JP2006237140A - 電子部品の接続方法と接続装置、およびこれらにより形成されたディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 端子への接着不良を低減可能な電子部品の接続方法と接続装置、およびこれらにより形成されたディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 ディスプレイ装置１を構成する液晶パネル２のパネル端子には、可撓性を有した配線部材であるＴＣＰ７の一端が電気的に接続されている。ＴＣＰ７の他端の連結端子８は、異方性導電接着テープ１３を介して、ゲート基板９およびソース基板１１の基板端子１０、１２と電気的に接続されている。基板端子１０、１２は、異方性導電接着テープ１３が貼付される前に、製造ライン中の赤外線照射機３３によって赤外線が照射され、その上の水分が除去される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、基板の端子と電子部品とを接続する接続方法と接続装置、およびこれらにより形成されたディスプレイ装置に関する。

液晶表示板と配線部材との接続方法に関する従来技術として、液晶表示板の端子上に異方性導電膜を配置し、その上に駆動用回路基板の端子を載置した後、ヘッドによって接続部に圧縮空気を吹きつけながら、双方を接着するものがあった（例えば、特許文献１参照）。これは、接続部に圧縮空気を吹き付けることにより、双方を加熱加圧するものである。

ところで、接続部の接着不良を低減するためには、接着用の導電材料と端子の接合面との間を密着させる必要があり、そのためには、接合面上に存在して導電材料との密着を妨げている異物を除去しなければならない。上述の従来技術は、これについて考慮されたものではなく、そのほか、当該課題に着目した従来技術もなかった。今回、本発明者は、接続前の端子の接合面には、しばしば空気中の水分が液化して付着していること、および、これがために導電材料の端子への密着性が低下して、接着不良を発生させていることを発見した。
特開平７−１２２８４９号公報（第１図および第２図）

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、端子への接着不良を低減可能な電子部品の接続方法と接続装置、およびこれらにより形成されたディスプレイ装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、端子を有する基板に対して、異方性導電材料を介して電子部品を接着し、前記端子と前記電子部品とを電気的に接続する電子部品の接続方法において、前記電子部品の接着前に、前記端子上の水分を除去することを特徴とする電子部品の接続方法とした。

請求項２の発明は、前記基板を加熱して、前記端子上の水分を除去することを特徴とする請求項１記載の電子部品の接続方法とした。

請求項３の発明は、前記端子に赤外線を照射することにより、その水分を除去することを特徴とする請求項２記載の電子部品の接続方法とした。

請求項４の発明は、前記端子をアルコール系溶剤により払拭することにより、その水分を除去することを特徴とする請求項１記載の電子部品の接続方法とした。

請求項５の発明は、基板の端子上に異方性導電材料を配置する導電材料配置手段と、電子部品を前記異方性導電材料上に載置した後、前記電子部品と前記端子とを圧着し、前記異方性導電材料を介して前記電子部品を前記基板に接着し、前記端子と前記電子部品とを電気的に接続する接着手段を備えた電子部品の接続装置において、前記電子部品の接着前に、前記端子上の水分を除去する水分除去手段を備えたことを特徴とする電子部品の接続装置とした。

請求項６の発明は、前記水分除去手段は、前記端子上に赤外線を照射する赤外線照射機であることを特徴とする請求項５記載の電子部品の接続装置とした。

請求項７の発明は、前記水分除去手段は、前記基板を加熱するオーブンであることを特徴とする請求項５記載の電子部品の接続装置とした。

請求項８の発明は、前記水分除去手段は、前記端子に対して送風するドライヤーであることを特徴とする請求項５記載の電子部品の接続装置とした。

請求項９の発明は、表示用パネルの周縁部に、その一端が接続された駆動用配線部材と、異方性導電材料を介して前記駆動用配線部材の他端に接着されることにより、その端子が前記駆動用配線部材と電気的に接続された制御用基板を備えたディスプレイ装置において、前記端子に赤外線を照射することにより、その上の水分が除去された後、前記駆動用配線部材が接着されていることを特徴とするディスプレイ装置とした。

