JP2008286856A - Pressure welding equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は圧接装置に関し、更に詳しくは、表示パネル上に回路部品を搭載する際に好適に使用される圧接装置に関する。 The present invention relates to a pressure welding apparatus, and more particularly to a pressure welding apparatus suitably used when circuit components are mounted on a display panel.
LCD(Liquid Crystal Display)パネルは、液晶層を挟んで互いに対向する駆動基板及び対向基板を有する。駆動基板は対向基板よりも大きな寸法を有しており、対向基板が形成されていない周辺部の駆動基板上に、駆動基板による駆動を制御するためのドライバ基板がTCP(Tape Carrier Package)を介して接続される。TCPは、テープ状の配線にICチップがバンプを介してCOF(Chip on Film)接続されることによって形成され、例えば周辺部の駆動基板上に異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)を介して圧接される。 An LCD (Liquid Crystal Display) panel has a drive substrate and a counter substrate that face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. The drive substrate has a size larger than that of the counter substrate, and a driver substrate for controlling the drive by the drive substrate is placed on the peripheral drive substrate where the counter substrate is not formed via a TCP (Tape Carrier Package). Connected. TCP is formed by connecting an IC chip to tape-like wiring via a bump on a COF (Chip on Film), for example, an anisotropic conductive film (ACF) on a peripheral drive substrate. Pressed.
異方性導電フィルムは、熱硬化性樹脂中に導電性粒子を一様に混入してフィルム状に形成したものである。駆動基板に対するTCPの圧接に際して、駆動基板及びTCPの間で異方性導電フィルムが加熱及び加圧されることによって、双方の端子間が導電性粒子によって導通すると共に、熱硬化性樹脂の硬化によって双方が固定される。異方性導電フィルムの面内方向では、導電性粒子同士が接触せず、絶縁性が保たれる。 An anisotropic conductive film is a film formed by uniformly mixing conductive particles in a thermosetting resin. When the TCP is pressed against the driving substrate, the anisotropic conductive film is heated and pressed between the driving substrate and the TCP, whereby both terminals are electrically connected by the conductive particles, and the thermosetting resin is cured. Both are fixed. In the in-plane direction of the anisotropic conductive film, the conductive particles do not contact each other, and the insulating property is maintained.
図3は、TCPを駆動基板上に圧接する従来の圧接装置を圧接対象のLCDパネルと共に示している。駆動基板21及び対向基板22の各表面には一対の偏光板23,24が配設されている。圧接装置40は、LCDパネル20の中央部分が載置されるパネルステージ11と、周辺部25の下方に配設される背面支持部(バックアップ)12と、背面支持部12に対向して、LCDパネル20の周辺部25の上方に配設される圧接ヘッド13とを有する。
FIG. 3 shows a conventional pressure welding apparatus for pressure-contacting TCP on a driving substrate together with an LCD panel to be pressure-contacted. A pair of polarizing plates 23 and 24 is disposed on each surface of the drive substrate 21 and the counter substrate 22. The pressure welding device 40 includes a panel stage 11 on which the central portion of the
圧接に先立って、TCP26は、周辺部25の駆動基板21上に、互いの端子部を対向させて載置される。この際に、駆動基板21の端子部とTCP26の端子部との間に、異方性導電フィルム27を介在させる。背面支持部12は、駆動基板21の表面まで上昇し、下側から駆動基板21を支持する。この状態で圧接ヘッド13が下降し、TCP26上から押圧する。圧接ヘッド13は、内部にヒータを有しており、TCP26を介して異方性導電フィルム27を加熱し、異方性導電フィルム27を介してTCP26を駆動基板21に圧接する。 Prior to the press contact, the TCP 26 is placed on the drive substrate 21 of the peripheral portion 25 with the terminal portions facing each other. At this time, the anisotropic conductive film 27 is interposed between the terminal portion of the drive substrate 21 and the terminal portion of the TCP 26. The back support part 12 rises to the surface of the drive substrate 21 and supports the drive substrate 21 from below. In this state, the pressure contact head 13 is lowered and pressed from above the TCP 26. The pressure contact head 13 has a heater inside, heats the anisotropic conductive film 27 via the TCP 26, and presses the TCP 26 against the drive substrate 21 via the anisotropic conductive film 27.
