JP2012104543A - Ｆｐｄモジュールに搭載される部材の端部検出装置、端部検出方法及びａｃｆ貼付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＦＰＤモジュールに搭載される部材の端部を良好に検出すること。
【解決手段】端部検出装置１０は、ＦＰＤモジュールに搭載される部材を載置する載置面に、入射光を乱反射する仕上げ処理が施されたヘッド部１３と、ヘッド部１３に載置される部材の端部を撮像して画像を出力する撮像部１４と、を備える。また、撮像部１４が有するレンズ１４ａの光軸に対して、レンズ１４ａより外側の領域へ傾けた位置に配置され、部材及び載置面に光を照射する光源１１と、画像に含まれる部材及びヘッド部１３の載置面のコントラスト比を求め、コントラスト比が閾値を超える領域を、部材の端部として検出する端部検出部１５と、を備える。端部検出部１５は、ＡＣＦを部材に貼り付ける場合にＡＣＦの端面を部材の端面に合わせて、ＡＣＦを正確に切断できるように位置を調整する指示を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、フィルム上に形成されたＣＯＦ（Chip on Film）の端部を検出する場合に適用して好適なＦＰＤモジュールに搭載される部材の端部検出装置、端部検出方法及びＡＣＦ貼付け装置に関する。

従来、液晶やプラズマなどのＦＰＤ（Flat Panel Display）、すなわち表示基板には、複数の処理ステーションによって、その周囲に様々な電子部品が接続又は実装される。実装される電子部品の具体例としては、駆動ＩＣやＣＯＦ、ＣＯＧ（Chip on glass）、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などのいわゆるＴＡＢ（Tape Automated Bonding）及び、ＰＣＢ（周辺基板：Printed Circuit Board）が挙げられる。以下、ＣＯＦ、ＣＯＧ等を「搭載部材」と呼ぶ。

また、ＣＯＦの小型化に伴い、予めＣＯＦをフィルム上に形成し、このフィルムを切り離して、基板に実装する技術が実用化されている。ただし、ＣＯＦは小型化されているため、切り離す際にはカッターの位置決めを精度よく行わなければならない。また、誤ってＣＯＦに傷をつけないようにするため、ＣＯＦの端部を確実に検出する必要がある。

図６は、従来用いられていたＣＯＦの端部を検出する端部検出装置１００，１１０の例を示す。

図６Ａは、同軸落射方式を用いた端部検出装置１００の構成例を示す。
端部検出装置１００は、光源１０１から入射した光線を９０度下向きに反射するビームスプリッタ１０２と、ビームスプリッタ１０２から入射した光線を透過するレンズ１０３を備える。レンズ１０３を透過した光線は、ヘッド部１０５に置かれたＣＯＦ１０４で反射して、レンズ１０３に入射する。そして、レンズ１０３を透過した光線は、ビームスプリッタ１０２を真っ直ぐ透過して撮像素子１０６に入射し、撮像素子１０６が画像信号を出力する。

図６Ｂは、透過照明方式を用いた端部検出装置１１０の構成例を示す。
端部検出装置１１０は、透明なヘッド部１１５の下面に配置された光源１１１と、この光源１１１からの光線が入射するヘッド部１１５と、ヘッド部１１５を透過した光線が入射するレンズ１１３と、レンズ１１３を通過した光線が入射する撮像素子１１６を備える。光源１１１からの光線は、ヘッド部１１５に置かれたＣＯＦ１１４に照射され、レンズ１１３で収束された透過光が撮像素子１１６に入射する。撮像素子１１６は、この入射光に応じた画像信号を出力する。

また、電子部品の実装部分に一対の第１の位置合せマークが設けられ、電子部品の一端部の幅方向両端部には一対の第２の位置合わせマークを設けて位置合せを行うことも提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載の技術は、基板と電子部品を撮像し、その撮像信号に基づいて電子部品を基板に対して位置決めすると同時に、電子部品に対する粘着テープのずれ量を検出するものである。

