(57)【要約】      （修正有）【課題】加圧ヘッド温度を正確に測定し、信頼性の高いＦＰＤ用のＡＣＦ熱圧着装置を提供する。【解決手段】加熱された圧着刃１１を用いＡＣＦを加圧し、前記ＡＣＦをＦＰＤの基板に固定するＡＣＦ熱圧着装置において、前記圧着刃をヒータで加熱するヒータブロック２０、前記ヒータブロックの内部に設けたシース付熱電対の取付け穴及び前記取付け穴に設けたシース付熱電対２１を有し、前記シース付熱電対の基部をネジ止めするとともに、前記ネジ止め部を耐熱性無機接着剤２４で接着固定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された圧着刃を用いＡＣＦを加圧し、前記ＡＣＦをＦＰＤ基板に固定するＡＣＦ熱圧着装置において、
前記圧着刃をヒータで加熱するヒータブロック、前記ヒータブロックの内部に設けたシース付熱電対の取付け穴及び前記取付け穴に設けたシース付熱電対を有し、前記シース付熱電対の基部をネジ止めするとともに、前記ネジ止め部を耐熱性無機接着剤で接着固定したことを特徴とするＡＣＦ熱圧着装置。
【請求項２】
前記シース付熱電対を前記圧着刃と前記ヒータとの間に設けたことを特徴とする請求項１に記載のＡＣＦ熱圧着装置。
【請求項３】
前記シース付熱電対を前記ヒータから前記圧着刃への伝熱経路を避けて設けたことを特徴とする請求項１に記載のＡＣＦ熱圧着装置。
【請求項４】
前記耐熱性無機接着剤はアルミナ、シリカ、水ガラスからなることを特徴とする請求項１に記載のＡＣＦ熱圧着装置。
【請求項５】
前記シース付熱電対の先端に応力拡散部材を設け、この応力拡散部材の先端部は、取付け穴の先端の対応する部分と類似の形状を有することを特徴とする請求項１に記載のＡＣＦ熱圧着装置。
【請求項６】
前記類似とは、前記先端部も前記対応する部分も平坦形状であることを特徴とした請求項５に記載のＡＣＦ熱圧着装置。
【請求項７】
前記類似とは、前記先端部は円錐台形形状であり、前記対応する部分は前記円錐と同一形状の円錐形であることを特徴とする請求項５に記載のＡＣＦ熱圧着装置。
【請求項８】
前記円錐の頂角は鈍角であることを特徴とする請求項７に記載のＡＣＦ熱圧着装置。
【請求項９】
前記先端部と前記対応する部分との間隙に変形可能な耐熱材料を充填することを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載のＡＣＦ熱圧着装置。
【請求項１０】
前記応力拡散部材にも接着剤もしくは充填材を塗布することを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載のＡＣＦ熱圧着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、TAB(Tape Automated Bonding)/COF(Chip on film)やCOG(Chip on glass)を加熱圧着することで、ACF(Anisotropic Conductive Film)によりそれらをFPD(Flat panel display)の基板に固定するＡＣＦ熱圧着装置に関わり、特に固定部温度を正確に測定制御できる熱圧着ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶基板に代表されるFPD装置のTAB/COFやCOG搭載機では、シース付き熱電対を、ACFの加圧加熱に用いる熱圧着ヘッドの側面などに(1)バネ材などで挟み込みまたはネジ止めし、(2)熱硬化性樹脂接着剤で貼り付ける、または耐熱性樹脂フィルム粘着テープで貼り付ける、方法がとられていた。
【０００３】