＜請求項１の発明＞
電子部品の接着前に、端子上の水分を除去することにより、異方性導電材料の端子への密着性を向上させ、基板と電子部品との間の接着不良を低減することができる。

＜請求項２の発明＞
基板を加熱して、端子上の水分を除去するため、作業者が手作業によることなく、端子上の水分を除去できる。また、同時に複数の基板上の水分を除去することもでき、水分除去作業の効率を向上させることができる。

＜請求項３の発明＞
端子に赤外線を照射して、その水分を除去することにより、より短時間で端子上の水分を除去でき、水分除去作業の効率をいっそう向上させることができる。

＜請求項４の発明＞
端子をアルコール系溶剤により払拭して、その水分を除去することにより、基板に加熱等の環境変化を与えることなく端子上の水分を確実に除去することができる。

＜請求項５の発明＞
電子部品の接着前に、端子上の水分を除去する水分除去手段を備えたことにより、基板と電子部品との間の接着不良を低減するために、端子上の水分を除去可能な接続装置とすることができる。

＜請求項６の発明＞
水分除去手段は、端子上に赤外線を照射する赤外線照射機であることにより、短時間で端子上の水分を除去可能な接続装置とすることができる。

＜請求項７の発明＞
水分除去手段は、基板を加熱するオーブンであることにより、オーブンへの基板の収容数を増やせば、一度に多数の端子の水分を除去することが可能な接続装置とすることができる。

＜請求項８の発明＞
水分除去手段は、端子に対して送風するドライヤーであることにより、加熱等することなく端子上の水分を除去することが可能であるため、エネルギー消費量の少ない接続装置とすることができる。

＜請求項９の発明＞
端子に赤外線を照射して、その上の水分が除去された後、駆動用配線部材が接着されていることにより、異方性導電材料の端子への密着性を向上させ、制御用基板と駆動用配線部材との間の接着不良を低減可能なディスプレイ装置とすることができる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１乃至図８によって説明する。図１に示すように、カラーＴＦＴ液晶表示板であるディスプレイ装置１は、上面視が長方形を呈した液晶パネル２（本発明の表示用パネルに該当する）を備えている。液晶パネル２は外面にそれぞれ偏光板が貼着された一対のガラス基板３、４を有しており、ガラス基板３、４はシール剤５を介して所定の間隔を保持した状態で互いに接合され、双方の間には液晶６が封入されている（図７示）。ガラス基板４には、液晶駆動用のスイッチング素子であるＴＦＴが設けられるとともに、ガラス基板４の周縁部表面には、ＴＦＴと電気的に接続されたパネル端子（ＴＦＴとも図示せず）が形成されている。

ガラス基板４のパネル端子には、本発明の駆動用配線部材あるいは電子部品に該当する、複数のＴＣＰ（Tape Carrier Package）７の一端が接続されている。ＴＣＰ７は、可撓性を有した薄い板状に形成されており、ＴＦＴを駆動するためのＬＳＩによって形成されたドライバー（図示せず）を含んでいる。ＴＣＰ７の下面には、後述するように、ゲート基板９およびソース基板１１の基板端子１０、１２と、電気的に接続される連結端子８が設けられている（図７示）。

液晶パネル２の両短辺の外側には、それぞれ一本のゲート基板９が配置されており、また、両長辺の外側には各々１対のソース基板１１が配置されている。ゲート基板９およびソース基板１１（ともに本発明の制御用基板に該当する）は長物の板状をしており、ＴＣＰ７上にあるＬＳＩの作動を制御するため、制御ＩＣを含んでいる。ゲート基板９およびソース基板１１の上面には、それぞれ信号発信のための基板端子１０、１２が長手方向に延びており、これらには、上述したＴＣＰ７の他端が、異方性導電接着テープ１３（図７示）を介して接続されている。各々の端子１０、１２は、長さ方向に細分されており、分割されたそれぞれが独立して発信し、ＴＣＰ７を介して液晶パネル２に送信する。ゲート基板９は、細分された端子１０の各々から順次信号を発信することにより、液晶パネル２のゲート電極線を走査する。一方、ソース基板１１は、選択したソース電極線に、端子１２のいずれかから信号を発信することにより、液晶パネル２の対応する画素を動作させている。

