(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された加熱チップとパネル受けとの間に、ガラスパネル基板上の電極端子と可変型回路基板上の半田が被着された配線端子とを合わさるように重ねて挿入し、前記２枚の基板の前記端子が形成されている基板領域を前記加熱チップとパネル受けとで挟みつけることにより、前記電極端子と前記配線端子を半田付けするプラズマディスプレイの製造方法において、前記加熱チップと前記パネル受けの対向面が前記ガラスパネル基板の主面と実質的に平行になるように、前記加熱チップと前記パネル受けの間にある中心軸を回転軸にして、前記加熱チップと前記パネル受けとを一体に回転させた後、前記２枚の基板の挟みつけを行うことを特徴とするプラズマディスプレイの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマディスプレイの製造方法に用いる半田付け装置であって、対向配置されそれぞれ回転動作が可能な加熱チップ及びパネル受けと、前記加熱チップ及び前記パネル受けを開閉動作させる駆動手段と、前記駆動手段を保持する枠体とを具備した熱圧着ヘッドを有し、前記駆動手段が前記枠体に回動自在に取り付けられている半田付け装置。
【請求項３】
前記枠体がフロート機構によって支持され、前記熱圧着ヘッドが上下に遊動する請求項２に記載の半田付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマディスプレイの製造方法及びこれに用いる半田付け装置に関する。さらに詳しくは、ガラスパネル基板の電極端子と可変型回路基板の端子部（配線端子）の半田付けを、半田溶け不良やガラスパネル基板の割れを生じることなく行うためのプラズマディスプレイの製造方法及びこれに用いる半田付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可搬型コンピューターのディスプレイとして知られる、プラズマディスプレイパネルを動作させるために、ガラスパネルの背面に取り付けられる駆動回路とガラスパネルの端部に引き出された電極端子群とを接続する必要がある。この接続は、ガラスパネル周辺の取り回しを容易にするために、前記の電極端子群とその端子部（配線端子）とが正確に位置合わせされた可変型回路基板（いわゆるフレキシブル基板）で行われるのが通例である。
【０００３】
この可変型回路基板は銅線がポリアミド樹脂で挟み込まれた構造からなるもので、銅線端子部は半田が溶融メッキされており、この配線を介してドライブ回路へ接続されるようになっている。
【０００４】
従来、ガラスパネル基板の周辺端部に形成された電極端子への可変型回路基板の端子部（配線端子）の半田付けは、可変型回路基板の端子部（配線端子）の表面に溶融メッキされた半田を、固定式熱圧着ヘッドを用いて、例えば、ラインピッチ０、６ｍｍの可変型回路端子７０本を、同時に上方向からの一方向力で加圧した後にパルスヒート加熱し、１カ所の半田付けリフローを完了するというようにして行われていた。
【０００５】
従って、例えば、２８０ｍｍのガラスパネル長辺側に対しては、長さ４０ｍｍの加熱チップで７回の熱圧着を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
プラズマディスプレイパネルの製造工程中には、ガラス基板に電極を焼成させるためにガラス基板をガラスの軟化点近くの６００℃にまで加熱する電極形成工程や、前面と背面のガラス基板をフリットガラスで封着するフリットシール工程、パネル内部を真空に排気する排気工程という熱工程を有している。この結果、ガラスパネル基板の電極端子群の各端子間の隔壁となる印刷ペーストとガラス基板の材料であるソーダガラスとの熱膨張係数の差や、フリットシール時に前面及び背面のガラス基板を圧着するためのスプリングによるものなどの外部からかかる力により、例えば、１０インチのディスプレイだと、パネル長辺２８０ｍｍ対して最大１ｍｍ程度の熱変形による反りが生じる。
【０００７】
図４は前記した従来の固定式熱圧着ヘッドによりガラスパネル基板の端部に配置されている金属端子群に可変型回路基板の配線端子を半田付けする工程を示した図であり、図において、１はガラスパネル基板、１ａは電極端子群、２は印刷ペ−スト、３は可変型回路基板、３ａは可変型回路基板の端子部（配線端子）である。また、４、１０は熱圧着装置の固定式熱圧着ヘッドを構成する加熱チップとパネル受けである。ここで固定式とは加熱チップ４とパネル受け１０がこれらの開閉動作のための上下動しかしないことを意味する。