特開２００９−１４７０８９号公報

ところで、図６Ａに示した同軸落射方式を用いると、例えば、ＣＯＦ１０４の表面を白くして、ヘッド部１０５を黒くするように、ＣＯＦ１０４とヘッド部１０５を塗り分けてコントラスト比を高めなければ、ＣＯＦ１０４の端部を検出できない。また、フィルムがたわむと端部の検出精度が落ちるという問題もあった。

また、図６Ｂに示した透過照明方式を用いると、ＣＯＦ１１４とヘッド部１１５とのコントラスト比は高くなるものの、ヘッド部１１５の下側に光源１１１を配置するため設置スペースが必要である。

また、特許文献１には、第１及び第２の位置合せマークを撮像した画像に基づいて電子部品の実装位置を判断することが開示されているものの、あくまで同じ形状の実装部分と電子部品にしか対応していない。このため、実装部分と電子部品のサイズを変更した場合等には、改めて第１及び第２の位置合せマークを取得し、位置合せを行わなければならず、非常に手間が掛かっていた。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、ＦＰＤモジュールに搭載される部材の端部を良好に検出することを目的とする。

本発明は、入射光を乱反射する仕上げ処理が施されたヘッド部の載置面に、ＦＰＤモジュールに搭載される部材を載置し、撮像部が有するレンズの光軸に対して、レンズより外側の領域へ傾けた位置に配置される光源により、部材及び載置面に光を照射する。
次に、部材とヘッド部の載置面の端部を、撮像部が撮像して画像を出力し、画像に含まれる部材及びヘッド部における載置面のコントラスト比を求め、コントラスト比が閾値を超える領域を、部材の端部として検出する。
そして、ＡＣＦを部材に貼り付ける場合にＡＣＦの端面を部材の端面に合わせて、ＡＣＦを正確に切断できるように調整する指示を行うものである。

このようにしたことで、ＦＰＤモジュールに搭載される部材の端部を正確に検出することが可能となった。

本発明によれば、ヘッド部に載置される部材の端部を撮像した画像より、ＦＰＤモジュールに搭載される部材の端部を正確に検出できるため、部材をＦＰＤモジュールに搭載する際に位置合せを容易に行うことができるという効果がある。

本発明の一実施の形態におけるＦＰＤモジュールの構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態における端部検出装置の外部構成例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態におけるＣＯＦとヘッド部を撮像した画像の例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態におけるＡＣＦ貼り付け部の構成例を示す外観斜視図である。 本発明の一実施の形態におけるＡＣＦ貼り付け部の構成例を示す外観斜視図である。 従来用いられていたＣＯＦの位置を検出する端部検出装置の構成図である。

以下、本発明の一実施の形態例（以下、「本例」という。）について、図１〜図５を参照して説明する。本例では、ＦＰＤモジュールに搭載される部材（本例では、ＣＯＦ、ＴＡＢ）の端部を検出する端部検出装置１０に適用した例について説明する。

［ＦＰＤモジュール］
まず、ＦＰＤモジュール１について説明する。
図１は、本発明で実装組立を行うＦＰＤモジュール１の概略構成を示す平面図である。

ＦＰＤモジュール１は、表示基板２の周縁部に複数のＴＡＢ３をＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）接合により接続するとともに、一部のＴＡＢ３にＰＣＢ６をＡＣＦ接続して構成されている。ＴＡＢ３は、扁平な長方形のポリイミドフィルムに銅箔による印刷回路（不図示）を施したＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）４に、ＩＣチップ５を搭載してなる電子部品である。ＩＣチップ５は、ＦＰＣ４の略中央に実装されている。ＦＰＣ４の下面には、印刷回路が設けられており、長手方向の両側（２つの長辺）にアウターリード電極（不図示）が設けられている。

ＴＡＢ３の品種によっては、ＩＣチップ５が下面側にある場合（ＣＯＦタイプ）や、ＩＣチップがない場合（ＦＰＣタイプ）などもある。また、ＴＡＢ３やＰＣＢ６は、接続部位により回路的には相互に差異があるが、搭載実装の説明には区別する必要がないので、同じものとして図示している。以下、ＣＯＦタイプとしたＴＡＢ３を、ＣＯＦ１２（図２参照）として説明する。

