(57)【要約】【課題】  ソース電極側のプリント配線基板（Ｓ−ＰＷＢ）間の厚みばらつきに関わらず、２枚のＳ−ＰＷＢとテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）とを均一かつ充分な圧力で同時に圧着することができる圧着装置を提供する。【解決手段】  上側圧着部と下側圧着部との間に配置された複数の材料を加圧して圧着する装置であって、上記上側圧着部及び下側圧着部の少なくとも一方は、２以上の圧着部により構成され、それぞれ独立作動して材料を圧着する分割構造を有する圧着装置。【選択図】    図１
2005302949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側圧着部と下側圧着部との間に配置された複数の材料を加圧して圧着する装置であって、
該上側圧着部及び下側圧着部の少なくとも一方は、２以上の圧着部により構成され、それぞれ独立作動して材料を圧着する分割構造を有する
ことを特徴とする圧着装置。
【請求項２】
前記圧着装置は、加熱手段を有することを特徴とする請求項１記載の圧着装置。
【請求項３】
前記分割構造は、上側圧着部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の圧着装置。
【請求項４】
前記分割構造は、ベース部、２以上の圧着部、及び、ベース部と各圧着部とを連結する支持部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の圧着装置。
【請求項５】
前記支持部は、緩衝手段を有することを特徴とする請求項４に記載の圧着装置。
【請求項６】
前記圧着装置は、液晶表示装置を構成する積層基板の製造に用いられることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の圧着装置。
【請求項７】
請求項６記載の圧着装置を用いて液晶表示装置を製造する方法であって、
該液晶表示装置の製造方法は、前記圧着装置を用いてテープキャリアパッケージと２枚以上のプリント配線基板との端子同士を接合して積層基板を製造する工程を含んでなることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧着装置及び液晶表示装置の製造方法に関する。より詳しくは、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）に対して、プリント配線基板（ＰＷＢ）を２枚以上接合させるための実装装置として好適な圧着装置、及び、それを用いた液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧着装置は、部材同士を加熱・加圧して機械的・電気的に接合するためのものであり、例えば、液晶表示装置（以下、ＬＣＤともいう）等の電子・電気機器の製造に広く用いられている。このような圧着装置を用いたＬＣＤの製造技術としては、電子部品の電極間に異方性導電膜を介在させ、それらを加熱・加圧により接合する技術が広く知られており、例えば、液晶表示パネルとテープキャリアパッケージ（以下、ＴＣＰともいう）との端子同士の接合や、テープキャリアパッケージ（以下、ＴＣＰともいう）とプリント配線基板（以下、ＰＷＢともいう）との端子同士の接合等におけるファインピッチ接合に多用されている。また、異方性導電膜の代わりに半田等を用いて接続する技術も広く知られており、例えば、ＴＣＰとＰＷＢとの端子同士の接続等に用いられている。
【０００３】
これらの圧着技術において、異方性導電膜、半田等を用いて、端子同士を電気的に安定にかつ強い接着強度で接続するためには、圧着装置により所定の圧力、加熱温度を接合面に均一に加えることが重要である。そこで、熱圧着装置に関し、ヒータツールの平行度を高精度に調整するための技術や、厚さに偏りのあるワークに対しても、ヒータツールの加圧面がワークの傾斜に沿って均一に圧力を加えるための技術が開示されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００４】
