(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の対象物の間に接続材を挟んだ状態でそれらの対象物を互いに圧着する圧着装置において、
往復移動する出力軸を備えた流体シリンダと、その出力軸に支持される圧着ヘッドと、前記流体シリンダへ供給する流体を制御することによって前記出力軸の動きを制御する制御手段とを有し、
その制御手段は、前記出力軸が前記一対の対象物へ向かって往動するとき、前記一対の対象物に加わる圧力の前記圧着ヘッドの重さ相当分を軽減するように流体を制御することを特徴とする圧着装置。
【請求項２】
請求項１記載の圧着装置において、圧着ヘッドは加熱手段を備えた熱圧着ヘッドであることを特徴とする圧着装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の圧着装置において、
前記流体シリンダは、それに流体が流入するときに前記出力軸が往動する第１ポート及びそれに流体が流入するときに前記出力軸が復動する第２ポートを有し、
前記制御手段は、前記第１ポートに流体を供給することによって前記出力軸を往動させ、同時に前記第２ポートに流体を供給することによって前記圧着ヘッドの重さを軽減する
ことを特徴とする圧着装置。
【請求項４】
請求項３記載の圧着装置において、前記制御手段は、前記第１ポートに流体を供給して前記出力軸を往動させるとき、前記圧着ヘッドの重さと略等しい力を前記出力軸の復動方向へ付与するように前記第２ポートに流体を供給することを特徴とする圧着装置。
【請求項５】
一対の対象物の間に接続材を挟んだ状態でそれらの対象物を互いに圧着する圧着方法において、
往復移動する出力軸を備えた流体シリンダのその出力軸によって圧着ヘッドを支持し、
前記出力軸が前記一対の対象物へ向かって往動するとき、前記圧着ヘッドの重さを軽減するように前記流体シリンダへ供給する流体を制御する
ことを特徴とする圧着方法。
【請求項６】
液晶パネルと配線基板との間に接続材を挟んだ状態でそれらを互いに圧着する圧着工程を有する液晶装置の製造方法において、前記圧着工程では、
往復移動する出力軸を備えた流体シリンダのその出力軸によって圧着ヘッドを支持し、
前記出力軸が前記液晶パネル及び前記配線基板へ向かって往動するとき、前記圧着ヘッドの重さを軽減するように前記流体シリンダへ供給する流体を制御することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接続材を間に挟んで重ね合わされた一対の対象物に圧力をかけてそれらを接着する圧着装置及び圧着方法に関する。また、本発明は、その圧着方法を用いた液晶装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一対の対象物を接続する方法として圧着方法があることは従来から広く知られている。この圧着方法は、一般に、一対の対象物の間に接続材を挟んだ状態で必要に応じてその接続材を加熱又は紫外線照射等しながら、それらの対象物に所定の圧力を加えることによって実行される。加熱するのは接続材が加熱硬化型の場合であり、紫外線照射するのは接続材が紫外線硬化型の場合である。
【０００３】
この圧着方法において、一対の対象物に所定の圧力を加える方法として、図４に示すように、エアシリンダ５４等といった流体シリンダの出力軸５４ａによって圧着ヘッド５６を支持し、その圧着ヘッド５６にバランスウエイト５５をつないだ構造の圧着装置を用いる方法がある。この方法では、エアシリンダ５４の入出力ポート５９に選択的にエアーを供給することにより、圧着ヘッド５６を矢印Ａ−Ａ’のように往復昇降移動させる。特に、矢印Ａ方向へ降下移動させるときに対象物（図示せず）を加圧することができる。
【０００４】
