(57)【要約】【課題】装置を大型化することなく、簡単な機構で、対象物に加える圧力を圧着ヘッドの自重よりも小さい圧力に設定することができる圧着方法、圧着装置、電気光学装置の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】加圧対象物Ｗに対して往復移動をする出力軸１１を備えたエアーシリンダ（流体シリンダ）１０と、出力軸１１に支持される圧着ヘッド５０と、圧着ヘッド５０が加圧対象物Ｗに向かって往動するときに、加圧対象物Ｗに加えられる推力における圧着ヘッド５０の自重相当分を軽減させる自重キャンセル機構３とを備える。自重キャンセル機構３は、バネ材６０で構成され、加圧対象物Ｗに加えられる推力を調整する調整部材（推力調整機構）６１を備える。【選択図】    図１
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【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、前記対象物を互いに圧着する圧着方法において、
前記対象物に対して往復移動をする出力軸を備えた流体シリンダと、前記出力軸に支持される圧着ヘッドと、前記出力軸に同軸に巻回され、前記出力軸に対して軸方向に圧力を加えるバネ材とを有し、
前記圧着ヘッドが前記対象物に向かって往動するときに、前記バネ材の反発力により、前記対象物に加えられる推力における前記圧着ヘッドの自重相当分を軽減させることを特徴とする圧着方法。
【請求項２】
前記バネ材の縮量を調整して、前記対象物に加えられる推力を調整することを特徴とする請求項１記載の圧着方法。
【請求項３】
一対の対象物の間に接続材を挟んだ状態で、前記対象物を互いに圧着する圧着装置において、
前記対象物に対して往復移動をする出力軸を備えた流体シリンダと、
前記出力軸に支持される圧着ヘッドと、
前記圧着ヘッドが前記対象物に向かって往動するときに、前記対象物に加えられる推力における前記圧着ヘッドの自重相当分を軽減させる自重キャンセル機構とを備えてなり、
前記自重キャンセル機構は、前記出力軸に同軸に巻回され、前記出力軸に対して軸方向に圧力を加えるバネ材であることを特徴とする圧着装置。
【請求項４】
前記自重キャンセル機構は、前記バネ材の縮量を調整することにより、前記対象物に加えられる推力を調整する推力調整機構を備えることを特徴とする請求項３記載の圧着装置。
【請求項５】
電気光学パネルに接続される基板若しくは電気光学パネルを構成する基板と、電子部品とを圧着する電気光学装置の製造方法において、
請求項１又は２に記載の圧着方法を用いることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項６】
電気光学パネルに接続される基板若しくは電気光学パネルを構成する基板と、電子部品とを圧着する電気光学装置の製造装置において、
請求項４又は５に記載の圧着装置を備えることを特徴とする電気光学装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の圧着方法及び圧着装置、電気光学装置の製造方法及び製造装置に関する。
【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知られている。例えば、配線基板を基板に実装する方法としては、テープ状の異方性導電膜（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）を基板の電極上に貼り付け、その上に配線基板を圧着する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この場合、配線基板に所定の圧力を加える発現推力は、圧着ヘッドの自重、及び加圧機構である流体シリンダによる推力等の値により決定される。ところが、配線基板に加える圧力を圧着ヘッド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は、圧着ヘッドの自重相当分を軽減させるための対処が必要となる。
【０００３】
上記の圧着ヘッドの自重相当分を軽減させる方法としては、例えば、圧着ヘッドにバランスウエイトをつなぎ、加圧時に適宜圧着ヘッドを引き上げて減圧させる方法や、流体シリンダに供給する流体を制御する方法等が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−４５９１０号公報
【特許文献２】