従来の他の方法として、たとえば特開2001-34187記載のように、熱電対を内蔵したＴＣＰと同等の部材を、被接着部材である液晶パネル側に予め設け、ＴＣＰと同時に加熱加圧することで、実温度を実時間で測定しようとする方法も提案されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前者の従来技術の方法では、温度サイクルを繰り返しているうちに例えばネジ緩みが発生し、そのときの熱電対と熱圧着ヘッドの側面との接触状態の変動により検出温度も変動していた。近年は生産性向上のため、精密に温度制御を行うことにより最短時間でのプロセス実現が望まれており、要求される温度精度を満足できないという問題があった。また、短時間熱硬化処理の目的でヒータ温度を高める必要が生じており、熱電対固定用の有機接着剤や耐熱樹脂テープの耐熱温度を超えてしまい、長期の設備運用により熱電対が正しく保持できなくなる問題を生じていた。
【０００６】
特開2001-34187記載の従来技術の方法では、前者の問題を解決できるが、接合すべきTAB/COFの極近傍にダミーの部材を設ける必要があり、製品たる液晶パネルの設計に制限を加える必要があり、現実的な解決策ではない。
【０００７】
本発明の目的は、加圧ヘッド温度を正確に測定し、信頼性の高いＦＰＤ用のＡＣＦ熱圧着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、加熱された圧着刃を用いＡＣＦを加圧加熱し、前記ＡＣＦをＦＰＤ基板に固定するＡＣＦ熱圧着装置において、前記圧着刃をヒータで加熱するヒータブロック、前記ヒータブロックの内部に設けたシース付熱電対の取付け穴及び前記取付け穴に設けたシース付熱電対を有し、前記シース付熱電対の基部をネジ止めするとともに、前記ネジ止め部を耐熱性無機接着剤で接着固定したことを第１の特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明は、第１の特徴に加え、前記シース付熱電対を前記圧着刃と前記ヒータとの間に、あるいは、前記ヒータから前記圧着刃への伝熱経路を避けて設けたことを第２の特徴とする。
【００１０】
さらに、上記目的を達成するために、本発明は、第１の特徴に加え、前記耐熱性無機接着剤はアルミナ、シリカ、水ガラスからなることを第３の特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明は、第１の特徴に加え、前記シース付熱電対の先端に応力拡散部材を設け、この応力拡散部材の先端部は、取付け穴の先端の対応する部分と類似の形状を有することを第４の特徴とする。
【００１２】
さらに、上記目的を達成するために、本発明は、第４の特徴に加え、前記類似とは、前記先端部も前記対応する部分も平坦形状である、または、前記先端部は円錐台形形状であり、前記対応する部分は前記円錐と同一形状の円錐形であることを第５の特徴とする。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明は、第５の特徴に加え、前記円錐の頂角は鈍角であることを第６の特徴とする。
【００１４】
最後に、上記目的を達成するために、本発明は、第４乃至６のいずれかの特徴に加え、前記先端部と前記対応する部分との間隙に変形可能な耐熱材料を充填する、または、前記応力拡散部材にも接着剤を塗布することを第７の特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、圧着ヘッド温度を正確に測定し、信頼性の高いＦＰＤ用のＡＣＦ熱圧着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態を示すＦＰＤ用のＡＣＦ熱圧着装置の概略斜視図である。
【図２】図1の示すＦＰＤ用のＡＣＦ熱圧着装置において熱圧着ヘッドより上部の側面図である。
【図３】図２に示す四角太線で囲んだ部分の詳細図で、本実施形態における熱圧着ヘッド１０とヒータブロック２０を示す図である。
【図４】図３の四角太線で囲んだ部分Ｂの模式図で、シール熱電対先端の応力拡散部材とシース付熱電対取付け穴の前記先端の対応する部分との形状を示した図である。