なお、上記のように圧着ヘッド５６にバランスウエイト５５をつなげるのは、対象物に加える圧力を圧着ヘッド５６の自重よりも小さい低圧力に設定しなければならない場合に、圧着ヘッド５６の自重相当分を軽減するために採られる措置である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の圧着方法においては、バランスウエイト５５等といった機械的構造物を用いていたので、圧着装置の構造が徒に大型になり、その機構も複雑になり、さらに圧力値を変化させるためにはバランスウエイトを複数個用意しなければならない等といった多くの問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、圧着ヘッドを用いて圧着処理を行う際に、低圧力領域における圧力制御を非常に簡単且つ正確に行うことができ、しかも装置を大型化することもない構造及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）  上記の目的を達成するため、本発明に係る圧着装置は、一対の対象物の間に接続材を挟んだ状態でそれらの対象物を互いに圧着する圧着装置において、往復移動する出力軸を備えた流体シリンダと、その出力軸に支持される圧着ヘッドと、前記流体シリンダへ供給する流体を制御することによって前記出力軸の動きを制御する制御手段とを有する。そしてその制御手段は、前記出力軸が前記第１対象物及び第２対象物へ向かって往動するとき、前記対象物に加わる圧力の前記圧着ヘッドの重さ相当分を軽減するように流体を制御することを特徴とする。この圧着装置によれば、制御手段による流体制御によって流体シリンダの出力軸を往動させることにより、その出力軸に支持された圧着ヘッドによって一対の対象物に圧力を加えることができ、これにより、一対の対象物が接続材によって圧着される。
【０００８】
特に本発明では、圧着ヘッドにバランスウエイトをつなげることなく、流体シリンダに供給する流体を適宜に制御することだけで圧着ヘッドの重さ相当分を軽減するようにしたので、圧着ヘッドによる加圧力をその自重よりも小さい低圧力領域に容易に設定でき、その際の設定作業も非常に簡単であり、しかもバランスウエイト等といった機械的構造物が不要であるので装置を小型のままに維持できる。
【０００９】
（２）  上記圧着装置において、圧着ヘッドは加熱手段を備えた熱圧着ヘッドによって構成できる。これは、一対の圧着対象物を熱硬化型の接続材によって圧着する場合に好適である。この熱圧着ヘッドは加熱手段を備える分だけその重量が大きくなるので、バランスウエイトを用いた圧力制御では、圧着装置の構造がより一層大型になり、その機構もより一層複雑になり、さらに低圧力領域における圧力値の調整もより一層難しくなる。これに対して本発明のように、流体シリンダに関して圧着ヘッドの重さを軽減するような流体制御を行えば、重量の大きい圧着ヘッドにも容易に対応できる。
【００１０】
（３）  上記圧着装置において、前記流体シリンダは、それに流体が流入するときに前記出力軸が往動する第１ポート及びそれに流体が流入するときに前記出力軸が復動する第２ポートを含んで構成でき、その場合、前記制御手段は、前記第１ポートに流体を供給することによって前記出力軸を往動させ、同時に前記第２ポートに流体を供給することによって前記圧着ヘッドの重さを軽減するという制御を行うことができる。
【００１１】
この制御によれば、流体シリンダの出力軸を往動方向及び復動方向の両方向から制御できるので、低圧力領域における圧力制御をより一層高精度に行うことができる。
【００１２】
（４）  上記（３）記載の圧着装置において、前記制御手段は、前記第１ポートに流体を供給して前記出力軸を往動させるとき、前記圧着ヘッドの重さと略等しい力を前記出力軸の復動方向へ付与するように前記第２ポートに流体を供給することができる。
【００１３】
この圧力制御によれば、第２ポートに供給される流体圧力によって圧着ヘッドの自重相当分が正確に相殺されるので、第１ポートに供給する流体圧力がそのまま対象物に付与される圧力ということになり、よって、対象物に対する圧力制御、特に低圧力領域における圧力制御をより一層高精度且つ簡単に行うことができる。
【００１４】
（５）  次に、本発明に係る圧着方法は、一対の対象物の間に接続材を挟んだ状態でそれらの対象物を互いに圧着する圧着方法において、▲１▼往復移動する出力軸を備えた流体シリンダのその出力軸によって圧着ヘッドを支持し、▲２▼前記出力軸が前記第１対象物及び第２対象物へ向かって往動するとき、前記圧着ヘッドの重さ相当分を軽減するように前記流体シリンダへ供給する流体を制御することを特徴とする。
【００１５】
この圧着方法によっても、圧着ヘッドにバランスウエイトをつなげることなく、流体シリンダに供給する流体を適宜に制御することだけで圧着ヘッドの重さ相当分を軽減するようにしたので、圧着ヘッドによる加圧力をその自重よりも小さい低圧力領域に容易に設定でき、その際の設定作業も非常に簡単であり、しかもバランスウエイト等といった機械的構造物が不要であるので圧着装置を小型のままに維持できる。