次に、図２乃至図８に基づいて、ディスプレイ装置１の製造工程を、基板接続装置３０（本発明の電子部品の接続装置に該当する）による、ＴＣＰ７とゲート基板９およびソース基板１１とを接続する方法を中心に説明する。本実施形態による製造工程においては、製造ライン内において基板端子１０、１２上の水分を除去するインライン工程を採用している。液晶パネル２へのＴＣＰ接続工程２１（図２示）において、供給された液晶パネル２のパネル端子には、ＴＣＰ７の一端が圧着されて接着され、パネル端子とＴＣＰ７とが電気的に接続される。液晶パネル２とＴＣＰ７の接続方法は、後述するＴＣＰ７とゲート基板９との接続方法と同様であるので、ゲート基板９の接続工程の説明中において詳述する。

次に、制御用基板吸引・運搬工程２２において、トレイ３１内に並置された複数のゲート基板９の内の１本が、基板接続装置３０を構成するバキュームによる吸引機（図示せず）によって吸引される。吸引機はゲート基板９を吸引したまま水平方向に移動し、基板テーブル３２上において吸引を解除して、ゲート基板９を基板テーブル３２上に載置する（図３示）。その後、図４に示すように、赤外線照射機３３の赤外線灯３５を点燈させて、ゲート基板９の基板端子１０上に赤外線を照射して、基板端子１０上の水分を除去する（制御用基板の端子への赤外線照射工程２３）。

図５に示すように、赤外線照射機３３はハウジング３４の凹部３４ａ内に、赤外線灯３５が取り付けられており、基板テーブル３２上に載置されたゲート基板９の基板端子１０全体に、赤外線を照射可能なように、基板９の長さ方向に延びている。ハウジング３４の台形状をした凹部３４ａの表面は、鏡面仕上げが施されているため、赤外線灯３５からの光は集光されて、効率よく前方に照射される。赤外線照射機３３は、基板端子１０に所定量の赤外線を所定時間だけ照射することにより、基板端子１０上を一定の温度に加熱して水分を揮発除去する。

基板端子１０上の水分を除去した後、基板端子１０上に異方性導電接着テープ１３を貼付する（異方性導電接着テープ貼付工程２４）。異方性導電接着テープ１３（図７示）は本発明の異方性導電材料に該当し、一般に異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film：ＡＣＦ ）と呼ばれるものであり、主に導電性粒子とバインダとにより構成されている。導電性粒子には、ほぼ球形の金メッキを施したニッケル粒子等が使われ、エポキシ系の熱硬化性樹脂材料によって形成されたバインダに絡められている。異方性導電接着テープ１３は細長く延びており、基板端子１０の上面のほぼ全体を覆うように貼付される。異方性導電接着テープ１３は、製造ライン内のロボット等（本発明の導電材料配置手段に該当する）によって、基板端子１０上に貼付される。

基板端子１０上への異方性導電接着テープ１３の貼付が終了すると、ゲート基板９を載せたまま、基板テーブル３２を水平方向に移動させる。基板テーブル３２の移動により、ゲート基板９がパネルテーブル３６に載置された液晶パネル２の近傍に位置し、異方性導電接着テープ１３が貼付された基板端子１０が、ＴＣＰ７の他端下方に配置される（図６示）。