【図５】図３の四角太線で囲んだ部分Ｂの模式図で、シール熱電対先端の応力拡散部材とシース付熱電対取付け穴の前記先端の対応する部分との形状の他の実施形態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図1は、本発明の実施形態を示し、ＴＡＢを搭載するＦＰＤ用の熱圧着装置１００を示したものである。本ＦＰＤ用の熱圧着装置１００は4つの処理ユニットUa、Ub、Uc及びUd(以下、単にUと略す)からなる。各処理ユニットUは、底部及び背部に設けられたレールRｄ、Rｂにより姿勢を垂直に保ちながら、独立に矢印Aに示す左右に移動する。各処理ユニットUは、中央にあるTAB、ACF及び基板からなる処理部(図示せず)を熱圧着する熱圧着ヘッド１０、熱圧着ヘッド１０を加熱するヒータブロック２０、熱圧着ヘッドを昇降する加圧シリンダ部３０、前記処理の載置部であるバックアップ４０及び前記熱圧着する前に前記載置部を所定に温度にするバックアップヒータ５０を有する。なお製造されるＦＰＤの設計仕様に合わせ、前記処理ユニットUの数は多数にすることも、１個にすることも差し支えはない。対象製品の段取り換えに備え、多数の処理ユニットUを準備しておき、必要な個数を稼動させることも可能である。
【００１８】
図２は、図１において熱圧着ヘッド１０より上部の圧着ヘッド側の側面図を示した図で、図３は、図２に示す四角太線で囲んだ部分Ａの詳細図で、本実施形態における熱圧着ヘッド１０とヒータブロック２０を示す図である。加圧シリンダ部３０は、シリンダボディ３１から伸び、熱圧着ヘッド１０に凸状に設けたの圧着刃１１を上下に昇降させるプッシャロッド３２を有する。また、ヒータブロック２０は、その側面にシースヒータ２２をはめ込み、シースヒータ２２より圧着刃１１に近い下側、即ちシースヒータ２２と圧着刃１１との間にシース付熱電対(以下、単に熱電対と略す)２１を設けてある。なお、２１aは熱電対配線、２２aはヒータ配線である。
【００１９】
熱電対２１は交換を容易とするため、シースの根元におねじ２１bが切ってあり、フランジ２３には六角ボルト状に加工してある。熱電対２１はヒータブロック２０内面のメネジ部分にねじ止めされるとともに、おねじ２１ｂの部分をアルミナ、シリカ、水ガラスからなる耐熱性無機接着剤２４でヒータブロック２０に固定してあるため、熱硬化処理による温度上昇に耐え、繰り返しの熱応力でネジ緩みを生じる恐れがない。さらに耐熱性無機接着剤２４はヒータブロック２０に設けた穴の内部に塗布されているため、稼働中の振動や製品たるＦＰＤとの接触により耐熱性無機接着剤２４が剥落して、ＦＰＤを汚染する心配もない。
【００２０】
一方、熱電対の先端には厚手のステンレス板からなるシース先端部の蓋を応力拡散部材２５として設けてある。このため、熱電対２１のネジ締めトルクが大きくても内部の熱電対配線の破損を招く事態が生じ難い構造を有している。
【００２１】
図４は、図３の四角太線で囲んだ部分Ｂの模式断面図で、熱電対２１の応力拡散部材２５とヒータブロック２０に設けた熱電対取付け穴２６の前記応力拡散部材に対応する部分２６aの形状を示した図である。応力拡散部材２５及び対応する部分２６aとも平坦化してある。特に、熱電対取付け穴２６は、先端部を通常のドリル仕上げではなくフライス加工により平坦化している。このような平坦化により両者は、応力を分散しつつ十分な接触面積を確保できるので、繰り返し熱応力で応力拡散部材もしくはヒータブロック内壁が塑性変形する量を軽減でき、さらに微小な変形を生じて隙間を生じても温度差を招き難い。また、熱電対２１が経年変化により万一断線しても、容易に交換が出来る。
【００２２】
さらに、熱電対先端は、圧着刃１１の近傍が好ましいが、差し込み量がやや浅いほうが熱電対の穴加工により生じる内部の熱伝導率の低下による刃先温度の分布を生じ難い。即ち、シースヒータ２２から圧着刃１１への熱伝導を妨げる位置に熱電対２１を設けないようにする。図３でヒータ下面からヒータブロック下面までの縦方向の距離よりも、圧着刃１１中心面から熱電対２１先端までの横方向の距離を広く取ることがのぞましい。