【００１６】
（６）  次に、本発明に係る液晶装置の製造方法は、液晶パネルと配線基板との間に接続材を挟んだ状態でそれらを互いに圧着する圧着工程を有する液晶装置の製造方法に関するものであり、特に、前記圧着工程において、▲１▼往復移動する出力軸を備えた流体シリンダのその出力軸によって圧着ヘッドを支持し、▲２▼前記出力軸が前記液晶パネル及び前記配線基板へ向かって往動するとき、前記対象物に加わる圧力の前記圧着ヘッドの重さ相当分を軽減するように前記流体シリンダへ供給する流体を制御することを特徴とする。
【００１７】
この液晶装置の製造方法によっても、圧着ヘッドにバランスウエイトをつなげることなく、流体シリンダに供給する流体を適宜に制御することだけで圧着ヘッドの重さ相当分を軽減するようにしたので、圧着ヘッドによる加圧力をその自重よりも小さい低圧力領域に容易に設定でき、その際の設定作業も非常に簡単であり、しかもバランスウエイト等といった機械的構造物が不要であるので圧着装置を小型のままに維持できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る圧着装置の一実施形態を模式的に示している。この圧着装置は、特に加熱下において圧着作業を行う方式の加熱圧着装置であり、また特に、圧着対象物として液晶装置を考えたものである。
【００１９】
本圧着装置の説明に入る前に、圧着対象物である液晶装置について簡単に説明すれば、次の通りである。図３において、本液晶装置は、液晶パネル１及び配線基板としてのＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）９とを接続材としてのＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ：異方性導電膜）８を用いて圧着することによって形成される。ＡＣＦ８は加熱硬化型の接着剤を含んでいる。
【００２０】
液晶パネル１は、環状のシール材２によって互いに貼り合わされた一対の透光性基板３ａ及び３ｂを有する。これらの透光性基板３ａ及び３ｂは、例えばガラス、プラスチック等によって形成される。
【００２１】
一方の透光性基板３ａの内側表面には複数の電極４ａがＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等によって形成され、他方の透光性基板３ｂの内側表面には複数の電極４ｂが同じくＩＴＯ等によって形成される。これらの電極４ａ及び４ｂは、実際には、極めて狭いピッチで基板の全面に均等に配列されるのであるが、図では構造を分かり易く示すために、それらのうちの数本を模式的且つ部分的に示してある。
【００２２】
透光性基板３ａのうちもう一方の透光性基板３ｂの外側に張り出す部分の表面には複数の端子６が形成される。透光性基板３ａ上の電極４ａはそれらの端子６に直接につながり、透光性基板３ｂ上の電極４ｂはそれらの基板３ａ及び３ｂの間に配置した導通材（図示せず）を介してそれらの端子６につながる。図では、それらのつながり方については図示を省略してある。
【００２３】
透光性基板３ａ及び３ｂの外側表面には、それぞれ、偏光板７が貼着される。また、透光性基板３ａの張出し部分には、ＡＣＦ８によってＴＣＰ９が接続される。ＴＣＰ９は、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）技術を用いて形成される周知の実装構造体であって、配線パターン１１が形成されたベースフィルム１２に液晶駆動用ＩＣ１３をフェースダウンボンディングすることによって形成される。
【００２４】
本実施形態に係る圧着装置は、透光性基板３ａとＴＣＰ９とが重なり合う部分を加圧するために用いられるものであり、図１に示すように、流体シリンダとしてのエアシリンダ１４と、そのエアシリンダ１４の出力軸１４ａの先端に固定した圧着ヘッド１６とを有する。圧着ヘッド１６は、押圧ヘッド１７とそれを加熱する加熱手段としてのヒータ１８とを含んで構成される。
【００２５】
エアシリンダ１４の出力軸１４ａは矢印Ａ方向へ往動し、矢印Ａ’方向へ復動するようになっており、そのエアシリンダ１４のシリンダ壁には、圧着ヘッド１６から遠い側に第１ポート１９ａが設けられ、圧着ヘッド１６に近い側に第２ポート１９ｂが設けられる。第１ポート１９ａを通してエアシリンダ１４内にエアー、すなわち流体が供給されると、出力軸１４ａ従って圧着ヘッド１６は矢印Ａ方向へ往動する。他方、第２ポート１９ｂを通してエアシリンダ１４内にエアーが供給されると、出力軸１４ａは矢印Ａ’方向へ復動する。
