JP2007305828A - 異方性導電テープ貼付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タクト時間の短縮を図ることができ且つシンプルで安価、安全な構造にて異方性導電テープを品質良く貼付けることができる貼付け装置を提供する。
【解決手段】異方性導電テープ２１の貼付け対象となる基板Ｋを保持する基板保持手段４と、保持された基板における異方性導電テープの貼付け部位Ｋ１の裏面側から基板を支持する支持台９３と、ベーステープ２２の片面に異方性導電テープ２１が形成された接着テープ２０を上記貼付け部位の上方に供給する接着テープ供給手段３と、支持台の上方に設けられ、接着テープ供給手段から供給された接着テープを、上記貼付け部位に加圧する圧着ヘッド５と、圧着ヘッドによる加圧時に、上記貼付け部位を、基板の裏面側から熱が基板を透過するように加熱する加熱手段９２，９５と、圧着ヘッドと加熱手段とにより基板に貼り付けた異方性導電テープからベーステープを剥離するベーステープ剥離手段８とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示パネルなどの基板に異方性導電テープなどの接着テープを貼り付ける貼付け装置に関する。

表示パネルなどの基板に電子部品を実装する方法として、異方性導電テープなどの形成された接着テープを用いる方法が知られている。この方法では、基板電極上の所定位置に貼付けられた接着テープの上から電子部品をアライメントして搭載し、搭載後に所定時間加圧及び加熱し、接着テープを硬化させることにより電子部品を基板に対して固定すると共に電子部品の接合用電極を基板の電極に導通させている。一般的な接着テープは、ベーステープの片面にテープ状の接着材を貼着した積層テープの形態をとっている。基板への接着テープ貼付には、例えば次に示すような貼付け装置が用いられていた。

図７は従来の異方性導電テープ貼付け装置の一例を示す構成概要図、図８は図７の異方性導電テープ貼付け装置の動作概要図である。

図７に示すように、従来の異方性導電テープ貼付け装置１０は、空気圧シリンダ２ＡによりＺ方向に上下駆動可能とされたフレーム２、水平軸Ｊ１回りに回動自在とされ接着テープ２０繰り出し時の惰性回転を防止するブレーキを備える供給リール３、接着テープ２０を供給リール３から指定された長さ繰り出すための第１ローラ群１１、基板Ｋを真空吸着により保持可能な基板テーブル４０、Ｚ軸方向に上下駆動可能に設けられ加熱及び加圧機能を備える圧着ヘッド５０、接着テープ２０が幅方向へずれることを規制するための規制つば６３をＹ軸方向両側に備え水平軸回りに回動自在とされたガイドローラ６、Ｙ，Ｚ各方向に駆動可能とされ異方性導電テープに切れ目を入れるＮＴカッター刃（エヌティー株式会社商品名）７、基板Ｋに貼り付けられた接着テープ２０に向けて冷却用ガスを噴射可能な冷却装置６０、Ｘ方向に往復動作可能に構成され基板Ｋに貼り付けられた接着テープ２０からベーステープ２２を剥離可能に構成された剥離ローラ８、接着テープ２０に一定の張力を与えるための第２ローラ群１２、並びにモータにより水平軸Ｊ２回りに回動駆動自在とされ剥離ローラ８により剥離したベーステープ２２を巻き取る巻取りリール１３などを備える。

フレーム２には、基板テーブル４０を除く上記各機器が取り付けられる。第１ローラ群１１は、接着テープ２０の両面側をニップした状態で接着テープ２０を指定された長さ送れるように構成され、固定ローラ１１ａ、駆動ローラ１１ｂ及び押さえローラ１１ｃからなる。第２ローラ群１２は、接着テープ２０に一定の張力を与えられるように構成され、固定ローラ１２ａ、固定ローラ１２ｂ及びダンサーローラ１２ｃからなる。