また、圧着装置を用いたＬＣＤの製造技術においては、生産効率の向上も求められており、例えば、ガラス基板の上に液晶ドライバＩＣを直接取り付けたＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）タイプ等の液晶表示パネルの製造等においては、複数のガラス基板と複数のドライバＩＣとを同時に正確に圧着することにより生産効率を向上させることが求められていた。これに対して、個々の電子部品が配置される支持部材（下側圧着部）を独立させるとともに、各支持部材にそれぞれ高さ及び傾きを独立して調整する調整手段を設けた電子部品の実装装置が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。特許文献３には、この電子部品の実装装置により、支持部材の圧着ヘッド（上側圧着部）に対する高さ位置のバラツキをなくし、複数組の電子部品同士を正確に圧着できることが記載されている。
【０００５】
一方、ＴＣＰとＰＷＢとの端子同士の接合に関し、近年のＬＣＤに用いられる液晶表示パネルの大型化に伴い、２枚のソース電極側のプリント配線基板（以下、Ｓ−ＰＷＢともいう）をＴＣＰに実装する必要が生じたため、Ｓ−ＰＷＢの２枚同時圧着が可能な圧着装置が求められている。すなわち、Ｓ−ＰＷＢ２枚構成の液晶表示装置を製造する際に、Ｓ−ＰＷＢを１枚ずつ熱圧着する方法を用いると、マシンタクトが多くなって生産効率が低下してしまうため、Ｓ−ＰＷＢを２枚同時に熱圧着することが求められている。しかしながら、従来の圧着装置で２枚のＳ−ＰＷＢを同時に熱圧着しようとすると、厚みの小さい方のＳ−ＰＷＢは、所要の接続圧力を得ることができず、接続不良が発生してしまう点で工夫の余地があった。
【特許文献１】特開平９−１６６７８７号公報（第１、６頁、第２図）
【特許文献２】特開２００２−３４６７４０号公報（第１、４頁、第１図）
【特許文献３】特開平１０−３２１６７９号公報（第１、２、６頁、第１、２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、複数組の電子部品を均一かつ充分な圧力で同時に圧着することができる圧着装置、及び、それを用いた液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上側圧着部と下側圧着部との間に配置された複数の材料を加圧して圧着する圧着装置について種々検討したところ、特に複数のＳ−ＰＷＢを同時に加圧して圧着する場合においては、Ｓ−ＰＷＢ１枚毎に圧着圧力のばらつきが発生していることに着目した。そして、Ｓ−ＰＷＢが製造プロセスにおける材料の厚みばらつきや積層プレス条件等に起因してロット毎に厚みばらつきを有しており、これに起因して厚みの薄いＳ−ＰＷＢにおいて接続圧力の低下が生じていることを見いだすとともに、上側圧着部及び下側圧着部の少なくとも一方を、２以上の圧着部により構成され、それぞれ独立作動して材料を圧着する分割構造とすることにより、複数のＳ−ＰＷＢを均一かつ充分な圧力で同時に圧着することが可能となることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【０００８】
すなわち本発明は、上側圧着部と下側圧着部との間に配置された複数の材料を加圧して圧着する装置であって、上記上側圧着部及び下側圧着部の少なくとも一方は、２以上の圧着部により構成され、それぞれ独立作動して材料を圧着する分割構造を有する圧着装置である。
以下に本発明を詳述する。
【０００９】
本発明の圧着装置は、上側圧着部と下側圧着部との間に配置された複数の材料を加圧して圧着する装置である。すなわち、本発明においては、上側圧着部及び／又は下側圧着部は、エアシリンダ等により昇降移動可能に構成され、圧着部同士が圧接可能に構成される。なかでも、上側圧着部を昇降移動可能にした形態が好ましく、このような形態では、下側圧着部に複数の材料（ワーク）を載置した後、下側圧着部を移動させることなく圧着を行うことができることから、圧着時のワークの位置ずれを防止することができる。また、圧着部としては、平坦面によりワークの加圧が可能な形態であることが好ましい。
なお、上側圧着部と下側圧着部との位置関係は、材料が上側圧着部と下側圧着部との間で圧着されることになり、本発明の作用効果を発揮することとなる限り、特に限定されるものではない。