【０００８】
このような固定式熱圧着ヘッドで半田付けリフローを行うと、図に示すように、ガラスパネル基板１の反り（Ｄ２）のため、ガラスパネル基板１と加熱チップ４との間には、隙間（Ｄ１）が生じ、昇温が十分でないことによる半田溶け不良が生じたり、圧着力の不均一が原因で生じるガラスパネル欠け等の不具合を生じていた。
【０００９】
本発明は前記のような問題点を解消するためになされたものであり、ガラスパネル基板作製時の加熱処理工程でガラスパネル基板に変形（反り）が生じても、半田溶け不良やガラスパネル割れが生じることなく、ガラスパネル基板の電極端子と可変型回路基板の端子部とを安定に半田付けすることができるプラズマディスプレイの製造方法及びこれに用いる半田付け装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のプラズマディスプレイの製造方法は、対向配置された加熱チップとパネル受けとの間に、ガラスパネル基板上の電極端子と可変型回路基板上の半田が被着された配線端子とを合わさるように重ねて挿入し、前記２枚の基板の前記端子が形成されている基板領域を前記加熱チップとパネル受けとで挟みつけることにより、前記電極端子と前記配線端子を半田付けするプラズマディスプレイの製造方法において、前記加熱チップと前記パネル受けの対向面が前記ガラスパネル基板の主面と実質的に平行になるように、前記加熱チップと前記パネル受けの間にある中心軸を回転軸にして、前記加熱チップと前記パネル受けとを一体に回転させた後、前記２枚の基板の挟みつけを行うことを特徴とする。このような構成にしたことにより、加熱チップとガラスパネル基板間の隙間が大きくなることなく、これらの端子間を半田付けすることができる。従って、加熱チップから可変型回路基板を通して半田被着部へ充分に熱が伝導することとなり、半田溶け不良を解消でき、また、基板への圧着力の均一性が向上して、ガラスパネル割れを軽減することができる。
【００１１】
また、本発明の半田付け装置は、前記したプラズマディスプレイの製造方法に用いる半田付け装置であって、対向配置されそれぞれ回転動作が可能な加熱チップ及びパネル受けと、前記加熱チップ及び前記パネル受けを開閉動作させる駆動手段と、前記駆動手段を保持する枠体とを具備した熱圧着ヘッドを有し、前記駆動手段が前記枠体に回動自在に取り付けられてなる。このような構成の半田付け装置を前記した本発明のプラズマディスプレイの製造方法に適用することにより、ガラスパネル基板と可変型回路基板間の双方の端子間の半田付けを高精度でかつ合理的に行うことができる。
【００１２】
前記構成からなる本発明の半田付け装置においては、前記枠体がフロート機構によって支持され、前記熱圧着ヘッドが上下に遊動するのが好ましい。このような構成にしたことにより、ガラスパネル基板が加熱チップの自重の影響を受けることなく、その上下方向から等しい力で加圧されることになり、ガラスパネル割れの発生を一層軽減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図について説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施例による半田付け装置を用いてガラスパネル基板の電極端子と可変型回路基板の端子部（配線端子）の半田付けを行っている状態を示した斜視図、図２（ａ）（ｂ）は図１に示した半田付け装置の熱圧着ヘッドの構成を説明するための正面図と側面図、図３（ａ）〜（ｆ）は図１に示した半田付け装置の熱圧着ヘッドの動作フローを示した図である。これらの図において、図４と同一符号は同一または相当する部分を示している。なお、本実施例においてもガラスパネル基板と可変型回路基板の半田付けする部分、すなわち、２枚の基板の互いの端子が合わさるようにして重ねられた基板領域の構造は従来の図４に示された構成と同じである。
【００１５】
以下、プラズマディスプレイの製造工程を順を追って説明する。
【００１６】
表面及び背面ガラスパネルは、ガラス基板に各電極、隔壁、蛍光体等を印刷・焼成することにより形成し、両パネルをフリットにより封止後、排気・希ガス注入を行うことでガラスパネル基板１を形成した。そしてこのガラスパネル基板１の主面の４辺に沿って引き出された銀からなる電極端子群を覆う酸化膜を研磨法で除去した。次に、可変型回路基板の金属端子の半田付けリフローを以下の順で行った。