図２は、本例の端部検出装置１０の構成例を示す。
端部検出装置１０は、ＦＰＤモジュールに搭載される部材を載置する載置面に、入射光を乱反射する仕上げ処理が施されたヘッド部１３と、ヘッド部１３に置かれたＣＯＦ１２にレンズ１４ａを向けて撮像する撮像部１４と、撮像部１４が撮像した画像を表示する表示部１６と、を備える。ヘッド部１３は、不図示のＸＹステージにより、Ｘ方向又はＹ方向に移動可能である。撮像部１４は、ヘッド部１３に載置される部材（本例では、ＣＯＦ１２）の端部を撮像して画像を出力する。

また、端部検出装置１０は、ヘッド部１３に置かれたＣＯＦ１２に光を照射する光源１１を備える。光源１１は、撮像部１４が有するレンズ１４ａの光軸に対して、レンズ１４ａより外側の領域へ傾けた位置に配置され、ＣＯＦ１２及びヘッド部１３の載置面に光を照射する。また、端部検出装置１０は、撮像部１４から受け取る画像からＣＯＦ１２の端部を検出する端部検出部１５と、マウス及びキーボードから成る操作部１７と、を備える。なお、表示部１６には、ＣＯＦ１２の画像が表示される。

端部検出部１５は、画像に含まれる部材及びヘッド部１３における載置面のコントラスト比を求め、コントラスト比が閾値を超える領域を、部材の端部として検出する。撮像部１４が撮影したＣＯＦ１２の画像データは、端部検出部１５を介して、表示部１６に送られる。そして、ユーザは、表示部１６に表示された画像を見ながら、ヘッド部１３を動かし、ＣＯＦ１２の端部を見ることができる。また、撮像部１４のレンズ１４ａの倍率は、端部検出装置１０の操作部１７の操作に基づいて可変に制御される。

図３は、ＣＯＦ１２とヘッド部１３を撮像した画像の例を示す。
図３Ａは、ＣＯＦ１２の右下部を撮像した画像の例である。
図３Ｂは、図３Ａに示したＣＯＦ１２とヘッド部１３の輝度ヒストグラムの例である。
図３Ｃは、図３Ａの微分画像の例である。

端部検出部１５は、輝度ヒストグラムに基づいてコントラスト比を求めており、ＣＯＦ１２とヘッド部１３を見分けることが可能な輝度のコントラスト比は、５０〜２００程度である。そして、コントラスト比が閾値を超える領域を、部材（ＣＯＦ１２）の端部として検出する。本例では、閾値を８０としている。これにより、端部検出装置１０は、検出した部材の端部の情報を圧着ユニットに送って、ＡＣＦを貼り付けたりする際の目安とすることができる。また、端部検出部１５は、端部検出部１５は、検出されたＣＯＦ１２の端部に関する情報に基づいて、ＡＣＦを部材に貼り付ける場合にＡＣＦの端面を部材端面に合わせて、ＡＣＦを正確に切断できるように指示を行う。

ＣＯＦ１２には、十字形のアライメントマーク２１が付されており、表示基板２又はＰＣＢ６に接続される電極２２が形成される。また、ヘッド部１３の載置面には、予めサンドブラスト等を用いてヘアライン処理又は梨地処理等の仕上げ処理が施されているため、光源１１がどのような向きに置かれても、光源１１が照射した光はヘッド部１３の載置面で乱反射する。一方、ＣＯＦ１２は、光を吸収するため、ヘッド部１３の載置面の明るさに比べて暗くなる。ヘッド部１３に置かれたＣＯＦ１２に対するコントラスト比を高く保つことができる。ここで、端部検出部１５は、画像に含まれる部材及びヘッド部１３の載置面のコントラスト比を求める。そして、端部検出部１５は、ＣＯＦ１２の端部を正確に検出することができる。

