JP2005079399A

JP2005079399A - 熱圧着装置

Info

Publication number: JP2005079399A
Application number: JP2003309214A
Authority: JP
Inventors: Masaya Fujita; 昌也藤田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-09-01
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】常に最適な加圧力で精度良く熱圧着を行う熱圧着装置を提供する。
【解決手段】液晶パネル２０、ＡＣＦ２１、ＴＡＢ２２を位置決めして重ね合わせ台座に載置させる。操作部３３から制御コントローラ３２に設定圧力が入力されて、起動操作が行われると、コンプレッサ３８により圧縮された空気がエアシリンダ１１に送られて加圧ヘッド１５は降下することで圧着部位２５を熱圧着する。圧力センサ３０は圧着部位２５に加えられた加圧力を検出して加圧力判定部４０に検出結果を送る。加圧力判定部４０は、検出された加圧力と設定圧力がほぼ一致しているか否かを判定し、ほぼ一致していない場合には電磁弁３５を調整して、圧着部位２５に加える加圧力が調整される。
【選択図】図３

Description

本発明は、熱圧着装置に関し、詳しくは、液晶パネルの電極とＴＡＢ等の微細間隔で配設された導体とを異方性導電フイルムを介して加熱及び加圧して接着する熱圧着装置に関するものである。

従来、液晶パネルにおいては、液晶セルを構成する液晶パネルと、その駆動用集積回路が樹脂フイルム上に設けられたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）は、熱硬化性樹脂中に導電性粒子を分散させた異方性導電フイルム（以下、ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film ）を介して熱圧着することにより、液晶パネルのガラス基板の電極とＴＡＢの電極とが導電性粒子によって電気的に接続される。ＴＡＢは、例えばポリイミド等の樹脂フイルムをベースとして、そのフイルム上に回路の銅箔パターンを接着し、さらにその回路の銅箔パターンの上にＩＣチップを接着して構成される。

この液晶パネルとＴＡＢを接着する熱圧着装置では、下から液晶パネル、ＡＣＦ、ＴＡＢの順番で重ね合わせて、液晶パネルの電極とＴＡＢの電極とを正確に位置合わせして、熱圧着装置の加圧ヘッド及びヘッド受部によって熱圧着される。このとき、ヘッド受部は液晶パネルに当接して固定しており、加圧ヘッドはＴＡＢの上方からエアシリンダによって昇降を行うことで熱圧着される（特許文献１参照）。

特開平８−１０６１０２号公報

しかし、従来の熱圧着装置では、液晶パネルとＴＡＢを熱圧着させる場合、ＴＡＢを構成している樹脂フイルムの形状や厚さ、加圧ヘッドの形状等を考慮して、最適な加圧力で熱圧着できるように、エアシリンダに供給する空気量を手動で設定する必要があった。そのため、オペレータは、空気量と圧力の関係を表したグラフから供給する空気量を換算して設定していた。また、製品切替などで熱圧着する部材や形状が変わると、熱圧着するための最適な加圧力も変更しなければならないので、その度にオペレータはグラフから供給する空気量を換算し、手動で設定していた。また、特許文献１では、加圧ヘッドに加圧力を与える手段としてエアシリンダが用いられているが、加圧力の調整及び設定については何ら記載されていない。したがって、上記のように手動で空気量の調整を行う場合では、作業性が悪いという問題があり、さらに、加圧ヘッドに与える加圧力の調整及び設定が正確に行われないと、加圧力の精度が一定しないので均一な製品が得られないという問題もあった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、常に最適な加圧力で熱圧着を行うことができる熱圧着装置を提供することを目的とする。

本発明の熱圧着装置では、対向する配線基板の電極部の間に接着部材を設け、熱源を有した圧着ヘッドを昇降させ、その降下時に前記電極部を加熱及び加圧して前記電極部の接着を行う熱圧着装置において、前記加圧時の加圧力を調整する調整手段と、前記電極部に加えられた加圧力を検出する加圧力検出手段と、この検出された加圧力が所定圧力とほぼ一致しているか否かを判定する判定手段と、検出した加圧力が所定圧力とほぼ一致していないと判定された場合に、前記調整手段により加圧時の加圧力を調整するものである。