【００１０】
上記上側圧着部及び下側圧着部の少なくとも一方は、２以上の圧着部により構成され、それぞれ独立作動して材料を圧着する分割構造を有する。このように上側圧着部及び下側圧着部の少なくとも一方が分割構造を有することにより、１枚のワークに対して２枚以上のワーク、又は、２枚以上のワーク同士を同時に圧着する際に、ワークの組み合わせ毎に圧着部により独立して加圧することができ、ワーク間の厚みばらつきに関わらず、同時に均一かつ充分な圧力で圧着することが可能となる。その結果、例えば、Ｓ−ＰＷＢ２枚構成の大型液晶表示装置等の生産効率を向上させることが可能となり、しかもワークの厚みばらつきに関する規格を緩和して、ワークとして安価な電子部品を使用することも可能となる。なかでも、分割構造は、上側圧着部に設けられている形態が好ましい。このような形態は、１枚のワーク上に２枚以上のワークを載置して同時に圧着を行う場合に好適であり、例えば、Ｓ−ＰＷＢ２枚構成の大型液晶表示装置の製造等に好適である。
【００１１】
上記分割構造の好ましい形態としては、ベース部、２以上の圧着部、及び、ベース部と各圧着部とを連結する支持部を有する形態が挙げられる。このような形態においては、ベース部を昇降移動させるための駆動機構を設ければ、各圧着部に駆動機構を設ける必要がないので、圧着装置の構成を簡略化することが可能である。また、ベース部は、２以上設けられてもよい。このような形態において、支持部は、緩衝手段を有することが好ましい。支持部が緩衝手段を有することにより、圧着時に圧着部をワーク間の厚みばらつきに応じて効果的に追従させることが可能である。緩衝手段としては、それぞれの圧着部に加わる圧力を均一にすることができる手段であれば特に限定されず、ショックアブソーバ、ばね等の機械的手段が好適であり、圧着面における圧力を測定し、これを電気的に制御する電気的手段であってもよい。また、分割構造の形態としては、２以上の圧着部がそれぞれ駆動機構により独立して昇降移動可能に構成された形態であってもよい。
【００１２】
上記圧着装置は、加熱手段を有することが好ましく、加熱手段及び温度測定手段を有することがより好ましく、加熱手段、温度測定手段及び温度制御手段を有することが更に好ましい。また、加熱手段、温度測定手段、温度制御手段は、分割構造を構成する圧着部のそれぞれに対して設けられることが好ましい。これらの手段を有することにより、圧着面の加熱、温度測定、温度制御が可能となり、異方性導電膜等の接着部材に応じて圧着温度を調整することで、強い接合強度を得ることが可能となる。加熱手段としては、常時加熱を行うものであってもよく、パルス電流等により間欠的に加熱（パルスヒート方式）を行うものであってもよい。温度測定手段としては、熱電対等の温度センサが好適である。温度制御手段としては、圧着面の測定温度に応じてヒータに供給する電流を制御する電気的手段等が好適である。
【００１３】
本発明の圧着装置においては、これらの必須構成部を有する限り、その他の構成部を含んでいてもよく、例えば、ワーク、クッション及び接合部材等を搬送するための搬送手段を備えていることが好ましい。
【００１４】
上記圧着装置は、液晶表示装置を構成する積層基板の製造に用いられることが好ましく、例えば、２枚以上のソース電極側のプリント配線基板（Ｓ−ＰＷＢ）の端子とテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）の入力側端子とを圧着する工程において好適に用いることができる。この場合には、厚みばらつきを有する２枚以上のＳ−ＰＷＢをＴＣＰに均一かつ充分な圧力で同時に圧着することが可能となるので、大型の液晶表示装置を製造する際の生産効率を向上させることができる。
【００１５】
上記圧着装置による圧着条件としては特に限定されず、ワークや接着部材に応じて適宜設定される。接着部材としては特に限定されないが、異方性導電膜、半田等が好ましく、なかでも、異方性導電膜がより好ましい。異方性導電膜を用いれば、厚み精度よく接着を行うことができる。また、上記圧着装置により圧着を行う際には、クッション（緩衝部材）を介してワーク及び接着部材の圧着を行うことが好ましい。クッション（緩衝部材）の配置としては、アラミド（芳香族ポリアミド）フィルム等の付着性及び耐熱性に優れた部材、ゴム等の弾性に優れた部材、ガラスクロス等の剥離性に優れた部材をこの順に圧着部側からワーク側に配置する形態が好ましい。