次に、本例の端部検出装置１００が用いられる生産ラインについて説明する。

［ＡＣＦ貼付部］
始めに、ＡＣＦ３４ａを切断するラインにおけるＡＣＦ貼付部３０について説明する。
図４は、ＡＣＦ貼付部３０の概略構成図である。
ＡＣＦテープ３３は、厚さ３５μｍのリボン状のベースフィルム３４ｂの片面にＡＣＦ３４ａ（２０〜３０μｍ）を塗布して形成される。ＡＣＦテープ３３のうち、ベースフィルム３４ｂには連続性を残し、ＡＣＦ３４ａを切断する第１のカッター刃３２Ａと第２のカッター刃３２Ｂは、ＡＣＦテープ３３の送り方向と平行な方向（ＡＣＦテープの長手方向）に適当な間隔をあけて配置されている。本例の第１のカッター刃３２Ａと第２のカッター刃３２Ｂは、端部検出部１５の指示に基づいて、ＣＯＦ１２に貼付けられたＡＣＦテープ３３のＡＣＦ３４ａをＣＯＦ１２の端部に合わせて調整して切断する切断部として用いる。

撮像部１４は、ＡＣＦ３４ａが貼り付けられた隣り合うＣＯＦ１２の対向する端部を同時に撮像する。つまり、撮像部１４の撮像領域Ｔは、隣り合うＣＯＦ１２の対向する端部を含んでいる。このとき、端部検出部１５（図２参照）は、撮像した画像からＡＣＦ３４ａ，ＣＯＦ１２の端部を検出する。第１のカッター刃３２Ａと第２のカッター刃３２Ｂは、撮像部１４の撮像領域Ｔの上方に配置されている。そのため、第１のカッター刃３２Ａ，３２Ｂは、撮像部１４がＣＯＦ１２の対向する端部を撮像するときに、邪魔にならない位置に待避する。

ＡＣＦテープ３３は、不図示のガイドローラにより方向を変えられ、ＡＣＦステージ３６上の定位置に送り出される。ＡＣＦステージ３６は、ステンレス製の部材であり、ＴＡＢチャック３１に対向する領域の表面にフッ素樹脂加工が施されている。これにより、ベースフィルム３４ｂからはみ出したＡＣＦ３４ａがＡＣＦステージ３６に固着することがない。本例では、ＡＣＦステージ３６の載置面に梨地加工を施すことにより、反射光が乱反射する。そして、端部検出部１５からの指示に基づいて、第１のカッター刃３２Ａと第２のカッター刃３２ＢがＡＣＦ３４ａを切断する。

図５は、ＣＯＦ１２にＡＣＦ３４ａを貼り付けるラインにおけるＡＣＦ貼付部３０の外観斜視図である。
ＡＣＦ貼付部３０は、搬入十字アーム４０と、ＡＣＦ貼付ブロック４５と、搬出十字アーム５０を備えている。

搬入十字アーム４０は、４つのアーム片４０ａを備えており、ＡＣＦ貼付ブロック４５にＣＯＦ１２（図４参照、図５では不図示）を供給する。本例のＡＣＦ貼付ブロック４５は、切断された部材（ＣＯＦ１２）にＡＣＦを貼付ける貼付部として用いる。搬入十字アーム４０の４つのアーム片４０ａは、それぞれＣＯＦ１２を真空吸着するＴＡＢチャック４１を有している。本例のＴＡＢチャック４１は、図２におけるヘッド部１３として用いられており、吸着面に梨地加工が施される。搬入十字アーム４０は、約９０度ずつ回転し、各アーム片４０ａを、取り出し位置、清掃位置、撮像位置および載置・圧着位置に配置する。

ＣＯＦ１２の取り出し位置には、打ち抜き機構４３と取り出し機構４４が配置されている。この取り出し位置では、取り出し機構４４の上下反転アーム４４ａが打ち抜き機構４３からＣＯＦ１２を取り出し、ＴＡＢチャック４１に渡す。清掃位置には、ブラシ４２が配置されている。この清掃位置では、ブラシ４２がＴＡＢチャック４１に吸着されたＣＯＦ１２におけるＡＣＦ３４ａを貼り付ける面を清掃する。