異方性導電テープ貼付け装置１０の動作について説明する。まず図８（Ａ）において、駆動ローラ１１ｂと押さえローラ１１ｃとの間に接着テープ２０をニップした状態で駆動ローラ１１ｂが図７で時計回り方向に指定された角度回動することにより、供給リール３から接着テープ２０が繰り出される。そして、指定長の異方性導電テープ２１が得られるように、ＮＴカッター刃７の駆動により接着テープ２０における異方性導電テープ２１に切れ目２１０を入れる。次に図８（Ｂ）のように、再び駆動ローラ１１ｂが図７で時計回り方向に指定角度回動することにより、接着テープ２０を送り、貼付け対象となる指定長の異方性導電テープ２１が基板Ｋにおける貼付け部位Ｋ１の上にくるようにする。次に図８（Ｃ）のように、フレーム２を降下させて接着テープ２０を基板Ｋに近接させる。

次に図８（Ｄ）のように、圧着ヘッド５０を降下させ、接着テープ２０を基板Ｋに対し一定時間熱圧着することで異方性導電テープ２１を基板Ｋの貼付け部位Ｋ１に貼り付ける。圧着ヘッド５０が接着テープ２０を加熱することで基板Ｋに対する異方性導電テープ２１の接着力を高めることにより貼付が可能となる。次に図８（Ｅ）のように、圧着ヘッド５０を上昇させる。その後冷却装置６０は、基板Ｋに貼り付けられた接着テープ２０に向けて空気等の冷却用ガスを噴射して冷却を行う。この冷却により、接着テープ２０におけるベーステープ２２と異方性導電テープ２１との接合面２３の温度が下がり、その粘着力が弱まるため、ベーステープ２２が容易に剥離できるようになる。次に、剥離ローラ８を−Ｘ方向に水平駆動する。これにより分離方向の力が働くことで、基板Ｋに貼り付けられた異方性導電テープ２１とベーステープ２２との間に角度φが発生し、図８（Ｆ）のように、異方性導電テープ２１からベーステープ２２が剥離される。剥離されたベーステープ２２は、ダンサーローラ１２ｃが常に一定位置となるように巻取りリール１３により巻取られる。

特開平１０−６２８０７号公報 特開平５−２４３７１７号公報

上述した従来の異方性導電テープ貼付け装置１０には、次の問題点があった。
（１）圧着ヘッド５０により上方からベーステープ２２を介して加熱するため、基板Ｋにおける貼付部位Ｋ１の温度と、異方性導電テープ２１の基板面側温度とが貼付に適正な温度まで上昇するのに時間がかかり、タクト時間が長くなる。また、ベーステープ２２と異方性導電テープ２１の接合面が、基板Ｋにおける貼付部位Ｋ１と異方性導電テープ２１の接合面よりも高温となり、ベーステープ２２を剥がすまでのテープ冷却に時間がかかり、タクト時間が長くなる。
（２）貼付動作時以外で圧着ヘッド５０と接着テープ２０とが近接していると、圧着ヘッド５０から放出される熱により接着テープ２０の周辺雰囲気温度が上昇し、この状態が長時間続いた場合に異方性導電テープ２１の特性が変わり劣化してしまう。このため熱圧着時以外は、圧着ヘッド５０と接着テープ２０とをあまり近接して配置することができず、熱圧着動作毎に圧着ヘッド５０を長いストローク昇降させる必要があり、タクト時間を長くする要因である。
（３）圧着ヘッド５０は、特許文献１や特許文献２に記載のように加熱手段として例えばヒーター６１を内蔵する構成とされるが、異方性導電テープ貼付けのために基板Ｋに対する圧着面の平行度を厳しく確保する必要性があり、熱による平行調整機構部の変形を最小限に抑えるため冷却媒体の循環路や断熱材６２を設ける必要があり、構造が複雑となり装置コストが高くなる。
（４）圧着ヘッド５の交換や清掃、接着テープ２０のセット時や交換時に高温状態となっている圧着ヘッド５０に手が接触する可能性があり、作業が危険である。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、タクト時間の短縮を図ることができると共にシンプルで安価、安全な構造にて異方性導電テープを品質良く貼付けることができる異方性導電テープ貼付け装置を提供することを目的とする。