また、前記加圧力検出手段によって検出された加圧力の異常の有無を判定する異常判定手段と、この異常判定手段によって前記加圧力に異常が有ると判定された場合に、異常を告知する警告手段及び前記装置の動作を停止する非常停止手段のうち少なくとも一つを備えてもよい。さらに、前記圧着ヘッドの降下回数を計数するカウント手段と、この計数された降下回数が設定された所定回数を超えたか否かを判定する降下回数判定手段と、前記警報手段及び非常停止手段のうち少なくとも一つを備え、前記降下回数判定手段によって降下回数が所定回数を超えたと判定された場合に、前記警告手段による告知、及び非常停止手段による前記装置の動作停止のうち少なくともどちらか一つを行うようにしてもよい。

本発明の熱圧着装置は、加圧時の加圧力を調整する調整手段と、電極部に加えられた加圧力を検出する加圧力検出手段と、この検出された加圧力が所定圧力とほぼ一致しているか否かを判定する判定手段と、検出した加圧力が所定圧力とほぼ一致しないと判定された場合に、前記調整手段により加圧時の加圧力を調整したので、常に均一な加圧力で熱圧着を行うことができるので、熱圧着の精度が向上する。

また、警報手段を設けて、異常な加圧や加圧ヘッドの降下回数を検知することで、不良品の発生や装置の誤作動を防止することができるので安全性が向上する。

本発明を用いた熱圧着装置は、図１及び図２に示すように、熱圧着装置２の本体には加圧手段であるエアシリンダ１１、支持部材１２、スライドガイド１３、加圧ヘッド１５、台座１６とヘッド受部１７等から構成されている。エアシリンダ１１は、ロッド１９を垂直方向に伸縮自在に固定されている。支持部材１２は、一方の端部をロッド１９の先端部に固定されており、一側面に形成された凹部は、装置本体１０に設けられたスライドガイド１３に摺接している（図２参照）。そのため、支持部材１２はロッド１９の伸縮に伴ってスライドガイド１３に案内されて昇降する。また、支持部材１２の他方の端部には、加圧ヘッド１５が連結されている。

加圧ヘッド１５は、ヘッド内部の長手方向に沿ってロッドヒータ１８が設けられており、加圧ヘッド１５の全長を均一に加熱する。加圧ヘッド１５の先端に設けられた当接面１５ａは、図２に示す液晶パネル２０、ＡＣＦ２１とＴＡＢ２２を重ね合わせた圧着部位２５の幅と同等かもしくは若干広い幅を有するように形成されている。

台座１６には、下から液晶パネル２０、ＡＣＦ２１、ＴＡＢ２２の順番で載置され、液晶パネル２０の電極とＴＡＢ２２の電極とが重なり合うように位置決めされる。台座１６に載置された液晶パネル２０は真空吸着手段等によってしっかりと固定される。台座１６の上面は、液晶パネル２０よりも小さな形状をしており、液晶パネル２０、ＡＣＦ２１及びＴＡＢ２２を重ね合わせた圧着部位２５は、図１に示すように台座１６とは非接触状態で保持されている。圧着部位２５の下方にはヘッド受部１７が液晶パネル２０に当接して設けられている。

ヘッド受部１７は、加圧ヘッド１５が降下しながら圧着部位２５に対して下方に加える加圧力を受け止めるものである。さらに、ヘッド受部１７には、加圧ヘッド１５と同様にヘッド受部内部の長手方向に沿ってロッドヒータ２６が設けられており、このロッドヒータ２６によって、ヘッド受部１７は全長にわたってほぼ均一な温度状態になるように管理されている。なお、ヘッド受部１７の温度は、圧着部位２５のＡＣＦ２１が軟化しない程度に圧着部位２５を予熱する高さに加熱されている。つまり、圧着部位２５を予熱状態にしておくことで、加圧ヘッド１５による熱圧着時にＡＣＦ２１が急速に軟化温度に達するので、迅速な熱圧着を行うことができる。

