図２】上記組立装置を構成する圧着テーブルの側面断
面図および平面図である。

【図３】上記位置決め確認装置を構成する下部顕微鏡の
部分側面図である。

【図４】上記組立装置を構成する上下視野顕微鏡の作動
説明図である。

【図５】上記上下視野顕微鏡の部分斜視図である。

【図６】上記組立装置を構成するヒータープレスおよび
チップ供給装置を示す概念図である。

【図７】上記位置決め確認装置の作動説明図である。

【図８】ＬＣＤ用パネルの斜視図と従来の自動組立装置
の作動説明図である。

【符号の説明】

２，１０２ セット台 ６，１０６ 上下視野顕微鏡 ７ 下部顕微鏡 ９ ＬＣＤ用パネル １０ ＩＣチップ Ｂ バンプ Ｐ 配線パターン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セット台に載置固定された透明体の上面
   に対する対象物の位置決め状態を、撮影手段によって撮
   影した画像により確認できるようにした位置決め確認装
   置であって、 前記セット台は透明な材料により形成されており、 前記撮影手段は、前記セット台の下側からこのセット台
   および前記透明体を通して前記対象物を撮影することを
   特徴とする位置決め確認装置。
2. 【請求項２】 セット台に載置固定された透明体の上面
   に対する対象物の位置決め状態を、撮影手段によって撮
   影した画像により確認できるようにした位置決め確認装
   置であって、 前記セット台には上下方向に貫通する貫通穴が形成され
   ており、 前記撮影手段は、前記セット台の下側から前記貫通穴お
   よび前記透明体を通して前記対象物を撮影することを特
   徴とする位置決め確認装置。
3. 【請求項３】 透明な材料により形成されたセット台
   と、 このセット台に載置固定された透明体の上面に、対象物
   を移動させて取り付ける取付手段と、 前記取付手段によって前記対象物が前記透明体の上面に
   移動されたときに、前記セット台の下側からこのセット
   台および前記透明体を通して前記対象物を撮影し、撮影
   画像によって前記位置決め状態の確認を行わせる位置決
   め確認手段とからなり、 この位置決め確認手段により前記位置決め状態を確認し
   た後、前記取付手段による前記対象物の前記透明体への
   取付を行うようにしたことを特徴とする組立装置。
4. 【請求項４】 上下方向に貫通する貫通穴を形成したセ
   ット台と、 このセット台に載置固定された透明体の上面に、対象物
   を移動させて取り付ける取付手段と、 前記取付手段によって前記対象物が前記透明体の上面に
   移動されたときに、前記セット台の下側から前記貫通穴
   および前記透明体を通して前記対象物を撮影し、撮影画
   像によって前記位置決め状態の確認を行わせる位置決め
   確認手段とからなり、 この位置決め確認手段により前記位置決め状態を確認し
   た後、前記取付手段による前記対象物の前記透明体への
   取付を行うようにしたことを特徴とする組立装置。