JP3480457B2 - 表示パネルモジュールの製造装置および表示パネルモジュールの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示パネルの縁部
にボンディングされた複数の電子部品を回路基板の電極
に接続した表示パネルモジュールの製造装置および表示
パネルモジュールの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の表示装置として液晶パ
ネル等の表示パネルが広くしようされてきている。図１
４は電子機器に組込まれる表示パネルモジュール１００
の斜視図である。１０５は液晶表示部が形成された表示
パネルであり、その周縁部には、表示パネルを駆動する
電子部品１０６，１０７の一端部がボンディングされて
いる。また電子部品１０６，１０７の他端部には制御回
路が形成された回路基板１１６が半田付けされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電子部品１０６，１０
７の表示パネル１０５へのボンディングは、アウターリ
ードボンディング装置により自動的にボンディングされ
るが電子部品１０６，１０７と回路基板１１６，１１７
の半田付けは、ほとんど手作業で行なわれており、表示
パネルモジュールの生産性が悪いという問題を有してい
た。

【０００４】また、半田付けのときに使用したフラック
スを洗浄しなければならないのでその分、作業工程が多
くなりコストアップになってしまう問題を有していた。

【０００５】そこで本発明は、回路基板と電子部品の接
続を自動で行なうことができ、しかも半田を使用せずに
接続できる表示パネルモジュールの製造装置および表示
パネルモジュールの製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の表示パネルモジ
ュール製造装置は、表示パネルを保持する主基板保持テ
ーブルと、回路基板を保持する副基板保持テーブルと、
縁部に複数の電子部品がボンディングされた表示パネル
を前記主基板テーブルへ移送する移送アームと、電極に
異方性導電体が貼り付けられた回路基板を治具に複数載
置して供給する回路基板供給部と、前記回路基板供給部
から回路基板をピックアップして前記副基板保持テーブ
ルに移載する回路基板移送装置と、前記電子部品のリー
ドと前記回路基板の電極とを位置合わせすべく前記主基
板保持テーブルと前記副基板保持テーブルとを相対的に
移動させる位置合わせ手段と、前記電子部品のリードを
前記異方性導電体を介して前記回路基板の電極に熱圧着
する熱圧着ヘッドを備えた。

【０００７】また本発明の表示パネルモジュールの製造
方法は、縁部に複数の電子部品がボンディングされた表
示パネルを主基板保持テーブルに移載するステップと、
予め上面に異方性導電体が貼り付けられた電極を有する
回路基板を複数載置した治具をマガジンより引き出すス
テップと、前記マガジンから引き出された治具から前記
回路基板をピックアップして基板保持テーブルに移載す
るステップと、前記主基板保持テーブルと前記副基板保
持テーブルとを相対的に移動させて電子部品のリードと
回路基板の電極とを位置合わせするステップと、電子部
品のリードを前記異方性導電体を介して前記回路基板の
電極に熱圧着するステップとを含む。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実
施の形態における表示パネルモジュールの製造装置の外
観斜視図である。図１に示すように、本実施の形態の表
示パネルモジュールの製造装置は、本体部１と回路基板
供給部２に大きく分けることができる。回路基板供給部
２については、後に図６を参照しながら説明する。

【０００９】本体部１において、３は基台、４は基台３
のＸ方向上流側に配設される主基板載置テーブルであ
り、主基板載置テーブル４の上には、表示パネル５の縁
部に電子部品６がボンディング済みの表示パネル５が供
給される。７は、主基板載置テーブル４と基台３の上部
に亘ってＸ方向に設けられる移送アーム移動軸であり、
この移送アーム移動軸７には吸着パッド８，９をそれぞ
れ備える移送アーム１０，１１が設けられている。主基
板載置テーブル４上に、供給された表示パネル５は、移
送アーム１０により基台３上に移送される。

【００１０】さて基台３の上部には、次の部材が設けら
れている。図２において、１２は前面側に第１Ｙモータ
１３、背面側に第２Ｙモータ１４の二つのモータを有す
るＹテーブル、１５は第１Ｙモータ１３によりＹ方向に
移動する第１Ｘテーブル、１７は回路基板１６を上面に
保持し、第２Ｙモータ１４が駆動することによりＹ方向
へ移動する、副基板保持テーブルであり、１７Ｌは副基
板保持テーブル１７を昇降させる昇降駆動部である。