ヘッド受部１７によって予熱された圧着部位２５は、保護シート２８を介して上方から降下する加圧ヘッド１５によって加熱及び加圧されて熱圧着が行われる。このとき加圧ヘッド１５は、ＴＡＢ２２を介してＡＣＦ２１を溶解し、さらに熱硬化する温度にまで加熱されている。保護シート２８は、圧着部位２５を熱圧着した際に当接面１５ａに溶解したＡＣＦ２１が直接付着するのを防ぐものである。また、ヘッド受部１７の下には、圧力センサ３０が設けられている。圧力センサ３０は、加圧ヘッド１５によって圧着部位２５が下方に加圧される圧力を検出するものである。

熱圧着装置２は、予め設定した圧力で圧着部位２５を熱圧着するように、加圧ヘッド１５に与えられる加圧力を自動的に調整する。図３に示すように、熱圧着装置２は、制御コントローラ３２、操作部３３、ＲＯＭ３４、調整手段である電磁弁３５、加圧手段であるエアシリンダ１１及びコンプレッサ３８、表示部３９、加圧力判定部４０などから構成されている。制御コントローラ３２は熱圧着装置２の全体を制御する。ＲＯＭ３４は熱圧着装置２を駆動させるための各種データが格納されている。操作部３３は、熱圧着を行う際に加圧ヘッド１５に与える設定圧力の入力や、装置の起動及び停止などを行う各種操作ボタンが設けられている。コンプレッサ３８は、空気を圧縮してエアシリンダ１１に送っており、電磁弁３５によってエアシリンダ１１に供給される空気量の調整が行われる。この調整により、圧着部位２５に加えられる加圧力が調整される。

ＡＣＦ２１とＴＡＢ２２を重ね合わせた液晶パネル２０を、正確に位置決めした常態で台座１６に載置すると、オペレータは設定圧力を操作部３３から入力する。すると、制御コントローラ３２は電磁弁３５を制御してエアシリンダ１１にコンプレッサ３８からの圧縮空気を送る。すると、エアシリンダ１１のロッド１９が伸びて、加圧ヘッド１５は降下しながら圧着部位２５を熱圧着する。この時に、ヘッド受部１７の下に設けられた圧力センサ３０によって、加圧ヘッド１５からの加圧力が検出される。この検出加圧力は表示部３９に表示され、さらに、検出加圧力は加圧力判定部４０に送られて設定圧力と比較、判定が行われる。この加圧力判定部４０では、検出加圧力と設定圧力がほぼ一致（設定圧力を基準にした所定幅内）しないと判定された場合には、判定結果が制御コントローラ３２に送られる。加圧力判定部４０検出加圧力が設定圧力より小さい場合には、制御コントローラ３２はエアシリンダ１１に供給する空気量を増やすように電磁弁３５を制御する。また、検出加圧力が設定圧力より大きい場合には、制御コントローラ３２はエアシリンダ１１に供給する空気量を減らすように電磁弁３５を制御する。また、検出加圧力と設定圧力がほぼ一致する場合には、電磁弁３５の制御は行われない。なお、表示部３９に検出加圧力を表示させたが、設定圧力も同時に表示して正しい加圧力が加えられているか否かを確認できるようにしてもよい。

上記構成の熱圧着装置の作用について図４のフローチャートを用いて説明を行う。ＡＣＦ２１及びＴＡＢ２２を重ね合わせた液晶パネル２０を位置決めして台座１６に載置させる。オペレータは、熱圧着装置２に設定圧力を入力し、熱圧着装置２を起動させる。ＡＣＦ２１を溶解、熱硬化できる温度にまで加圧ヘッド１５を加熱した後で、加圧ヘッド１５を降下させて圧着部位２５を熱圧着する。すると、圧着部位２５に加えられた加圧力が検出され、設定圧力と検出加圧力が比較、判定される。検出加圧力が設定圧力より大きい場合には、電磁弁３５を閉じてエアシリンダ１１に供給する空気量を減らして加圧力を弱くする。また、検出加圧力が設定圧力よりも小さい場合には、電磁弁３５を開いてエアシリンダ１１に供給する空気量を増やして加圧力を強くする。なお、検出加圧力と設定圧力がほぼ一致した場合には、電磁弁３５の調整は行われない。この加圧力の検出、調整は加圧ヘッド１５が降下する度ごとに行われる。