次に、加熱圧着機３７によって、ＴＣＰ７は基板端子１０に圧着される（ＴＣＰ圧着工程２５）。加熱圧着機３７は本発明の接着手段に該当し、図７に示すように、加熱用の電熱線３８を含んだ圧着ヘッド３９と、これの上方に連結され、圧着ヘッド３９を上下移動させるヘッド昇降機４０を有している。連結端子８と基板端子１０とで異方性導電接着テープ１３を上下方向に挟んだ状態において、加熱圧着機３７は、所定温度に加熱された圧着ヘッド３９を降下させて、所定の荷重で所定時間だけＴＣＰ７を下方に押圧する。これにより、異方性導電接着テープ１３を加熱して硬化させ、ＴＣＰ７の連結端子８とゲート基板９の基板端子１０とを接着し、双方を電気的に接続する。残る１本のゲート基板９および４本のソース基板１１も、同様にして水分除去された後、ＴＣＰ７と接続され、ディスプレイ装置１が完成する（図８示）。

本実施形態によれば、ＴＣＰ７の接着前に基板端子１０、１２上の水分を除去することにより、異方性導電接着テープ１３の端子１０、１２への密着性を向上させ、基板９、１１とＴＣＰ７との間の接着不良を低減することができる。また、基板９、１１に赤外線を照射して加熱し、基板端子１０、１２上の水分を除去するため、作業者が手作業によることなく、端子１０、１２上の水分を除去できる。また、同時に複数の基板９、１１上の水分を除去することもでき、水分除去作業の効率を向上させることができる。また、赤外線を照射することで、より短時間で基板端子１０、１２上の水分を除去でき、水分除去作業の効率をいっそう向上させることができる。

また、ＴＣＰ７の接着前に基板端子１０、１２上に赤外線を照射して、その上の水分を除去する赤外線照射機３３を備えたことにより、基板接続装置３０は、基板９、１１とＴＣＰ７との間の接着不良を低減するために、短時間で基板端子１０、１２上の水分を除去することができる。また、基板端子１０、１２に赤外線を照射して、その上の水分が除去された後、ＴＣＰ７が接着されていることにより、異方性導電接着テープ１３の基板端子１０、１２への密着性を向上させ、基板９、１１とＴＣＰ７との間の接着不良を低減可能なディスプレイ装置１とすることができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図９乃至図１１によって説明する。本実施形態による製造工程においては、基板端子１０、１２を、製造ライン外に設けたオーブン６０によって加熱（ベーキング）することにより、その水分除去を行うオフライン工程を採用している。本実施形態においては、インライン工程の場合と同様に、液晶パネル２へのＴＣＰ接続工程５１（図９示）にて、供給された液晶パネル２とＴＣＰ７とが電気的に接続される。一方、複数のゲート基板９が、ステンレス等にて形成された耐熱トレイ６２内に並置された後、図１０に示すように、トレイ６２を加熱用オーブン６０の加熱室６１内に収容する。加熱用オーブン６０は製造ライン外に設置されていて、加熱室６１の横壁には、上下方向に複数の桟（図示せず）が設けられており、トレイ６２はそれぞれ桟に係合することで、加熱室６１内に上下方向に複数個収容される。トレイ６２を収容した後、加熱室６１内に熱風を送り、所定温度で所定時間だけ加熱することにより、ゲート基板９の基板端子１０上の水分の除去を行う（水分除去工程５２）。

ゲート基板９の水分が除去されると、図１１に示すように、トレイ６２は再び製造ラインへと運ばれ、上述の実施形態１と同様に、吸引機によってゲート基板９が１本づつ、基板テーブル３２上に運搬される（制御用基板吸引・運搬工程５３）。図１１に記載された装置も、加熱用オーブン６０とともに、本発明の電子部品の接続装置に該当する。基板テーブル３２上において、基板端子１０に異方性導電接着テープ１３が貼付された（異方性導電接着テープ貼付工程５４）後、基板テーブル３２が移動して、ゲート基板９が液晶パネル２に接続されたＴＣＰ７の下方に位置するように運ばれる。ゲート基板９は、上述した加熱圧着機３７によりＴＣＰ７と接着され、基板端子１０と連結端子８が電気的に接続される（ＴＣＰ圧着工程５５）。残る１本のゲート基板９および４本のソース基板１１も、同様にして水分除去された後、ＴＣＰ７と接続される。