圧接に際して、圧接ヘッド13とTCP26との間には、TCP26の表面の凹凸や、TCP26の端子が形成された部分とそれ以外の部分との間に形成される凹凸を吸収するために、シリコーンゴムシート等の緩衝部材14を介在させている。図3に示した形式の圧接装置は、例えば特許文献1に記載されている。
駆動基板21は、例えば0.3〜1.1mmの厚みを有するガラス基板と、ガラス基板上に形成されたTFT素子や配線層とから構成される。ところが、このガラス基板は、面内方向で10%程度の厚みのばらつきを有しており、圧接に際して、背面支持部12と駆動基板21との間に局所的にすき間が生じ、圧力不足や位置ズレが生じる問題がある。 The drive substrate 21 includes a glass substrate having a thickness of, for example, 0.3 to 1.1 mm, and a TFT element or a wiring layer formed on the glass substrate. However, this glass substrate has a thickness variation of about 10% in the in-plane direction, and a local gap is generated between the back support portion 12 and the drive substrate 21 during the pressure contact, resulting in insufficient pressure or position. There is a problem that a gap occurs.
上記問題に対して、本発明者は、駆動基板21と背面支持部12との間にもシリコーンゴムシート等の緩衝部材を介在させることによって、ガラス基板の厚みのばらつきを吸収することを検討した。ところが、駆動基板21と背面支持部12との間に緩衝部材を介在させると、圧接に際して緩衝部材が収縮することによって、駆動基板21が下方に反り、反り具合や背面支持部12の位置、緩衝部材の厚みによっては、駆動基板21が割れるおそれがあった。 In response to the above problem, the present inventor has studied to absorb variations in the thickness of the glass substrate by interposing a buffer member such as a silicone rubber sheet between the drive substrate 21 and the back support 12. . However, if a buffer member is interposed between the drive substrate 21 and the back support portion 12, the buffer member contracts during the pressure contact, so that the drive substrate 21 warps downward, warping, the position of the back support portion 12, the buffer Depending on the thickness of the member, the drive substrate 21 may break.
本発明は、上記に鑑み、従来の圧接装置を改良し、表示パネル上に回路部品を搭載する際に使用され、圧接の際の圧力不足や駆動基板の破損を防止可能な圧接装置を提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention provides a pressure welding apparatus that improves a conventional pressure welding apparatus and is used when circuit components are mounted on a display panel, and can prevent insufficient pressure during pressure welding and damage to a drive board. For the purpose.
上記目的を達成するために、本発明の圧接装置は、
表示パネルの端子部に回路部品の端子部を押圧することによって、表示パネルの端子と回路部品の端子とを接続する圧接装置であって、
表示パネルの端子部以外のパネル部分を搭載する第1ステージと、
表面に緩衝部材を有し、該緩衝部材上に表示パネルの端子部を搭載する第2ステージと、
前記第2ステージに対して接近又は離反可能に配置され、該第2ステージとの間で前記回路部品の端子部を前記表示パネルの端子部に押圧する圧接ヘッドと、
前記緩衝部材の収縮により表示パネルの端子部と前記パネル部分との間で発生する表示パネルの反り量を検出する反り量検出装置とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the pressure welding apparatus of the present invention comprises:
A pressure welding device that connects the terminal of the display panel and the terminal of the circuit component by pressing the terminal portion of the circuit component against the terminal portion of the display panel,
A first stage on which a panel portion other than the terminal portion of the display panel is mounted;
A second stage having a buffer member on the surface and mounting the terminal portion of the display panel on the buffer member;
A pressure contact head that is arranged so as to be able to approach or separate from the second stage and presses the terminal part of the circuit component against the terminal part of the display panel between the second stage;
And a warp amount detecting device for detecting a warp amount of the display panel generated between the terminal portion of the display panel and the panel portion due to the contraction of the buffer member.