なお、上記実施形態では、ヘッド受部１７の下に圧力センサ３０を設けて熱圧着時の加圧ヘッド１５による加圧力を検出し、この検出加圧力と設定圧力とを比較して、電磁弁３５の調整を自動で行ったが、さらに、図５に示すように、圧力センサ３０によって異常な加圧力が検出された場合に、オペレータに異常を知らせるようにしてもよい。この場合は、新たに異常圧力判定部、警報部４５及び非常停止部４６を熱圧着装置５０に設ける。

なお、上記各実施形態と同一の機構部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。ＲＯＭ３４には、異常な加圧力を判定するための判定基準となる、予め設定された上限圧力と下限圧力が格納されている。熱圧着時の加圧ヘッド１５の降下により圧力センサ３０が加圧力を検出すると、異常圧力判定部５２に上限圧力と下限圧力が読み出されて検出加圧力と比較される。検出加圧力が上限及び下限圧力の範囲内に含まれないと判定されると、異常な加圧力であると判定されて、制御コントローラ３２から警報部４５に警告信号が出され、警告がなされる。すると、表示部３９には圧着部位２５に加えられた加圧力が異常であることが表示される。さらに、非常停止部４６にも警告信号が送られる。すると、非常停止部は電源４７からの給電を直ちに停止させるので、熱圧着装置５０は非常停止する。なお、検出加圧力が上限圧力と下限圧力の範囲内に含まれることが判定されると、正常な加圧力であると見做されて設定圧力と比較され、加圧力の調整が行われる。

上記実施形態の作用を図６のフローチャートを参照して説明する。設定圧力が熱圧着装置５０に入力され、加圧ヘッド１５が降下して圧着部位２５が熱圧着した際の検出加圧力が、予め設定された上限及び下限圧力と比較される。もし、検出加圧力が上限及び下限圧力の範囲内に含まれない、つまり、極端に大きな加圧力が加えられたか、もしくは極端に小さい加圧力しか加えられなかった場合には、表示部３９に異常な加圧力であることを表示して熱圧着装置５０を非常停止させる。また、検出加圧力が上限及び下限圧力の範囲内の場合には、正常な加圧力であるとして、設定圧力との比較や電磁弁３５の調整などが行われる。したがって、本実施形態では、電磁弁３５の故障や設定圧力の入力ミスなどによって、極端に大きな加圧力や極端に小さな加圧力が加えられた場合に、これらの異常を検出することができ、オペレータに知らせることもできるので、熱圧着装置５０の故障や不良品の発生を防ぐことができるので安全性も高まる。

また、上記実施形態では、異常な加圧力を検出して警報を発したが、これに代えて、図７に示すように、加圧ヘッド１５の降下回数を計数するカウンタ５５を備え、予め設定した降下回数を超えた場合に、熱圧着装置の誤動作を検出して警報を発してオペレータに知らせるようにしてもよい。

この場合は、加圧ヘッド１５が降下した回数を計数するカウンタ５５及び降下回数判定部５７を熱圧着装置５６に設ける。この降下回数カウンタ５５で計数した降下回数は、降下回数判定部５７に送られるとともに降下カウンタ表示部５８に表示される。さらに、この降下回数はＲＯＭ３４に記憶される。降下回数判定部５７では、計数された降下回数と予め設定された所定回数とが比較、判定される。もし、降下回数が所定回数を超えた場合には、降下回数判定部５７は、制御コントローラ３２に信号を送る。この信号を受けて制御コントローラ３２は、警報部４５に警告信号を出し、警告がなされる。これにより、表示部３９には降下回数が所定回数を超えたことが表示され、熱圧着装置５６が非常停止する。