【００２３】
図３ではヒータブロックと熱電対の差込方向が並行であり、本圧着刃の延長方向とは直交するが、対象とするTAB/COFやCOGチップの搭載ピッチが十分広く取れる場合は、ヒータを本圧着刃と並行に設置するほうが温度の均一化が容易である。
【００２４】
以上説明した実施形態では、応力拡散部材２５の先端を平坦にして、熱電対取付け穴２６の対応する部分２６aもフライス加工により平坦に加工したが、図５に他の実施形態を示す。たとえば，図５(a)は形状を応力拡散部材２５の先端が鋭角の円錐台形とし、熱電対取付け穴２６の対応する部分２６aもこれに勘合する円錐穴としたものである。この実施形態では、接触面積の一層の増大と、熱膨張差による隙間距離の軽減に役立ち、温度測定精度の向上が期待できる。なお、注意すべき点として、応力拡散部材２５の先端を尖らせてはならない。この場合、熱電対取付け穴２６の対応する部分２６aを十分な精度でとがった穴に加工することは困難であり、熱電対２１を正しく奥まで差し込めなくなる恐れがある。
【００２５】
図５(a)の実施形態では、無機接着剤の安価に熱伝導率を十分高くすることは困難で有るため、応力拡散部材２５自体には接着剤を塗布しないこととした。しかし、必要な温度精度に余裕がある場合、もしくは無機接着剤に熱伝導の良い貴金属粉末を混練するコスト余裕がある場合は応力拡散部材２５にも接着剤もしくはセラミック粉末や金属粉末等の変形可能な耐熱材料からなる充填材２７を塗布することで、図５(b)に示す構造を用いることも可能である。この場合は、熱電対取付け穴２６の対応する部分２６aの加工精度が悪い安価なドリル加工でも、前記耐熱材料２７が充填剤としてある程度の隙間を埋めて使用可能に出来、熱電対２１の取り付け施工が不十分でもプロセス誤差を生じにくくなる利点がある。
【００２６】
上記した実施形態によれば、固定ネジ部に耐熱性無機接着剤を用いてゆるみ止めとすることで、繰返し応力によりセンサネジが緩むことを防止でき、信頼性の高いＦＰＤ用のＡＣＦ熱圧着装置を提供することができる。
【００２７】
また、上記した実施形態によれば、熱電対をシースヒータ２２と圧着刃１１との間に設けることで、圧着刃の処理部との接触部の実温度に近い温度が測定可能であり、信頼性の高いＦＰＤ用のＡＣＦ熱圧着装置を提供することができる。
【００２８】
さらに、上記した実施形態によれば、シール付き熱電対の先端に応力拡散部材を設けることで、十分な押し当て力で熱電対をヒータブロックの内部に押し当てることが可能となる。この場合、内部熱応力による塑性変形により部材に隙間が生じる量を軽減でき圧着刃の処理部との接触部の実温度を精度良く測定可能であり、信頼性の高いＦＰＤ用のＡＣＦ熱圧着装置を提供することができる。
【００２９】
本発明は、液晶、PDP、FED、有機ELなどの比較的長尺の高精度ACF接合が必要で、高速接合による低コスト化が必須のFPD製造装置に適し、特に、高温ヘッドによる短時間ACF硬化に対応したFPD製造設備に適用可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０：熱圧着ヘッド      １１：圧着刃          ２０：ヒータブロック
２１：シース付熱電対    ２２：シースヒータ    ２３：フランジ
２４：耐熱性無機接着剤  ２５：応力拡散部材
２６：熱電対取付け穴    ２６a：熱電対取付け穴の前記応力拡散部材に対応する部分
２７：耐熱材料          ３０：加圧シリンダ部  ３１：シリンダボディ
３２：プッシャロッド    ４０：バックアップ    ５０：バックアップヒータ
１００：熱圧着装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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