上述の問題を解決するため、本発明の異方性導電テープ貼付け装置１は、異方性導電テープ２１の貼付け対象となる基板Ｋを保持する基板保持手段４と、基板保持手段４に保持された基板Ｋにおける異方性導電テープ２１の貼付け部位Ｋ１の裏面側から基板Ｋを支持する支持台９３と、ベーステープ２２の片面に異方性導電テープ２１が形成された接着テープ２０を基板Ｋにおける異方性導電テープ２１の貼付け部位Ｋ１上方に供給する接着テープ供給手段３と、支持台９３の上方に設けられ、接着テープ供給手段３から供給された接着テープ２０を、基板Ｋにおける異方性導電テープ２１の貼付け部位Ｋ１に加圧するための圧着ヘッド５と、圧着ヘッド５による加圧時に、基板Ｋにおける異方性導電テープ２１の貼付け部位Ｋ１を、基板Ｋの裏面側から熱が基板Ｋを透過するように加熱する加熱手段９２，９５と、圧着ヘッド５と加熱手段９２，９５とを機能させることにより基板Ｋに貼り付けた異方性導電テープ２１からベーステープ２２を剥離するベーステープ剥離手段８とを備えることを特徴とする。

前記加熱手段は、支持台９３の下方に設けられたＩＲヒーター９２と、このＩＲヒーター９２から発した熱を、基板Ｋにおける異方性導電テープ２１の貼付け部位Ｋ１の裏面側から熱が基板Ｋを透過して貼付け部位Ｋ１に向けて集熱するように末狭まりに傾斜した反射板９５とを備えることが好ましい。

前記支持台９３の下方には、加熱手段９２，９５からの熱を、基板Ｋにおける異方性導電テープ２１の貼付け部位Ｋ１の裏面に向けて放出可能な熱放出孔９４を備えることが好ましい。

前記熱放出孔９４を開放・遮蔽自在とするシャッター９６を備えることが好ましい。

前記圧着ヘッド５は、基板Ｋにおける異方性導電テープ２１の貼付け部位Ｋ１を加熱するための加熱手段を有さないことが好ましい。

本発明の異方性導電テープ貼付け装置によると、タクト時間の短縮を図ることができると共にシンプルで安価、安全な構造にて異方性導電テープを品質良く貼付けることができる。

図１は本発明に係る異方性導電テープ貼付け装置の正面概略図、図２は本発明に係る異方性導電テープ貼付け装置の側面概略図、図３は図１のＩ−Ｉ線矢示図、図４は支持台におけるシャッター機能を説明するための上面図である。各図において、互いに直交する３つの座標系をＸ，Ｙ，Ｚとし、接着テープの水平面における搬送方向をＸ軸方向、接着テープの幅方向をＹ軸方向、鉛直方向をＺ軸方向、Ｚ軸回りの回転方向をθ方向とする。なお、上述した従来の異方性導電テープ貼付け装置１０の構成要素と共通の構成要素には、同一符号を付してある。

図１から図４に示すように、本発明に係る異方性導電テープ貼付け装置１は、フレーム２、供給リール３、基板テーブル４、圧着ヘッド５、ガイドローラ６、ＮＴカッター刃７、剥離ローラ８、基板バックアップ９、第１ローラ群１１、第２ローラ群１２及び巻取りリール１３などを備える。

フレーム２は、空気圧シリンダ２ＡによりＺ軸方向に上下駆動可能に構成される。基板テーブル４及び基板バックアップ９を除く上記各構成部は、このフレーム２に取り付けられる。供給リール３は、水平軸Ｊ１回りに回動自在とされ接着テープ２０繰り出し時の惰性回転を防止するブレーキを備える。接着テープ２０は、電子部品接合用の異方性導電体がテープ状でベーステープ２２の片面に貼り付けられた形態とされている。なお、この異方性導電テープ２１は、熱により粘着力が大きくなる材質で構成される。