上記実施形態の作用を図８のフローチャートを参照して説明する。設定圧力が熱圧着装置５６に入力され、加圧ヘッド１５が降下して圧着部位２５を熱圧着する。この時にカウンタ５５によって加圧ヘッド１５が降下したことを計数する。計数された降下回数は設定された所定回数を超えたか否かが判定され、降下回数が所定回数以下の場合には、前述のように加圧ヘッド１５の加圧力の調整が行われる。降下回数が所定回数を超えた場合には、熱圧着装置が誤作動していると判定され表示部３９に誤作動していることが表示され、熱圧着装置は非常停止する。したがって、本実施形態では、熱圧着装置５６の誤動作による不良品の発生等を防止できるとともに、装置の安全性を高めることができる。

本発明の実施形態では、異常な加圧力が検出された場合、及び加圧ヘッド１５の降下回数が所定回数を超えて降下した場合に、表示部３９に警告を表示させ、熱圧着装置を非常停止させたが、表示部３９への警告表示または非常停止のどちらか一方だけを設けてもよい。また、異常な加圧力を判定する異常圧力判定部４４と、加圧ヘッド１５の降下回数を検出する降下回数カウンタ５５を熱圧着装置に別々に設けたが、異常圧力判定部４４と降下回数カウンタ５５とを熱圧着装置に一緒に設けてもよい。また、警報部４５により警告を表示部３９に表示させるだけではなく、サイレンやスピーカを設けて警報音や音声などでオペレータに異常を知らせてもよい。

また、熱圧着装置にエアシリンダ１１及びコンプレッサ３８を備え、空気圧によって圧着部２５を加圧したが、これに限らず、油圧や機械的な機構を設けて圧着部位２５を加圧してもよい。

本発明に用いた熱圧着装置を示す外観斜視図である。加圧ヘッド及びヘッド受部を示す斜視図である。加圧力判定部を設けた熱圧着装置の電気的構成を示すブロック図である。加圧力の調整を行う流れを示すフローチャートである。異常加圧力判定部を設けた熱圧着装置の電気的構成を示すブロック図である。加圧力の異常を検出する流れを示すフローチャートである。降下回数判定部を設けた熱圧着装置の電気的構成を示すブロック図である。降下回数をカウントする流れを示すフローチャートである。

符号の説明

２熱圧着装置
１５加圧ヘッド
１７ヘッド受部
２０液晶パネル
２１ＡＣＦ
２２ＴＡＢ
２５圧着部位
３０圧力センサ
４０加圧力判定部
４４異常圧力判定部
４５警報部
４６非常停止部
５２異常圧力判定部
５５降下回数カウンタ
５７降下回数判定部

Claims

対向する配線基板の電極部の間に接着部材を設け、熱源を有した圧着ヘッドを昇降させ、その降下時に前記電極部を加熱及び加圧して前記電極部の接着を行う熱圧着装置において、
前記加圧時の加圧力を調整する調整手段と、前記電極部に加えられた加圧力を検出する加圧力検出手段と、この検出された加圧力が所定圧力とほぼ一致しているか否かを判定する判定手段と、検出した加圧力が所定圧力とほぼ一致していないと判定された場合に、前記調整手段によって加圧時の加圧力を調整することを特徴とする熱圧着装置。
前記加圧力検出手段によって検出された加圧力の異常の有無を判定する異常判定手段と、この異常判定手段によって前記加圧力に異常が有ると判定された場合に、異常を告知する警告手段及び前記装置の動作を停止する非常停止手段のうち少なくとも一つを備えたことを特徴とする請求項１記載の熱圧着装置。
前記圧着ヘッドの降下回数を計数するカウント手段と、この計数された降下回数が設定された所定回数を超えたか否かを判定する降下回数判定手段と、前記警報手段及び非常停止手段のうち少なくとも一つを備え、前記降下回数判定手段によって降下回数が所定回数を超えたと判定された場合に、前記警告手段による告知、及び非常停止手段による前記装置の動作停止のうち少なくともどちらか一つを行うことを特徴とする請求項１または２記載の熱圧着装置。