本発明によれば、表示パネルと回路部品とを圧接する際に、第2ステージの表面の緩衝部材が、表示パネルの面内方向の厚みのばらつきを吸収し、局所的な圧力不足や位置ズレを防止できる。また、反り量検出装置が検出した表示パネルの反り量に基づいて適正な圧力の選定も可能となる。 According to the present invention, when the display panel and the circuit component are pressed against each other, the buffer member on the surface of the second stage absorbs the variation in the thickness of the display panel in the in-plane direction, resulting in local pressure shortage and positional displacement. Can be prevented. In addition, it is possible to select an appropriate pressure based on the warp amount of the display panel detected by the warp amount detection device.
以下に、添付図面を参照し、本発明の例示的な実施例について説明する。図1は、本発明の一実施例に係る圧接装置をLCDパネルと共に示す側面図である。LCDパネル20は、液晶層を挟んで互いに対向する駆動基板21及び対向基板22を有し、駆動基板21及び対向基板22の各表面には一対の偏光板23,24が配設されている。駆動基板21は、例えば0.7mmの厚みを有するガラス基板と、ガラス基板上に形成されたTFT素子や配線層とから構成される。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a side view showing a pressure welding apparatus according to an embodiment of the present invention together with an LCD panel. The
駆動基板21は、対向基板22よりも大きな寸法を有しており、対向基板22が形成されていない周辺部25に、ドライバ基板がTCP26を介して接続される。TCP26は、テープ状の配線にICチップ28がバンプを介してCOF接続されることによって形成されている。TCP26は、周辺部25の駆動基板21上に異方性導電フィルム27を介して圧接される。ドライバ基板を含むTCP26が、本発明の回路部品に相当する。
The drive substrate 21 has a size larger than that of the counter substrate 22, and the driver substrate is connected via the TCP 26 to the peripheral portion 25 where the counter substrate 22 is not formed. The TCP 26 is formed by connecting an
圧接装置10は、LCDパネル20の中央部分が載置されるパネルステージ11と、周辺部25の下方に配設される背面支持部12と、背面支持部12に対向して、LCDパネル20の周辺部25の上方に配設される圧接ヘッド13とを有する。パネルステージ11が本発明の第1ステージに、背面支持部12が本発明の第2ステージにそれぞれ対応する。
The
圧接に先立って、TCP26は周辺部25の駆動基板21上に、互いの端子部を対向させて載置される。この際に、駆動基板21の端子部とTCP26の端子部との間に異方性導電フィルム27を介在させる。圧接ヘッド13及び背面支持部12は、図示しない駆動装置によって、鉛直方向に昇降可能に構成されている。圧接ヘッド13は、内部にヒータを有しており、圧接に際してTCP26を介して異方性導電フィルム27を加熱する。 Prior to the press contact, the TCP 26 is placed on the drive substrate 21 of the peripheral portion 25 with the terminal portions facing each other. At this time, the anisotropic conductive film 27 is interposed between the terminal portion of the drive substrate 21 and the terminal portion of the TCP 26. The press contact head 13 and the back support 12 are configured to be vertically movable by a driving device (not shown). The pressure contact head 13 has a heater inside, and heats the anisotropic conductive film 27 via the TCP 26 during pressure contact.