基板テーブル４は、異方性導電テープ２１の貼付け対象となる基板Ｋを真空吸着により保持可能な載置面を有し、ＸＹＺθ駆動機構４１によりＸＹＺθ各方向に駆動可能とされる。ＸＹＺθ駆動機構４１は、基板テーブル４をＸ軸方向にスライド自在とするＸ方向駆動機構４２、基板テーブル４をＹ軸方向にスライド自在とするＹ方向駆動機構４３、基板テーブル４をＺ軸方向にスライド自在とするＺ方向駆動機構４４、及び基板テーブル４をθ方向に回動自在とするθ方向駆動機構４５からなる。なお、基板Ｋは、赤外光を透過しやすいものや、吸収して熱せられやすいもの、例えば、樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板などである。

圧着ヘッド５は、空気圧シリンダ５２によりＺ軸方向に加圧可能となるよう設けられ、十分に平坦度の高い圧着面５１を有する。圧着ヘッド５は、従来の異方性導電テープ貼付け装置１０における熱圧着ヘッド５０（図７参照）と異なり、接着テープと接触しているかまたは最短の隙間を有するように隔てられている。ガイドローラ６は、接着テープ２０の搬送方向Ｌ１の上流及び下流側に配置され、供給リール３から繰り出された接着テープ２０を、基板テーブル４に置かれた基板Ｋにおける異方性導電テープ２１の貼付け部位Ｋ１に導くように、水平軸回りに回動自在に設けられる。なお、ガイドローラ６は、接着テープ２０が幅方向へずれることを規制するための規制つば６３をＹ軸方向両側に備える。

ＮＴカッター刃７は、接着テープ２０の搬送経路Ｌ１の上流側に設けられ、その刃先が接着テープ２０における異方性導電テープ２１の面に垂直対向した状態でＹ，Ｚ各方向に駆動可能に構成される。剥離ローラ８は、接着テープ２０の搬送経路Ｌ１の下流側に設けられ、接着テープ２０から剥離されたベーステープ２２に当接した状態でＸ軸方向に往復動作可能に構成される。

基板バックアップ９は、図２によく示されるように、圧着ヘッド５の真下に設けられ、基板Ｋにおける異方性導電テープ２１の貼付け部位Ｋ１の裏面を支持可能な支持台９３を備える。支持台９３の材質は赤外線が透過するようガラスとすることが好ましい。支持台９３の下方には、その中央部にシャッター９６により開放・遮蔽自在とされた熱放出孔９４を備える。熱放出口９４の下方には、ＩＲ（赤外線）ヒーター９２と反射板９５とを備える。ＩＲヒーター９２で用いられる赤外線は、例えば、遠赤外部分や近赤外部分の波長を含んだものである。なお、近赤外線としては、例えば、波長が８００〜１２００ｎｍの範囲にあるものが好ましい。反射板９５は、このＩＲヒーター９２から発した熱が、基板Ｋにおける異方性導電テープ２１の貼付け部位Ｋ１の裏面側から基板Ｋを透過して貼付け部位Ｋ１に向けて集熱するように末狭まりに傾斜した構成とされる。反射板９５の材質は例えばアルミニウムまたはアルミニウムの蒸着体などが好ましい。

第１ローラ群１１は、固定ローラ１１ａ、駆動ローラ１１ｂ及び押さえローラ１１ｃからなり、接着テープ２０の両面側を駆動ローラ１１ｂと押さえローラ１１ｃとがニップした状態で駆動ローラ１１ｂが回動駆動することにより接着テープ２０を供給リール３から繰り出すように構成される。第２ローラ群１２は、固定ローラ１２ａ、固定ローラ１２ｂ及びダンサーローラ１２ｃからなり、接着テープ２０に一定の張力を与えられるように構成される。巻取りリール１３は、モータにより水平軸Ｊ２回りに回動駆動自在となるようにフレーム２に軸支され、剥離ローラ８により剥離したベーステープ２２をダンサーローラ１２ｃの位置が常に一定となるように巻き取る構成とされる。

このように構成された異方性導電テープ貼付け装置１の動作について、図１から図４に加えて図５、６を参照して説明する。図５は本発明に係る異方性導電テープ貼付け装置の動作概要図、図６は図５（Ｄ）の破線領域Ｒ１の様子をＸ方向から見た図である。