本実施形態によれば、水分除去工程５２を製造ライン外に設けることにより、製造ライン内に水分除去のための装置の取付スペースを確保する必要がなく、またその他の設備とのタクト調整等を行う必要もないため、低コストかつ容易に基板９、１１の水分の除去を行うことができる。また、加熱用オーブン６０への基板９、１１の収容数を増やすことにより、一度に多数の基板端子１０、１２の水分を除去することができる。

＜実施形態３＞
図１２は本発明の実施形態３を示す。本実施形態においては、上述した実施形態２における加熱用オーブン６０の代わりに、移動可能な赤外線照射機７０を用いて、オフライン工程にて基板端子１０、１２の水分除去を行う。赤外線照射機７０のハウジング７１には、下方に向いて開口した３個の凹部７１ａが連続して形成され、この中に、それぞれ赤外線灯７２が取り付けられている。赤外線灯７２は、ゲート基板９の基板端子１０全体に赤外線を照射できるように、ゲート基板９に沿って長く延びている。実施形態１による赤外線照射機３３と同様に、ハウジング７１の凹部７１ａには鏡面仕上げが施されているため、各々の赤外線灯７２からの光は集光されて下方へと照射される。複数のゲート基板９が並置されたトレイ３１は、ゲート基板９に赤外線が十分に照射されるように、赤外線照射機７０の下方に配置されており、各々の赤外線灯７２は、各ゲート基板９の直上に位置している。

赤外線照射機７０は、トレイ３１中の３本のゲート基板９上において静止し、所定量の赤外線を所定時間だけ照射する。赤外線が照射されたゲート基板９について、基板端子１０上の水分が除去されると、赤外線照射機７０が水平方向に移動して、隣接する３本のゲート基板９上に赤外線灯７２を位置させ、上述したのと同様に、直下のゲート基板９に赤外線を照射して水分を除去する。ソース基板１１についても、同様にして基板端子１２上の水分が除去される。本実施形態においては、赤外線照射機７０を移動させる代わりに、トレイ３１をコンベア上に載置して移動させてもよい。また、赤外線照射機７０の有する赤外線灯７２は、３本でなくとも任意の数だけ備えることができることは言うまでもない。

＜実施形態４＞
図１３は本発明の実施形態４を示す。本実施形態においては、上述した実施形態２における加熱用オーブン６０の代わりに、移動可能なドライヤー８０を用いて、オフライン工程にて基板端子１０、１２の水分除去を行う。ドライヤー８０は電気モータによって駆動されるブロア８１と、ブロア８１の下方に取り付けられた送風口８２を備えており、ブロア８１は送風口８２が広範囲に送風ができるように、所定角度内で往復回動可能にされている。送風口８２は、ゲート基板９の基板端子１０全体に送風できるように、ゲート基板９の長さ方向に延びている。

ドライヤー８０は、ゲート基板９を収容したトレイ３１の上方に配置され、トレイ３１中の数本のゲート基板９上において静止し、所定時間だけ送風する。送風されたゲート基板９について、基板端子１０上の水分が除去されると、ドライヤー８０が水平方向に移動して、隣接する数本のゲート基板９上において、上述したのと同様に送風して水分を除去する。ソース基板１１についても、同様にして基板端子１２上の水分が除去される。本実施形態においても、ドライヤー８０を移動させる代わりに、トレイ３１を移動させてもよい。本実施形態によれば、加熱等することなく基板端子１０、１２上の水分を除去することが可能であるため、水分除去のために要するエネルギー消費量を少なくすることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）赤外線照射機あるいはオーブン等を使用せずに、イソプロピルアルコールまたはエタノール等のアルコール系溶剤を使用して基板端子を払拭することにより、その水分を除去してもよい。この方法を採れば、基板に加熱等の環境変化を与えることなく端子上の水分を確実に除去することができる。
（２）基板端子上の水分を除去するために使用する照射灯は、赤外線灯でなくとも、紫外線灯あるいは可視光線を発する照射灯であってもよい。
（３）本発明による電子部品の接続方法は、液晶ディスプレイと配線部材との接続のみでなく、端子同士を異方性導電接着材料にて接続するものであれば、あらゆる電子部品に適用可能である。
（４）本発明による電子部品の接続方法においては、必ずしも、ＡＣＦによる異方性導電接着テープを使用しなければならないわけではなく、例えば異方性導電材料による接着剤を使用してもよい。
（５）本発明によるディスプレイ装置は、液晶ディスプレイだけでなくプラズマディスプレイなどのフラットディスプレイにも広く適用可能である。