【００１７】
図２に示すように、ガラスパネル基板１を吸着箱５上に真空吸着を用い固定した後、銀からなる電極端子群１ａを基準に、これへの可変型回路基板３の端子部（配線端子）３ａの位置合わせ作業をＸＹ微調整機構６を用いて行い、両基板を位置合わせ状態を保ったまま固定した。次にガラスパネル基板１を真空固定した吸着箱５を、図示しないエアシリンダーを用いて熱圧着を行う位置まで送り込んだ（図３（ａ））。図１では、回転シリンダー７の回転力により開閉動作する加熱チップ４とパネル受け１０が設けられた熱圧着ヘッド２０を１つしか示していないが、実際にはガラスパネル基板１に対してこの熱圧着ヘッド装置２０がもう一つ設けられている。これら２つの熱圧着ヘッド装置２０はいずれもモーター駆動により移動する台座３０に取り付けられており、ガラスパネル基板１の両端から中央へ移動しながら同時に熱圧着を行って行く。図１中の矢印ｅ，ｆはこれら２つの熱圧着ヘッド装置２０の移動方向を示しており、矢印ａ〜ｄはこの順に熱圧着ヘッド２０が定寸移動していくことを示している。また、熱圧着ヘッド２０は、図２に示されるように、回転シリンダー７により発生した正回転方向の回転力が、回転シャフト８を介してラックピニオン機構９に伝えられ、加熱チップ４とパネル受け１０が同時に同じ力でガラスパネル１の上下から挟み付ける方向に動き、回転シリンダー７の逆回転方向の回転力により前記と逆の動作を行うようになっている。回転シャフト８を保持するベアリング１１の外側にベアリング１２が配置されており、熱圧着ヘッド２０（加熱チップ４、パネル受け１０、回転シリンダー７、回転シャフト８、及びラックピニオン機構９を含む機構部）は回転シャフト８を中心軸にして回転するよう、ハウジング２１に回動自在に保持されている。ここで、回転中心に対して時計回り及び反時計回りにスプリング１３による張力を与えているので、加熱チップ４とパネル受け１０は通常は直立している。
【００１８】
ガラスパネル基板１及び可変型回路基板３が熱圧着を行う位置、すなわち、加熱チップ４とパネル受け１０の間に送られると、ガラスパネル基板１が反っていることにより、ガラスパネル基板１（の裏面）に、加熱チップ４より先にスプリング１４によって上方向に０．４ｋｇｆの力がかかったパネル受け１０が当接し、これによって加熱チップ４とパネル受け１０は加熱チップ４とパネル受け１０の間にある中心軸Ｄを回転軸にして矢印Ａ，Ｂの方向に回転しはじめ（図３（ｂ））、加熱チップ４の表面がガラスパネル基板１の表面に対して平行となる位置まで回転して回転が完了する（図３（ｃ））。例えば、反り量が１ｍｍの１０インチパネルの場合では約１度回転することになる。
【００１９】
回転完了後、ベアリングブロック１６上のボルト１７がパネル受け１０に当接することにより、ガラスパネル基板１及び可変型回路基板３の双方の端子が合わさった基板領域の上下から、この基板領域に加熱チップ４とパネル受け１０により力がかかる（図３（ｄ））。ここで、加熱チップ４とガラスパネル基板１（可変型回路基板３）との隙間は、加熱チップ４の中央部で０．０１ｍｍ程度の小さいものとなる。また、この時、フロート機構により、加熱チップ４とパネル受け１０の高さ位置も上下方向に、加圧力と熱圧着ヘッド２０の自重のバランスがとれる位置まで変位することにより、熱圧着ヘッド２０（加熱チップ４とパネル受け１０）の回転中心が常に、ガラスパネル１の高さに保持されることになり、ガラスパネル１は加熱チップ４の自重の影響を受けない。このフロート機構は、２本の軸１８をリニアベアリング１９で保持し、熱圧着ヘッド２０の自重を、スプリング２２及びエアダンパー１５で保持する機構のことである（図１，２参照）。この後、ガラスパネル基板１及び可変型回路基板３の双方の端子が合わさった基板領域は、加熱チップ４から垂直方向に２．５ｋｇｆの力を受け、加熱チップ４が通電されて発熱することにより加熱され、半田付けリフローが行われる（図３（ｅ））。そして、半田付けリフロー完了後、半田部には高圧エアが吹き付けられて強制空冷される。
【００２０】
半田が凝固した後、回転シリンダー７に与える高圧エアの加圧方向を切り替えることで、加熱チップ４とパネル受け１０を上下方向に移動させてガラスパネル１に対する加圧を解除する（図３（ｆ））。
【００２１】
２台の圧着ヘッド２０は、ガラスパネル基板の一辺の端部から中心方向に加熱チップの長さ分だけ定寸移動し、上述の作業を複数回行って、ガラスパネル基板一辺の当たりの熱圧着半田付けリフロー作業が完了する。