【００２６】
第１ポート１９ａ及び第２ポート１９ｂには、エアー制御回路２１を介してエアー供給源２２が接続される。エアー制御回路２１は、エアー供給源２２から送り出されるエアーの圧力を安定した適宜の圧力値に調節するためのメインレギュレータ２３と、そのメインレギュレータ２３の出力ポートに接続された電磁弁２４と、その電磁弁２４と並列にメインレギュレータ２３の出力ポートに接続されたバランス用レギュレータ２６とを有する。
【００２７】
バランス用レギュレータ２６は、メインレギュレータ２３の出力圧力を圧着ヘッド１６の重量に関連した適宜の圧力値に調節してその圧力値を安定に保持するように働く。バランス用レギュレータ２６の出力圧力は、圧着ヘッド１６の重量を軽減するために用いられるものであり、その具体的な値は必要に応じて適宜の値に設定できる。本実施形態では、その出力圧力値を圧着ヘッド１６の重量と略同じ圧力値になるように設定する。具体的には、圧着ヘッドの自重と、エアシリンダ内径ｄ１、エアシリンダロッド径ｄ２、バランス用レギュレータ２６の出力圧力ｐとの間に以下に関係が成り立つようにすればよい。
【００２８】
圧着ヘッド１６の自重≒π（ｄ１−ｄ２）ｐ／４
手法的には、圧着ヘッド１６を基準平面上に載せた状態からバランス用レギュレータ２６の出力圧力を徐々に大きくして行き、圧着ヘッド１６が基準平面から離れて持ち上がる瞬間の圧力値をもってバランス用レギュレータ２６の出力圧力値とする。
【００２９】
バランス用レギュレータ２６の出力ポートは流路切替弁２７の一方の入力ポートにつながれる。この流路切替弁２７の他方の入力ポートには電磁弁２４の一方の出力ポートがつながれる。流路切替弁２７の出力ポートは速度制御弁３１ａを通してエアシリンダ１４の第２ポート１９ｂにつながれる。電磁弁２４の他方の出力ポートは分岐管２８によって２方向へ分岐され、その一方の分岐路は流路切替弁２７の切替操作部へ導かれ、他方の分岐路は押圧用レギュレータ２９の入力ポートへ導かれる。
【００３０】
押圧用レギュレータ２９は、エアシリンダ１４の出力軸１４ａを往動方向へ押圧するための圧力を制御するためのものであり、その出力ポートは速度制御弁３１ｂを通してエアシリンダ１４の第１ポート１９ａにつながれる。本実施形態では、押圧用レギュレータ２９の出力圧力がエアシリンダ１４の第１ポート１９ａに供給されるときには、常に、バランス用レギュレータ２６の出力圧力が第２ポート１９ｂに供給されることになっており、さらに、バランス用レギュレータ２６の出力圧力は圧着ヘッド１６の重量と略等しく設定されているので、押圧用レギュレータ２９の出力圧力は圧着対象物を押圧するのに必要となる圧力値に設定される。
【００３１】
以上の構成より成る圧着装置を待機状態に設定するとき、すなわち圧着ヘッド１６を復動側の終端に持ち上げてそこに保持するときには、図１に示すように、エアー供給源２２からのエアーを電磁弁２４を通して流路切替弁２７へ導き、さらにその流路切替弁２７を通してエアシリンダ１４の第２ポート１９ｂへ供給する。これにより、圧着ヘッド１６は、メインレギュレータ２３の元圧力によって復動側終端に保持される。
【００３２】
その後、本圧着装置を用いて図３に示した液晶装置に対して圧着処理を行うタイミングが到来すると、図１において、透光性基板３ａの張出し部分の所定位置にＡＣＦ８を仮接着した状態の液晶パネル１を、エアシリンダ１４に対向して配設された支持台３２の上に載せ、さらにそのＡＣＦ８の上にＴＣＰ９の端子部分を重ねて載せる。
【００３３】
その後、電磁弁２４への通電を制御して図２に示すように、電磁弁２４の入出力ポートを切換える。すると、メインレギュレータ２３の出力圧力は、一方で、電磁弁２４→分岐管２８→押圧用レギュレータ２９→速度制御弁３１ｂの経路を経てエアシリンダ１４の第１ポート１９ａへ供給される。そしてその出力圧力は他方で、バランス用レギュレータ２６→流路切替弁２７→速度制御弁３１ａの経路を経てエアシリンダ１４の第２ポート１９ｂへ供給される。
【００３４】