【００１６】
本発明はまた、上記圧着装置を用いて液晶表示装置を製造する方法であって、上記液晶表示装置の製造方法は、上記圧着装置を用いてテープキャリアパッケージと２枚以上のプリント配線基板との端子同士を接合して積層基板を製造する工程を含んでなる液晶表示装置の製造方法である。このような液晶表示装置の製造方法によれば、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）に対して、製造プロセス上、ロット毎に厚みばらつきを有するプリント配線基板（ＰＷＢ）を２枚以上同時に均一かつ充分な圧力で圧着して実装することが可能となるので、大型の液晶表示装置を製造する際の生産効率を向上させることができる。なかでも、本発明においては、２枚以上のソース電極側のプリント配線基板（Ｓ−ＰＷＢ）の端子とテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）の入力側端子とを圧着する形態が好適である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の圧着装置は、上側圧着部及び下側圧着部の少なくとも一方が、２以上の圧着部により構成され、それぞれ独立作動して材料を圧着する分割構造を有するので、ワーク間の厚みばらつきに関わらず、同時に均一かつ充分な圧力で複数組のワークを圧着することが可能である。その結果、例えば、Ｓ−ＰＷＢ２枚構成の大型液晶表示装置等の生産効率を向上させることが可能となり、しかもワークの厚みばらつきに関する規格を緩和して、ワークとして安価な電子部品を使用することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に実施例を掲げ、本発明を図面に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００１９】
（実施例１）
図１は、本発明の圧着装置の構成の一例を示す正面模式図である。また、図２は、図１の圧着装置により２枚のプリント配線基板とテープキャリアパッケージとの端子同士を圧着する様子を模式的に示す説明図である。なお、図２においては、バックアップ（下側圧着部）５０の記載を省略している。
【００２０】
まず、図１の圧着装置の構成について説明する。
図１に示すように、圧着装置は、下端に圧着面１４ａ、１４ｂを有する加熱圧着ツール（上側圧着部）１０と、上端に圧着面５１を有するバックアップ（下側圧着部）５０とを備えている。加熱圧着ツール１０は、エアシリンダにより駆動する駆動シャフト１６が連結されて昇降移動可能に構成されたツールベース（ベース部）１１と、圧着面１４ａ、１４ｂを有する圧着部（加熱圧着部）１３ａ、１３ｂと、ツールベース１１と圧着部１３ａ、１３ｂとを連結する各々独立したサスペンション（支持部）１２ａ、１２ｂとを備えている。図１の圧着装置では、ツールベース１１を降下させることにより、圧着面１４ａ、１４ｂと圧着面５１とを圧接させることが可能となっている。ツールベース１１の両側には、駆動シャフト１６のぶれを防止するための支持シャフト１７が連結されており、支持シャフト１７には、ＬＭガイドが取り付けられている。圧着部１３ａ、１３ｂには、常時加熱方式のカートリッジヒータ１５ａ、１５ｂが内蔵されており、圧着面１４ａ、１４ｂを加熱して熱圧着を行うことが可能となっている。同様に、バックアップ５０の上部にもカートリッジヒータが内蔵され、圧着面５１の加熱が可能であることが好ましい。圧着面１４ａ、１４ｂ、５１には、熱電対（図示せず）を取り付け、熱電対により測定された温度に基づき、制御装置（ＰＩＤ制御方式）によりカートリッジヒータ１５ａ、１５ｂに供給される電流を制御して、圧着面１４ａ、１４ｂ、５１の温度制御を行うことが好ましい。サスペンション１２ａ、１２ｂには、ばね定数が調節可能に構成された緩衝手段が設けられており、サスペンション１２ｃ、１２ｄには、ＬＭガイドが取り付けられている。また、図１の圧着装置は、ワーク等の搬送を行うための搬送装置（図示せず）を備えていることが好ましい。