圧接装置10は更に、符号31に示すようにパネルステージ11を鉛直方向に昇降させる昇降装置16と、TCP26の圧接に際して駆動基板21の反り量を検出するピックテスタ(反り量検出装置)17と、ピックテスタ17が検出した駆動基板21の反り量に基づいて、昇降装置16の駆動を制御してパネルステージ11を下降させる制御部(ステージ制御装置)18とを有する。
The
ピックテスタ17は、パネルステージ11の側部に固定された基部17aと、基部17aの軸芯を中心として上下方向に回動可能な先端部17bとを有する。先端部17bの先端は、例えば略球状に形成されており、周辺部25の駆動基板21の面に対して弾性力によって付勢されている。ピックテスタ17は、先端部17bの傾き(変位)を検出することによって、LCDパネル20の反り量を検出し、検出した反り量を制御部18に送信する。昇降装置16は、サーボモータとして構成され、パネルステージ11を高い精度で昇降させることが出来る。
The
本実施例では、圧接に際して、圧接ヘッド13とTCP26との間、及び、背面支持部12と駆動基板21との間の双方に、緩衝部材14,15をそれぞれ介在させる。緩衝部材15は、例えば0.3mmの厚みを有するシリコーンゴムシートからなる。駆動基板21に含まれるガラス基板は、面内方向でその厚みに10%程度のばらつきがあり、緩衝部材15を介在させることによって、圧接に際してガラス基板の厚みのばらつきを吸収し、面内方向に一様な加圧を行うことが出来る。 In this embodiment, during the pressure contact, the buffer members 14 and 15 are interposed between the pressure contact head 13 and the TCP 26 and between the back support 12 and the drive substrate 21, respectively. The buffer member 15 is made of a silicone rubber sheet having a thickness of 0.3 mm, for example. The glass substrate included in the drive substrate 21 has a variation of about 10% in the in-plane direction, and the buffer member 15 is interposed to absorb the variation in the thickness of the glass substrate in the in-plane direction. Uniform pressurization can be performed.
圧接に先立って、背面支持部12は、駆動基板21の表面付近まで上昇し、緩衝部材15を介して下側から駆動基板21を支持する。この状態で圧接ヘッド13が下降し、図2に示すように、TCP26上から押圧する。
Prior to the press contact, the back support 12 rises to the vicinity of the surface of the drive substrate 21 and supports the drive substrate 21 from below via the buffer member 15. In this state, the pressure contact head 13 is lowered and pressed from above the
圧接ヘッド13がTCP26上から押圧する際に、緩衝部材15が収縮して駆動基板21が下方に反ると、ピックテスタ17が駆動基板21の反り量を検出する。圧接ヘッド13は、所定の圧力となるように端子部を押圧する。制御部18は、ピックテスタ17が検出した反り量に基づいて、昇降装置16の駆動を制御し、同図の符号32に示すように、反り量の分だけパネルステージ11を下降させる。これにより圧接の期間中、駆動基板21は大きな反りが生じることなく平坦に保たれ、割れを防止できる。圧接工程が終了したら、圧接ヘッド13が上昇すると共に、背面支持部12が元の位置まで下降する。次いで、制御部18は、昇降装置16の駆動を制御してパネルステージ11を元の位置まで上昇させる。
When the pressing head 13 is pressed from above the
駆動基板21に対するTCP26の圧接に際して、駆動基板21及びTCP26の間で異方性導電フィルム27が加熱及び加圧されることによって、双方の端子間が導電性粒子によって導通すると共に、異方性導電フィルム27における熱硬化性樹脂の硬化によって双方が固定される。異方性導電フィルム27の面内方向では、導電性粒子同士が接触せず、絶縁性が保たれる。
When the anisotropic conductive film 27 is heated and pressurized between the driving substrate 21 and the
本実施例の圧接装置10によれば、圧接に際して、周辺部25の駆動基板21と背面支持部12との間に緩衝部材15を介在させることにより、駆動基板21におけるガラス基板の面内方向の厚みのばらつきを吸収し、局所的な圧力不足や位置ズレを防止できる。また、圧接に際して、ピックテスタ17が検出した反り量に基づいて、反り量の分だけパネルステージ11を下降させるので、駆動基板21を平坦に保ち、その割れを防止できる。
According to the
なお、緩衝部材15としては、シリコーンゴムシート以外にも、例えばフッ素樹脂シート(テフロン(登録商標)シート)を用いてもよい。ピックテスタ17は、パネルステージ11の他に、例えば背面支持部12に固定してもよい。また、反り量検出部として、ピックテスタ17に代えてレーザ変位計を用いてもよい。
In addition to the silicone rubber sheet, for example, a fluororesin sheet (Teflon (registered trademark) sheet) may be used as the buffer member 15. The