この場合、第１ポート１９ａに供給されるエアーの圧力は押圧用レギュレータ２９によって制御された圧力値であり、第２ポート１９ｂに供給されるエアーの圧力はバランス用レギュレータ２６によって制御された圧力である。本実施形態では、バランス用レギュレータ２６の出力圧力が圧着ヘッド１６の重量と略同じ圧力と成る様に設定されているので、圧着ヘッド１６の自重は完全に相殺され、よって、第１ポート１９ａに供給されるエアー圧力、すなわち押圧用レギュレータ２９によって制御されたエアー圧力下で、圧着ヘッド１６がＴＣＰ９の端子部分と液晶パネル１の端子部分とを加圧する。これにより、必要な加圧力が低圧領域に属する値であっても、その加圧力を非常に正確に制御できる。
【００３５】
ＴＣＰ９及び液晶パネル基板３ａがＡＣＦ８を挟んで上記のように圧着ヘッド１６によって加圧され、同時にヒータ１８によってＡＣＦ８が加熱されることにより、ＴＣＰ９と液晶パネル基板３ａとがしっかりと固着される。
【００３６】
以上のように本実施形態では、圧着ヘッド１６にバランスウエイトをつなげることなく、エアシリンダ１４に供給するエアーを制御するだけで圧着ヘッド１６の重さ相当分を軽減するようにしたので、圧着ヘッド１６による加圧力をその自重よりも小さい低圧力領域に容易に設定でき、その際の設定作業も非常に簡単であり、しかもバランスウエイト等といった機械的構造物が不要であるので装置を小型のままに維持できる。
【００３７】
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
【００３８】
例えば、図１に示したエアー制御回路２１の構成は単なる一例であって、エアー制御回路２１の構成を限定するものではない。また、図１の実施形態では液晶パネル基板３ａの上に配線基板としてのＴＣＰ９を圧着する場合を例示したが、配線基板としてはＴＣＰに限られず、ヒートシール、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ
Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＩＣそれ自身等といった各種の部品が考えられる。
【００３９】
図１の実施形態では、圧着ヘッド１６の重さ相当分を軽減するためにエアシリンダ１４の第２ポート１９ｂへ供給する圧力を圧着ヘッド１６の重さと同じ圧力値と成る様にしたが、それ以外の任意の値とすることもできる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明に係る圧着装置、圧着方法及び液晶装置の製造方法によれば、圧着ヘッドにバランスウエイトをつなげることなく、流体シリンダに供給する流体を適宜に制御することだけで圧着ヘッドの重さ相当分を軽減するようにしたので、圧着ヘッドによる加圧力をその自重よりも小さい低圧力領域に容易に設定でき、その際の設定作業も非常に簡単であり、しかもバランスウエイト等といった機械的構造物が不要であるので装置を小型のままに維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧着装置の一実施形態を模式的に示す図である。
【図２】図１の圧着装置を用いて圧着作業を行っている状態を示す図である。
【図３】圧着対象物の一例である液晶装置を示す斜視図である。
【図４】従来の圧着装置の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１            液晶パネル
２            シール材
３ａ，３ｂ    透光性基板
４ａ，４ｂ    電極
８            ＡＣＦ（接続材）
９            ＴＣＰ（配線基板）
１４            エアシリンダ（流体シリンダ）
１６            圧着ヘッド
１７            押圧ヘッド
１８            ヒータ（加熱手段）
１９ａ          第１ポート
１９ｂ          第２ポート
２１            エアー制御回路
２２            エアー供給源
２３            メインレギュレータ
２４            電磁弁
２６            バランス用レギュレータ
２７            流路切替弁
２９            押圧用レギュレータ
Ａ            往動方向
Ａ’          復動方向
【図１】
0003565012.tif 000002
【図２】
0003565012.tif 000003
【図３】
0003565012.tif 000004
【図４】
0003565012.tif 000005