【００２１】
次に、図１の圧着装置を用いて、２枚のプリント配線基板（ＰＷＢ）とテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）との端子同士を圧着する工程の一例について図２に基づき説明する。
この工程においては、まず搬送装置等により、液晶表示パネル８０に実装されたＴＣＰ８１をバックアップ５０の圧着面５１上に載置する。ＴＣＰ８１の入力端子上には、予め異方性導電膜（図示せず）が貼り付けられており、バックアップ５０により予備加熱（プリヒート）される。そして、ＴＣＰ８１上に２枚のＰＷＢ８２ａ、８２ｂを配置する。この際、ＴＣＰ８１上の異方性導電膜とＰＷＢ８２ａ、８２ｂのランド（端子）とが一致するように配置を行う。ＰＷＢ８２ａ、８２ｂとしては、例えば、ランドが５箇所、ランドピッチが０．４ｍｍ、ランド厚みばらつきが５０μｍ以下、ＰＷＢ８２ａとＰＷＢ８２ｂとの最大厚みばらつきが０．１０〜０．１５ｍｍのものが用いられる。次いで、ガラスクロス（図示せず）、緩衝用ゴム（図示せず）、及び、アラミドフィルム（図示せず）等のクッションを順に重ねて配置した後、仮圧着、本圧着を行う。これらの圧着においては、ＰＷＢ８２ａとＴＣＰ８１とは、圧着面１４ａと圧着面５１とにより、ＰＷＢ８２ｂとＴＣＰ８１とは、圧着面１４ｂと圧着面５１とにより、それぞれ独立して加圧することができる。
【００２２】
本圧着の圧着条件としては、圧着圧力の下限は、１×１０６Ｐａ、上限は、３×１０６Ｐａであることが好ましい。１×１０６Ｐａ未満であると、ＰＷＢとＴＣＰとの接合強度が不充分となる可能性があり、３×１０６Ｐａを超えると、ＰＷＢ又はＴＣＰを損傷させてしまう可能性がある。加熱圧着ツール１０側の圧着面１４ａ、１４ｂの温度の下限は、１４０℃、上限は、１８０℃であることが好ましい。１４０℃未満であると、異方性導電膜のバインダ層を充分に軟化させることができない可能性があり、１８０℃を超えると、異方性導電膜のバインダ層を軟化させ過ぎて流れ出しすぎてしまう可能性がある。より好ましくは、下限が、１５０℃、上限が、１７０℃である。
【００２３】
このような実施例１によれば、各々の厚さの違うＰＷＢ８２ａ、８２ｂを同時に圧着する場合であっても、各ＰＷＢに対して厚みに応じてサスペンション１２ａ、１２ｂ及び加熱圧着部１３ａ、１３ｂが独立して動き、ＰＷＢ８２ａとＰＷＢ８２ｂとの厚みばらつきの影響を低減することができるので、同時に均一かつ充分な圧力でＰＷＢ８２ａ及びＰＷＢ８２ｂをＴＣＰ８１に圧着することが可能である。
その他、図３に示すような圧着装置を用いれば、加熱圧着ツール１０側が４つの圧着部に分割されているので、４枚のＰＷＢとＴＣＰとを同時に圧着することが可能であり、また、２枚のＰＷＢとＴＣＰとの同時圧着に用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の圧着装置の構成の一例を示す正面模式図である。
【図２】図１の圧着装置により２枚のプリント配線基板とテープキャリアパッケージとの端子同士を圧着する様子を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明の圧着装置の構成の別の一例を示す正面模式図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０：加熱圧着ツール
１１：ツールベース
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ：サスペンション
１３、１３ａ、１３ｂ：圧着部
１４ａ、１４ｂ、５１：圧着面
１５ａ、１５ｂ：カートリッジヒータ
１６：駆動シャフト
１７：支持シャフト
５０：バックアップ
８０：液晶表示パネル
８１：テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）
８２ａ、８２ｂ：プリント配線基板（ＰＷＢ）
【図１】
2005302949.tif 000003
【図２】
2005302949.tif 000004
【図３】
2005302949.tif 000005