【００２２】
最後に、エアシリンダーを用い、真空吸着箱５をガラスパネル基板１の電極端子１ａと可変型回路基板３の端子部（配線端子）３ａとの位置合わせ作業をした元の位置まで戻した後、真空吸着を解除して、ガラスパネル基板１の電極端子１ａと可変型回路基板３の端子部（配線端子）３ａが半田付けされてなるプラズマディスプレイを取り出し、作業を完了する。
【００２３】
以上説明した本実施例方法によってプラズマディスプレイを製造することにより、半田融け不良の発生率は、従来方法では０．８％であったのが０．１％に、ガラスパネル割れの発生率は、従来方法では０．２％であったのが０．０５％にそれぞれ改善することができた。また、複数の熱圧着ヘッドにより多点同時熱圧着を行うので、効率良く半田付けが行えた。
【００２４】
なお、上記実施例では回転シャフトの回転を加熱チップ４及びパネル受け１０を上下動に変えるための機構としてラックピニオン機構を用いた半田付け装置を使用したが、本発明においては、回転シャフトの回転を加熱チップ４及びパネル受け１０を上下動に変えるための機構として、機構全体のスペースや伝達力を一定にかつ効率よく伝えることができるかという点を考慮して、例えば通常のレバー方式等の他の機構を用いた半田付け装置を使用してもよい。
【００２５】
また、半田付け装置の加熱チップ４とパネル受け１０の加圧バランスをとるためのフロート機構として、バネ２２とダンパー１５を用いた機構を使用したが、バネ２２のみで振動が少なく熱圧着ヘッド２０の上下位置が安定するのであれば、ダンパー１５を省略することもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明のプラズマディスプレイの製造方法によれば、熱圧着ヘッドにおける加熱チップとパネル受けがガラスパネル基板の反り量に応じて、加熱チップとパネル受けがこれらの対向面がガラスパネル基板の表面と平行になるように回転するようにしたことにより、加熱チップのガラスパネル基板に対する片当たりが防止され、ガラスパネル基板に対する加圧力の均一化を行うことができる。この結果、半田融け不良や、ガラスパネルの割れや欠け等の不具合の発生率を大幅に低減でき、信頼性の高いプラズマディスプレイを高い歩留まりで製造することができる。
【００２７】
また、本発明の半田付け装置によれば、対向配置された加熱チップ及びパネル受けと、前記加熱チップとパネル受けを開閉動作させる駆動部と、前記駆動部を回動自在に保持する機構が具備された枠体とを有する熱圧着ヘッドと、前記熱圧着ヘッドを定寸移動させるための駆動手段とを備え、前記駆動部が、回転シャフトと、前記回転シャフトの回転運動を前記加熱チップとパネル受けの開閉動作に変換するための変換機構とを有し、前記回転シャフトを中心軸にして回動するよう前記枠体に取り付けられたことにより、前記した半田融け不良や、ガラスパネルの割れや欠け等の不具合の発生率が大幅に低減でき、その結果、半田付け作業を合理的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例による半田付け装置を用いてガラスパネル基板の電極端子と可変型回路基板の端子部（配線端子）の半田付けを行っている状態を示した斜視図である。
【図２】  図１に示した半田付け装置の熱圧着ヘッドの構成を説明するための正面図（図２（ａ））と側面図（図２（ｂ））である。
【図３】  図１に示した半田付け装置の熱圧着ヘッドの動作フローを示した図（図３（ａ）〜図３（ｆ））である。
【図４】  従来の固定式熱圧着ヘッドによりガラスパネル基板の端部に配置されている金属端子群に可変型回路基板の配線端子を半田付けする工程を示した図である。
【符号の説明】
１  ガラスパネル
１ａ  電極端子群
２  印刷ペ−スト
３  可変型回路基板
３ａ  可変型回路基板の端子部（配線端子）
４  加熱チップ
６  ＸＹ微調整機構
７  回転シリンダー
８  回転シャフト
９  ラックピニオン機構
１０  パネル受け
１１、１２  ベアリング
１３、１４  スプリング
１５  エアダンパー
１６  ベアリングブロック
１７  ボルト
１８  軸
１９  リニアベアリング
２１  ハウジング
２２  バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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