特開平１１−３０９８３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、以下のような問題点を有していた。
上記のバランスウエイトを用いる場合には、該バランスウエイトと圧着ヘッドを接続する大型の機械的構造物を用いていたので、圧着装置の構造が大型となり、圧着装置の設計上の自由度が低いという問題があった。
また、流体シリンダに供給する流体を制御する場合には、流体を制御する制御回路を複雑にするという問題があった。
【０００６】本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、装置を大型化することなく、簡単な機構で、対象物に加える圧力を圧着ヘッドの自重よりも小さい圧力に設定することができる圧着装置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】
前記課題を解決するために、本発明の圧着方法においては、一対の対象物の間に接続材を挟んだ状態で、前記対象物を互いに圧着する圧着方法において、前記対象物に対して往復移動をする出力軸を備えた流体シリンダと、前記出力軸に支持される圧着ヘッドと、前記出力軸に同軸に巻回され、前記出力軸に対して軸方向に圧力を加えるバネ材とを有し、前記圧着ヘッドが前記対象物に向かって往動するときに、前記バネ材の反発力により、前記対象物に加えられる推力における前記圧着ヘッドの自重相当分を軽減させることを特徴としている。
上記の圧着方法によれば、圧着ヘッドが対象物に向かって往動するときに、バネ材の反発力により、対象物に加えられる推力における圧着ヘッドの自重相当分を軽減させるので、圧着装置に大型の機械的構造物を設置することなく、簡単な機構で効率良く圧着ヘッドの自重相当分を軽減させることが可能となる。
【０００８】
本発明の圧着方法においては、前記バネ材の縮量を調整して、前記対象物に加えられる推力を調整することを特徴としている。
これによれば、バネ材の縮量を調整することにより、対象物に加えられる推力を調整可能であるので、対象物に対して所望の推力を好適に加えることが可能となる。
【０００９】
本発明の圧着装置においては、一対の対象物の間に接続材を挟んだ状態で、前記対象物を互いに圧着する圧着装置において、前記対象物に対して往復移動をする出力軸を備えた流体シリンダと、前記出力軸に支持される圧着ヘッドと、前記圧着ヘッドが前記対象物に向かって往動するときに、前記対象物に加えられる推力における前記圧着ヘッドの自重相当分を軽減させる自重キャンセル機構とを備えてなり、前記自重キャンセル機構は、前記出力軸に同軸に巻回され、前記出力軸に対して軸方向に圧力を加えるバネ材であることを特徴としている。
上記の圧着装置によれば、圧着ヘッドが対象物に向かって往動するときに、対象物に加えられる推力における圧着ヘッドの自重相当分を軽減させる自重キャンセル機構として、出力軸に同軸に巻回するように設置され、且つ、出力軸に対して軸方向に圧力を加えるバネ材を採用するので、圧着装置に大型の機械的構造物を設置することなく、簡単な機構で効率良く圧着ヘッドの自重相当分を軽減させることが可能となる。
【００１０】
本発明の圧着装置においては、前記自重キャンセル機構は、前記バネ材の縮量を調整することにより、前記対象物に加えられる推力を調整する推力調整機構を備えることを特徴としている。
これによれば、バネ材の縮量を調整することにより、対象物に加えられる推力を調整可能であるので、対象物に対して所望の推力を好適に加えることが可能となる。
【００１１】
本発明の電気光学装置の製造方法においては、電気光学パネルに接続される基板若しくは電気光学パネルを構成する基板と、電子部品とを圧着する電気光学装置の製造方法において、上記の圧着方法を用いることを特徴としている。
この製造方法によれば、上記の圧着方法を採用するので、あらゆる種類、又は大きさの電子部品に対して最適な推力を発現させることが可能となる。従って、圧着不良による不良品の生成を抑え、高品質の電気光学装置を製造することが可能となる。更に、電子部品の種類を変更した場合、直ちに、該電子部品に適合した推力値（トルク値）を設定させることができ、各種電気光学装置を効率良く製造することが可能となる。
【００１２】
本発明の電気光学装置の製造装置においては、電気光学パネルに接続される基板若しくは電気光学パネルを構成する基板と、電子部品とを圧着する電気光学装置の製造装置において、上記の圧着装置を備えることを特徴としている。