レーザ変位計は、例えば三角測量方式のものを用いることが出来る。三角測量方式のレーザ変位計は、レーザ装置と位置検出素子とを有する。レーザ装置及び位置検出素子を、対象物との間で三角形を形成する位置に配置し、レーザ装置が対象物に対してレーザ光を照射し、位置検出素子が対象物上でのレーザ光の反射光を受光する。位置検出素子が受光する反射光は、対象物の変位に応じた位置に光スポットを形成するため、その光スポットの位置を検出することによって、対象物の変位を検出できる。 As the laser displacement meter, for example, a triangulation type can be used. A triangulation laser displacement meter has a laser device and a position detection element. The laser device and the position detection element are arranged at a position forming a triangle with the object, the laser device irradiates the object with laser light, and the position detection element reflects the laser light on the object. Receives light. Since the reflected light received by the position detection element forms a light spot at a position corresponding to the displacement of the object, the displacement of the object can be detected by detecting the position of the light spot.
レーザ変位計は、駆動基板21の端子部に隣接する部分の上方又は下方に配置し、駆動基板21の端子部に隣接する部分の変位を測定する。レーザ変位計は、パネルステージ11及び背面支持部12の何れに固定してもよく、或いは、他の部材に固定してもよい。圧接に先立って、駆動基板21の端子部に隣接する部分の表面に反射部材を貼付しておくことも好ましい態様である。LCDパネル20の反り量の検出に際しては、上記に代えて、圧接ヘッド13の高さを検出してもよい。この場合には、例えばレーザ変位計を圧接ヘッド13の上方に配置し、圧接ヘッド13の頂部の変位を測定する。
The laser displacement meter is disposed above or below the portion adjacent to the terminal portion of the drive substrate 21 and measures the displacement of the portion adjacent to the terminal portion of the drive substrate 21. The laser displacement meter may be fixed to any one of the panel stage 11 and the back support part 12, or may be fixed to another member. Prior to the press contact, it is also a preferable aspect that a reflecting member is pasted on the surface of the portion adjacent to the terminal portion of the drive substrate 21. In detecting the amount of warping of the
LCDパネル20の反りの防止に際しては、パネルステージ11を下降させてもよく、背面支持部12及び圧接ヘッド13を上昇させてもよく、或いは、これら双方を昇降させてもよい。
In preventing warping of the
緩衝部材15を構成するシリコーンゴムシートの厚みは、0.3〜1.1mmのガラス基板の厚みに対応して0.1〜0.5mmの厚みとすることが好ましい。これは、厚みが小さ過ぎるとガラス基板の厚みのばらつきを充分に吸収できず、また耐久性が低下するためであり、厚みが大き過ぎると圧接の際の熱伝導性が低下するためである。例えばガラス基板の厚みが0.3〜0.5mmの際には0.2mm程度とし、ガラス基板の厚みが0.7mmの際には0.3mm程度とすることによって、耐久性や熱伝導性を確保しつつ、ガラス基板の厚みのばらつきを効果的に吸収できる。また、緩衝部材15をフッ素樹脂シートで構成する場合には、同様の理由で、0.3〜1.1mmのガラス基板の厚みに対応して0.05〜0.3mmの厚みとすることが好ましい。 The thickness of the silicone rubber sheet constituting the buffer member 15 is preferably 0.1 to 0.5 mm corresponding to the thickness of the glass substrate of 0.3 to 1.1 mm. This is because if the thickness is too small, the variation in the thickness of the glass substrate cannot be sufficiently absorbed and the durability is lowered, and if the thickness is too large, the thermal conductivity at the time of press contact is lowered. For example, when the thickness of the glass substrate is 0.3 to 0.5 mm, it is about 0.2 mm, and when the thickness of the glass substrate is 0.7 mm, it is about 0.3 mm, so that durability and thermal conductivity are increased. The variation in the thickness of the glass substrate can be effectively absorbed while securing the above. Further, when the buffer member 15 is made of a fluororesin sheet, for the same reason, the thickness may be 0.05 to 0.3 mm corresponding to the thickness of the glass substrate of 0.3 to 1.1 mm. preferable.