まず図５（Ａ）において、駆動ローラ１１ｂが図１で時計回り方向に指定角度回動することにより、供給リール３から接着テープ２０が繰り出される。そして、指定長の異方性導電テープ２１が得られるようにＮＴカッター刃７の駆動により接着テープ２０における異方性導電テープ２１に切れ目２１０を入れる。次に図５（Ｂ）のように、再び駆動ローラ１１ｂが時計回り方向に指定角度回動することにより、接着テープ２０を送る。そして貼付け対象となる指定長の異方性導電テープ２１が基板Ｋにおける貼付け部位Ｋ１の上にくるようにする。次に図５（Ｃ）のように、フレーム２を降下させて接着テープ２０を基板Ｋに近接させる。必要があれば、ＸＹＺθ駆動機構４１が基板テーブル４０をＸＹＺθ各方向に駆動して位置補正を行う。

次に図５（Ｄ）のように、圧着ヘッド５を降下させ、接着テープ２０を基板Ｋに対し一定時間圧着する。このとき、シャッター９６が開き（図４の一点鎖線部分参照）、ＩＲヒーター９２から発し反射板９５で反射増強された熱は、熱放出口９４から出て基板Ｋにおける異方性導電テープ２１の貼付け部位Ｋ１の裏側を加熱する。圧着ヘッド５による圧着及びＩＲヒーター９２による加熱により接着テープ２０が貼付け部位Ｋ１に貼り付けられる。次に図５（Ｅ）のように、圧着ヘッド５を上昇させ、剥離ローラ８を−Ｘ方向に水平駆動する。これにより分離方向の力が働くことで、基板Ｋに貼り付けられた異方性導電テープ２１とベーステープ２２との間に角度φが発生し、図５（Ｆ）のように、接着テープ２０からベーステープ２２が剥離される。そして、指定長の異方性導電テープ２１だけが基板Ｋにおける貼付け部位Ｋ１に貼り付けられる。剥離されたベーステープ２２は、ダンサーローラ１２ｃが常に一定位置となるように巻取りリール１３により巻取られる。

異方性導電テープ貼付け装置１によると、図５（Ｄ）に示したようにＩＲヒーター９２は、圧着ヘッド５による圧着動作時に基板Ｋにおける異方性導電テープ２１の貼付け部位Ｋ１の裏面側を加熱する。裏面側から加熱された基板Ｋは、図６に示すように、その厚み方向に熱が伝わる。その結果、基板Ｋにおける貼付け部位Ｋ１と異方性導電テープ２１との接合面２４の温度が上昇し、接合面２４における異方性導電テープ２１の粘着力が大きくなる。なお、一般的には接合面２４の温度は４０°Ｃ〜８０°Ｃとなるように加熱することが好ましい。この温度とすることで、接合面２４において異方性導電テープ２１の適度な粘着力を得ることができる。

このように、貼付け部位Ｋ１の昇温は、基板Ｋの裏面側からの透過加熱により行われるため、圧着ヘッド側からベーステープ２２を介して加熱する従来の方法よりも昇温速度が速くなりタクト時間の短縮ができる。また、基板Ｋの裏面側からの透過加熱により接着テープ２０におけるベーステープ２２と異方性導電テープ２１との接合面２３は、貼付け部位Ｋ１と異方性導電テープ２１との接合面２４に比べて上昇温度が低くなるため、テープ冷却時間が短かくなりタクト時間の短縮ができる。また、圧着ヘッド５は加熱機能を備えなくてよいため、熱による圧着ヘッド５の平面調整機構変形等の問題がない。このため、圧着ヘッド５の取付面を冷却するための冷却媒体の循環路や断熱材などを設ける必要がなく、圧着ヘッド５の構造をシンプルなものとすることができ、装置コストの低減を図ることができる。

また、圧着ヘッド５の側から加熱しないので、接着テープ２０の周辺雰囲気の温度上昇による異方性導電テープ２１の劣化がないため、圧着ヘッド５と異方性導電テープ２１との隙間を大きくする必要がなく、接触させても問題はない。これにより圧着ヘッド５のストロークを最小限とすることが可能となり上下動作の時間が短くなり、タクト時間の短縮ができる。しかも貼付け時以外はシャッター９６により熱放出口９４が遮蔽されるので、異方性導電テープ２１の特性が熱のために変わってしまうことがない。また、圧着ヘッド５自体が高温とならないので、圧着ヘッド５の交換や清掃、接着テープ２０のセットや交換等のメンテナンス作業を安全に行うことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上に開示した実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこの実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。