この製造方法によれば、上記の圧着装置を採用するので、あらゆる種類、又は大きさの電子部品に対して最適な推力を発現させることが可能となる。従って、圧着不良による不良品の生成を抑え、高品質の電気光学装置を製造することが可能となる。更に、電子部品の種類を変更した場合、直ちに、該電子部品に適合した推力値を設定させることができ、各種電気光学装置を効率良く製造することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る圧着方法、圧着装置、電気光学装置の製造方法及び製造装置の実施形態を、図１を参照して説明する。
図１は、本発明の圧着装置の一実施形態を示す概略図である。
以下、本実施形態の圧着装置は、液晶表示パネル（電気光学パネル）を構成するガラス基板Ｐ上に、加圧対象物ＷとなるドライバＩＣ（配線基板、電子部品）をＡＣＦ接続する電気光学装置の製造装置であるものとして説明する。
【００１４】
まず、加圧対象物Ｗに対して直接加圧を行う加圧部２について説明する。
図１に示すように、加圧部２には、加圧機構であるエアーシリンダ（流体シリンダ）１０を備えており、該エアーシリンダ１０の駆動ロッド１０ａには、出力軸（リニアガイド）１１が連設され、該出力軸１１の端部には、圧着ヘッド５０が設けられている。更に、本発明の圧着装置では、特に、圧着ヘッド５０が加圧対象物Ｗに向かって往動するときに、加圧対象物に加えられる推力における圧着ヘッドの自重相当分を軽減させる自重キャンセル機構３を備えることを特徴としている。
【００１５】
自重キャンセル機構３としては、出力軸１１に対して軸方向に圧力を加えるバネ材６０を採用している。バネ材６０は、特に、圧縮コイルバネを好適に用いることができる。バネ材６０は、出力軸１１と同軸となるように、該出力軸１１に巻回されており、バネ材６０の一端は、加圧部２を保持するヘッドプレート２０に固定された支持板２５に保持されており、バネ材６０の他端は、出力軸１１に設置された調整部材（推力調整機構）６１に保持されている。出力軸１１における調整部材６１の設置領域には、ネジ山が形成されており、調整部材１１は、出力軸１１に螺設されている。また、圧着動作による調整部材１１の回転移動を抑止するために、出力軸１１には補助部材６２が螺設されている。
なお、バネ材６０の材質は、ばね鋼やステンレス鋼等が採用可能であるが、特に限定するものではなく、また、設計条件は、圧着ヘッドの自重値により決定されるものである。
【００１６】
圧着ヘッド５０には、ヒータ（不図示）と、ロードセル５２とを備えている。圧着ヘッド５０の先端形状は、加圧対象物Ｗにより異なり、該加圧対象物Ｗの種類に応じて交換可能である。また、不図示であるが、ステージ１２上に載置された加圧対象物Ｗに対して、圧着ヘッド５０の接触面の平行度を微調整する機構も備えている。
【００１７】
更に、圧着装置１は、コラム１５設けたフレーム１６の上部にサーボモータ１７を取り付け、モータ軸は、カップリング１８を介してボールネジ１９のネジ部１９ａの端部に接続されている。ボールネジ１９のネジ部１９ｂは、上下方向に移動するヘッドプレート２０に埋設されている。ヘッドプレート２０は、リニアガイド２１によりフレーム１６に取り付けられている。
【００１８】
また、サーボモータ１７及びエアーシリンダ１０は、制御装置３０によって制御されている。サーボモータ１７には、ロータリーエンコーダ２２が装備されており、該ロータリーエンコーダ２２からの出力信号は、制御装置３０に送出される。更に、押圧ヘッド５１の内部に設けられたロードセル５２からの出力信号も、制御装置３０に送出される。
【００１９】
次に、上記圧着装置１の作用について説明する。
例えば、液晶表示パネルのガラス基板Ｐに対してドライバＩＣ（加圧対象物Ｗ）を圧着する際、まず、ＡＣＦによりドライバＩＣを仮圧着した状態のガラス基板Ｐをステージ１２上に真空吸着する。そして、サーボモータ１７を位置制御することでヘッドプレート２０を下降させ、圧着ヘッド５０を所定位置で停止させる。圧着ヘッド５０の位置制御は、ロータリーエンコーダ２２の出力信号に基づくセミクローズド方式のフィードバック制御により行われる。続いて、エアーシリンダ１０をトルク制御しつつ、所定の圧力を持ってＩＣをガラス基板ＰのＩＣ実装領域に押しつける。トルク制御は、ロードセル５２の出力信号に基づくクローズド方式のフィードバック制御により行う。また、エアーシリンダ１０による加圧は、所定時間で連続的に行い、且つ、加圧状態にて前記ヒータでＡＣＦを加熱する。これにより、ＡＣＦが押しつぶされて上下導通し、熱硬化を起こす。
【００２０】