本発明による電子部品の接続方法にて形成したディスプレイ装置を示す斜視図である。 実施形態１による電子部品の接続方法の概略的な工程を示すブロック図である。 実施形態１による制御用基板吸引・運搬工程を示す上面図である。 実施形態１による制御用基板の端子への赤外線照射工程を示す上面図である。 図４に示した赤外線照射機の概略的な側面図である。 実施形態１において、ゲート基板を赤外線照射位置から圧着位置に移動させるところを示す上面図である。 本実施形態による圧着工程を示す図である。 液晶パネルにゲート基板およびソース基板を接続したところを示す上面図である。 実施形態２乃至実施形態４および他の実施形態による電子部品の接続方法の、概略的な工程を示すブロック図である。 実施形態２に使用する加熱用オーブンの斜視外観図である。 実施形態２による制御用基板吸引・運搬工程を示す上面図である。 実施形態３による水分除去工程を示す図である。 実施形態４による水分除去工程を示す図である。

符号の説明

１…ディスプレイ装置
２…液晶パネル
７…ＴＣＰ
８…連結端子
９…ゲート基板
１０、１２…基板端子
１１…ソース基板
１３…異方性導電接着テープ
２１、５１…液晶パネルへのＴＣＰ接続工程
２３…制御用基板の端子への赤外線照射工程
２４、５４…異方性導電接着テープ貼付工程
２５、５５…ＴＣＰ圧着工程
３０…基板接続装置
３３、７０…赤外線照射機
５２…オフラインでの制御用基板の端子の水分除去工程
６０…加熱用オーブン
８０…ドライヤー

Claims (9)

1. 端子を有する基板に対して、異方性導電材料を介して電子部品を接着し、前記端子と前記電子部品とを電気的に接続する電子部品の接続方法において、
   前記電子部品の接着前に、前記端子上の水分を除去することを特徴とする電子部品の接続方法。
2. 前記基板を加熱して、前記端子上の水分を除去することを特徴とする請求項１記載の電子部品の接続方法。
3. 前記端子に赤外線を照射することにより、その水分を除去することを特徴とする請求項２記載の電子部品の接続方法。
4. 前記端子をアルコール系溶剤により払拭することにより、その水分を除去することを特徴とする請求項１記載の電子部品の接続方法。
5. 基板の端子上に異方性導電材料を配置する導電材料配置手段と、
   電子部品を前記異方性導電材料上に載置した後、前記電子部品と前記端子とを圧着し、前記異方性導電材料を介して前記電子部品を前記基板に接着し、前記端子と前記電子部品とを電気的に接続する接着手段を備えた電子部品の接続装置において、
   前記電子部品の接着前に、前記端子上の水分を除去する水分除去手段を備えたことを特徴とする電子部品の接続装置。
6. 前記水分除去手段は、前記端子上に赤外線を照射する赤外線照射機であることを特徴とする請求項５記載の電子部品の接続装置。
7. 前記水分除去手段は、前記基板を加熱するオーブンであることを特徴とする請求項５記載の電子部品の接続装置。
8. 前記水分除去手段は、前記端子に対して送風するドライヤーであることを特徴とする請求項５記載の電子部品の接続装置。
9. 表示用パネルの周縁部に、その一端が接続された駆動用配線部材と、
   異方性導電材料を介して前記駆動用配線部材の他端に接着されることにより、その端子が前記駆動用配線部材と電気的に接続された制御用基板を備えたディスプレイ装置において、
   前記端子に赤外線を照射することにより、その上の水分が除去された後、前記駆動用配線部材が接着されていることを特徴とするディスプレイ装置。

Images