ＴＡＢチャック４１の撮像位置には、撮像部１４が配置されている。この撮像位置では、撮像部１４がＴＡＢチャック４１に吸着されたＣＯＦ１２を下方から撮像し、ＣＯＦ１２の端部（ＡＣＦ３４ａが貼り付けられる辺）の長さと、図３に示したアライメントマーク２１に対応するアライメントマークが検出される。載置・圧着位置には、ＡＣＦ貼付ブロック４５が配置されている。この載置・圧着位置では、ＴＡＢチャック４１に吸着されたＣＯＦ１２がＡＣＦ貼付ブロック４５に渡される。

搬出十字アーム５０は、搬入十字アーム４０と同様に、４つのアーム片５０ａを備えており、不図示の搭載部にＣＯＦ１２を供給する。搬出十字アーム５０の４つのアーム片５０ａは、それぞれＣＯＦ１２を真空吸着する剥離チャック５１を有している。本例の剥離チャック５１は、図２に示したヘッド部１３として用いられており、載置面に梨地加工が施される。搬出十字アーム５０は、約９０度ずつ回転し、各アーム片５０ａを、剥離位置、撮像位置、搬出位置および待機位置に配置する。

剥離位置には、ＡＣＦ貼付ブロック４５が配置されている。この剥離位置では、ＡＣＦ３４ａが貼り付けられたＣＯＦ１２（図４参照）が剥離チャック５１に吸着される。撮像位置には、撮像部１４が配置されている。この撮像位置では、撮像部１４が剥離チャック５１に吸着されたＣＯＦ１２を下方から撮像する。撮像部１４によって撮像された画像は、画像処理装置（不図示）に出力され、ＣＯＦ１２に対するＡＣＦ３４ａの貼付状態が検査される。

搬出位置には、受け渡し部が配置されている。この搬出位置では、撮像位置で撮像された画像に基づく検査によって合格と判定されたＣＯＦ１２が受け渡し部に渡される。受け渡し部は、供給されたＣＯＦ１２を搭載部に渡す。待機位置では、ＣＯＦ１２を吸着していない剥離チャック５１が待機している。なお、撮像位置における検査結果が不合格であったＣＯＦ１２は、待機位置において廃棄され、不図示の回収部に回収される。

以上説明した本例の端部検出装置１０によれば、入射光を乱反射する仕上げ処理が施された載置面を有するヘッド部１３にＣＯＦ１２を載置して、斜め方向から光を照射し、撮像部１４が反射光を撮像する。そして、撮像部１４が出力した画像より、コントラスト比を求めてＣＯＦ１２の端部を検出する。このため、ＣＯＦ１２が半透明であっても、ＣＯＦ１２とヘッド部１３の載置面の反射率が異なることによって、コントラスト比の高い画像を得てＣＯＦ１２の端部を検出することができる。

また、薄く形成されたＣＯＦ１２をヘッド部１３に載置しても、撮像部１４が撮像中にＣＯＦ１２が動くことがない。また、透過照明方式を用いた場合に比べて、ヘッド部１３を透明な樹脂等で形成する必要がなく、ヘッド部１３の強度を保ったまま、ＣＯＦ１２の端部を検出できる。そして、撮像部１４の近くに光源１１を配置することができるため、ヘッド部１３，撮像部１４及び光源１１を省スペース化することができる。

なお、ヘッド部１３を導光板等で形成することにより、光源１１から入射した光を導光板全体に行き渡らせて、ヘッド部１３を発光させるようにしてもよい。この場合であっても、ＣＯＦ１２は、ヘッド部１３より暗くなるため、コントラスト比が異なり、ＣＯＦ１２の端部を良好に検出できる。