ここで、ＩＣをガラス基板Ｐに押しつける圧力は、通常、圧着ヘッド５０本体の自重と、エアーシリンダ１０による推力との設計値によって決定するのであるが、本発明では、ＩＣに加える推力（圧力）を圧着ヘッド５０の自重よりも小さい低推力に設定しなければならない場合に、圧着ヘッド５０の自重相当分を軽減させるため、圧着ヘッド５０がＩＣに向かって往動するときに、自重キャンセル機構３を構成するバネ材６０により、圧着ヘッド５０に対して推力が与えられる方向と逆方向に向けて負荷を与え、圧着ヘッド５０の自重を相殺させるようにしている。また、ＩＣに加えられる推力量は、自重キャンセル機構３に備えられた調整部材６１を適宜回転させてバネ材６０の縮量を調整することにより、所望の推力量に微調整される。
【００２１】
このように、上記実施形態の圧着装置によれば、圧着ヘッドが対象物に向かって往動するときに、対象物に加えられる推力における圧着ヘッドの自重相当分を軽減させる自重キャンセル機構として、出力軸に同軸に巻回するように設置され、且つ、出力軸に対して軸方向に圧力を加えるバネ材を採用するので、圧着装置に大型の機械的構造物を設置することなく、簡単な機構で効率良く圧着ヘッドの自重相当分を軽減させることが可能となる。
また、調整部材６１でバネ材の縮量を調整することにより、対象物に加えられる推力を調整可能であるので、対象物に対して所望の推力を好適に加えることが可能となる。
【００２２】
以上、本発明の実施形態による圧着方法、圧着装置、電気光学装置の製造方法及び製造装置について説明したが、本発明は、上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。
【００２３】
なお、上記の実施形態では、加圧対象物Ｗとして、液晶表示パネルのガラス基板ＰとＡＣＦ接続を行うドライバＩＣ（配線基板）チップとしたが、本発明は、これに限定するものではなく、例えば、リジッドな回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）、又はフレキシブル回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）や、プリント基板とその配線上に圧着されるバンプを有するＩＣチップ等を加圧対象物とすることもできる。更に、加工対象物Ｗにおける接続は、異方性導電接着材を用いたＡＣＦ接続方式に限らず、ＮＣＦ（Ｎｏ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）やＮＣＰ（Ｎｏ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）などの絶縁性接着材を用いて端子間を直接接触させる接続方式や、端子間を共晶結合などの金属結合によって直接接続する接続方式を用いても良い。更に、上記のガラス基板Ｐ上にドライバＩＣを直接接合するＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）工法の他に、例えば、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）工法や、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）工法等による圧着にも適用可能である。
【００２４】
また、上記の実施形態では、電気光学装置として、液晶装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、エレクトロルミネッセンス装置、特に、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置等や、プラズマディスプレイ装置、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）装置、ＬＥＤ（発光ダイオード）表示装置、電気泳動表示装置、薄型のブラウン管、液晶シャッター等を用いた小型テレビ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた装置などの各種の電気光学装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧着装置の一実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
１・・・圧着装置、３・・・自重キャンセル機構、１０・・・エアーシリンダ（流体シリンダ）、１１・・・出力軸、５０・・・圧着ヘッド、６０・・・バネ材、６１・・・調整部材（推力調整機構）、Ｗ・・・加圧対象物（対象物）
【図１】
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