本発明に係る異方性導電テープ貼付け装置の一例を示す正面概略図である。 本発明に係る異方性導電テープ貼付け装置の一例を示す側面概略図である。 図１のＩ−Ｉ線矢示図である。 支持台におけるシャッター機能を説明するための上面図である。 本発明に係る異方性導電テープ貼付け装置の一例を示す動作概要図である。 図５（Ｄ）の破線領域Ｒ１の様子をＸ方向から見た図である。 従来の異方性導電テープ貼付け装置の一例を示す構成概要図である。 従来の異方性導電テープ貼付け装置の一例を示す動作概要図である。

符号の説明

１ 異方性導電テープ貼付け装置
３ 供給リール（接着テープ供給手段）
４ 基板テーブル（基板保持手段）
５ 圧着ヘッド
８ 剥離ローラ（ベーステープ剥離手段）
２０ 接着テープ
２１ 異方性導電テープ
２２ ベーステープ
９２ ＩＲヒーター（加熱手段）
９３ 支持台
９５ 反射板（加熱手段）
Ｋ 基板
Ｋ１ 貼付け部位

Claims (5)

1. 異方性導電テープ（２１）の貼付け対象となる基板（Ｋ）を保持する基板保持手段（４）と、
   基板保持手段（４）に保持された基板（Ｋ）における異方性導電テープ（２１）の貼付け部位（Ｋ１）の裏面側から基板（Ｋ）を支持する支持台（９３）と、
   ベーステープ（２２）の片面に異方性導電テープ（２１）が形成された接着テープ（２０）を基板（Ｋ）における異方性導電テープ（２１）の貼付け部位（Ｋ１）上方に供給する接着テープ供給手段（３）と、
   支持台（９３）の上方に設けられ、接着テープ供給手段（３）から供給された接着テープ（２０）を、基板（Ｋ）における異方性導電テープ（２１）の貼付け部位（Ｋ１）に加圧するための圧着ヘッド（５）と、
   圧着ヘッド（５）による加圧時に、基板（Ｋ）における異方性導電テープ（２１）の貼付け部位（Ｋ１）を、基板（Ｋ）の裏面側から熱が基板（Ｋ）を透過するように加熱する加熱手段（９２，９５）と、
   圧着ヘッド（５）と加熱手段（９２，９５）とを機能させることにより基板（Ｋ）に貼り付けた異方性導電テープ（２１）からベーステープ（２２）を剥離するベーステープ剥離手段（８）とを備えることを特徴とする異方性導電テープ貼付け装置。
2. 前記加熱手段は、支持台（９３）の下方に設けられたＩＲヒーター（９２）と、このＩＲヒーター（９２）から発した熱が、基板（Ｋ）における異方性導電テープ（２１）の貼付け部位（Ｋ１）の裏面側から基板（Ｋ）を透過して貼付け部位（Ｋ１）に向けて集熱するように末狭まりに傾斜した反射板（９５）とを備える請求項１に記載の異方性導電テープ貼付け装置。
3. 前記支持台（９３）の下方には、加熱手段（９２，９５）からの熱を、基板（Ｋ）における異方性導電テープ（２１）の貼付け部位（Ｋ１）の裏面に向けて放出可能な熱放出孔（９４）を備える請求項１または請求項２に記載の異方性導電テープ貼付け装置。
4. 前記熱放出孔（９４）を開放・遮蔽自在とするシャッター（９６）を備える請求項３に記載の異方性導電テープ貼付け装置。
5. 前記圧着ヘッド（５）は、基板（Ｋ）における異方性導電テープ（２１）の貼付け部位（Ｋ１）を加熱するための加熱手段を有さない請求項１から請求項４のいずれかに記載の異方性導電テープ貼付け装置。

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