また、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。

１…ＦＰＤモジュール、２…表示基板、４…ＦＰＣ、５…ＩＣチップ、６…ＰＣＢ、１０…端部検出装置、１１…光源、１２…ＣＯＦ、１３…ヘッド部、１４…撮像部、１４ａ…レンズ、１５…端部検出部、１６…表示部、１７…操作部、２１…アライメントマーク、２２…電極、３０…ＡＣＦ貼付部、３１…ＴＡＢチャック、３２Ａ…第１のカッター刃、３２Ｂ…第２のカッター刃、３３…ＡＣＦテープ、３４ａ…ＡＣＦ、３４ｂ…ベースフィルム、３５…ＴＡＢ、３６…ＡＣＦステージ、４０…搬入十字アーム、４０ａ…アーム片、４１…ＴＡＢチャック、４２…ブラシ、４３…打ち抜き機構、４４…取り出し機構、４４ａ…上下反転アーム、４５…ＡＣＦ貼付ブロック、５０…搬出十字アーム、５０ａ…アーム片、５１…剥離チャック

Claims (5)

1. ＦＰＤモジュールに搭載される部材を載置する載置面に、入射光を乱反射する仕上げ処理が施されたヘッド部と、
   前記ヘッド部に載置される前記部材の端部を撮像して画像を出力する撮像部と、
   前記撮像部が有するレンズの光軸に対して、前記レンズより外側の領域へ傾けた位置に配置され、前記部材及び載置面に光を照射する光源と、
   前記画像に含まれる前記部材及び前記ヘッド部における載置面のコントラスト比を求め、前記コントラスト比が閾値を超える領域を、前記部材の端部として検出し、検出された前記部材の端部に関する情報に基づいて、ＡＣＦを前記部材に貼り付ける場合にＡＣＦの端面を前記部材端面に合わせて、ＡＣＦを正確に切断できるように調整する指示を行う端部検出部と、を備える
   ＦＰＤモジュールに搭載される部材の端部検出装置。
2. 前記仕上げ処理は、ヘアライン処理又は梨地処理である
   請求項１記載のＦＰＤモジュールに搭載される部材の端部検出装置。
3. 入射光を乱反射する仕上げ処理が施されたヘッド部の載置面に、ＦＰＤモジュールに搭載される部材を載置するステップと、
   前記撮像部が有するレンズの光軸に対して、前記レンズより外側の領域へ傾けた位置に配置される光源により、前記部材及び載置面に光を照射するステップと、
   前記部材と前記ヘッド部の載置面の端部を、撮像部が撮像して画像を出力するステップと、
   前記画像に含まれる前記部材及び前記ヘッド部における載置面のコントラスト比を求め、前記コントラスト比が閾値を超える領域を、前記部材の端部として検出するステップと、
   前記検出された前記部材の端部に関する情報に基づいて、ＡＣＦを前記部材に貼り付ける場合にＡＣＦの端面を前記部材の端面に合わせて、ＡＣＦを正確に切断できるように位置を調整する指示を行うステップと、を含む
   ＦＰＤモジュールに搭載される部材の端部検出方法。
4. ＦＰＤモジュールに搭載される部材を載置する載置面に、入射光を乱反射する仕上げ処理が施されたヘッド部と、
   前記ヘッド部に載置される前記部材の端部を撮像して画像を出力する撮像部と、
   前記撮像部が有するレンズの光軸に対して、前記レンズより外側の領域へ傾けた位置に配置され、前記部材及び載置面に光を照射する光源と、
   前記画像に含まれる前記部材及び前記ヘッド部における載置面のコントラスト比を求め、前記コントラスト比が閾値を超える領域を、前記部材の端部として検出し、検出された前記部材の端部に関する情報に基づいて、ＡＣＦを前記部材に貼り付ける場合にＡＣＦの端面を前記部材の端面に合わせて、ＡＣＦを正確に切断できるように調整する指示を行う端部検出部と、
   ＦＰＤモジュールに搭載される部材にＡＣＦを貼付ける貼付部と、を備える
   ＡＣＦ貼付け装置。
5. 前記端部検出部の指示に基づいて、前記部材に貼付けるＡＣＦの切断位置を調整して切断する切断部を備える
   請求項４記載のＡＣＦ貼付け装置。