なお、パネルステージ11の位置を制御することなく、単に所定の反り量の検出によって端子部に加えられた圧接時の圧力を推定してもよい。この場合、例えば所定の反り量が検出された時点で適正な圧接圧力が印加されたものと判定する。これによって、駆動基板21の割れを防止できる。 In addition, you may estimate the pressure at the time of the press-contact applied to the terminal part only by detection of the predetermined | prescribed curvature amount, without controlling the position of the panel stage 11. FIG. In this case, for example, it is determined that an appropriate pressure is applied when a predetermined amount of warpage is detected. This can prevent the drive substrate 21 from cracking.
また、LCDパネル20の反り量をリアルタイムに計測し、その測定値に基づいてパネルステージ11の高さを制御してもよい。更には、圧接ヘッド13の下降によって一定の反り量に達した後に、パネルステージ11の位置を制御して反り量を一旦0とし、次いで更に圧接ヘッド13を下降させて、一定の反り量を検出してもよい。
Further, the amount of warpage of the
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて説明したが、本発明に係る圧接装置は、上記実施例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施例の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。例えば、上記実施例ではLCDパネルの圧接について説明したが、本発明はPDP(Plasma Display Panel)や有機ELパネルの圧接にも適用できる。 Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, the pressure welding apparatus according to the present invention is not limited to the configuration of the above embodiments, and various modifications and changes can be made to the configurations of the above embodiments. Those subjected to are also included in the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the pressure contact of the LCD panel has been described, but the present invention can also be applied to pressure contact of a PDP (Plasma Display Panel) or an organic EL panel.
10:圧接装置
11:パネルステージ
12:背面支持部
13:圧接ヘッド
14:緩衝部材
15:緩衝部材
16:昇降装置
17:ピックテスタ
17a:基部
17b:先端部
18:制御部
20:LCDパネル
21:駆動基板
22:対向基板
23:偏光板
24:偏光板
25:周辺部
26:TCP
27:異方性導電フィルム
28:ICチップ
10: Pressure contact device 11: Panel stage 12: Back support 13: Pressure contact head 14: Buffer member 15: Buffer member 16: Lifting device 17:
27: Anisotropic conductive film 28: IC chip
Claims (8)
表示パネルの端子部以外のパネル部分を搭載する第1ステージと、
表面に緩衝部材を有し、該緩衝部材上に表示パネルの端子部を搭載する第2ステージと、
前記第2ステージに対して接近又は離反可能に配置され、該第2ステージとの間で前記回路部品の端子部を前記表示パネルの端子部に押圧する圧接ヘッドと、
前記緩衝部材の収縮により表示パネルの端子部と前記パネル部分との間で発生する表示パネルの反り量を検出する反り量検出装置とを備えることを特徴とする圧接装置。 A pressure welding device that connects the terminal of the display panel and the terminal of the circuit component by pressing the terminal portion of the circuit component against the terminal portion of the display panel,
A first stage on which a panel portion other than the terminal portion of the display panel is mounted;
A second stage having a buffer member on the surface and mounting the terminal portion of the display panel on the buffer member;
A pressure contact head that is arranged so as to be able to approach or separate from the second stage and presses the terminal part of the circuit component against the terminal part of the display panel between the second stage;
A pressure contact apparatus, comprising: a warp amount detection device that detects a warp amount of a display panel generated between a terminal portion of the display panel and the panel portion due to contraction of the buffer member.
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