【００１１】１８は第１Ｘテーブル１５をＸ方向に移動
させる第１Ｘモータであり、第１Ｘテーブル１５上には
上面に表示パネル５を吸着保持する主基板保持テーブル
１９が設けられている。すなわち、第１Ｙモータ１３、
第２Ｙモータ１４、第１Ｘモータ１８により、主基板保
持テーブル１９と副基板保持テーブル１７を相対的に移
動させる位置合わせ手段が構成されている。

【００１２】また、副基板保持テーブル１７、主基板保
持テーブル１９の上部には、回路基板１６の電極に、電
子部品６のリードを熱圧着する熱圧着ヘッド２０が配設
されている。そして、熱圧着ヘッド２０の奥側には回路
基板１６と表示パネル５の位置合わせ関係を観察する観
察装置２１が設けられている。

【００１３】次に図３を参照しながら、観察装置２１の
構成及び位置合わせ手段による位置合わせ動作の概要に
ついて説明する。観察装置２１のうち、２２は本体部１
の奥側に設けられ、第２Ｘモータ２３により移動ブロッ
ク２４をＸ方向に移動する第２Ｘテーブルであり、移動
ブロック２４の前面には、下方を観察するカメラ２５が
装着されている。そして、第１Ｙモータ１３、第２Ｙモ
ータ１４、第１Ｘモータ１８、第２Ｘモータ２３は、制
御部２８の指令により、協調して作動し、カメラ２５で
取得された画像情報は、制御部２８に出力されるように
なっている。

【００１４】さて、表示パネル５の両角部には、位置合
わせマーク５Ｍが付されており、回路基板１６の両角部
にも位置合わせマーク１６Ｍが付されている。そして、
カメラ２５により、位置合わせマーク５Ｍ，１６Ｍを観
察し、両者の位置ずれ量を検出して、Ｘ方向について
は、第２Ｘモータ１８を駆動することにより、またＹ方
向については、第１Ｙモータ１３、第２Ｙモータ１４の
一方または両方を作動させて位置合わせを行うようにな
っている。

【００１５】次に図４を参照しながら、熱圧着ヘッド２
０の構成について説明する。熱圧着ヘッド２０のうち、
３０は本体部１に固定される逆Ｌ字状の断面を有する固
定フレーム、３１，３２は固定フレーム３０の両側部に
垂直に固定されているガイドレール、３３は背面に設け
られたスライダ３４，３５がガイドレール３１，３２に
スライド自在に係合することにより、固定フレーム３０
の前部に昇降自在に支持される昇降フレームである。昇
降フレーム３３の下方には、電子部品６を上方から押さ
える電子部品押さえ板３３ａが装着されている。なお、
電子部品押さえ板３３ａの取り付け構造については、後
に詳述する。

【００１６】さて、３６は昇降フレーム３３の背面側に
固定されるボールナット、３７は固定フレーム３０の中
央部に垂直に軸架され、ボールナット３６に螺合するボ
ールネジ、３８はボールネジ３７を回転させるＺモータ
である。したがって、Ｚモータ３８を駆動して、ボール
ネジ３７を回転させると、昇降フレーム３３を固定フレ
ーム３０に対して昇降させることができる。

【００１７】また昇降フレーム３３の前面には、シリン
ダ４０〜４４が平行に並べて設けてある。シリンダ４０
〜４４は、それぞれ下向きのロッド４０ａ〜４４ａを供
え、それぞれのロッド４０ａ〜４４ａの下端部には下向
きに熱圧着ブロック４０ｂ〜４４ｂが固定されている。
また熱圧着ブロック４０ｂ〜４４ｂの下端部には、電子
部品６を回路基板１６に押し付ける熱圧着部４０ｃ〜４
４ｃがそれぞれ装着されている。

【００１８】なお、４６は昇降フレーム３３の側部から
前方にかぎ状に突出するブラケット４５の下端部に水平
に固定される冷却管であり、図４には現れていないが、
冷却管４６の熱圧着部４０ｃ〜４４ｃに向かう側に、冷
気を突出する冷気孔４６ａ（図５参照）が開口されてい
る。

【００１９】また５０は、Ｚモータ３８をドライブする
Ｚモータ駆動部、５１はシリンダ４０〜４４をそれぞれ
独立にドライブするシリンダ駆動部である。

【００２０】次に電子部品６のリードが回路基板１６に
熱圧着される時の位置関係を図５を参照しながら説明す
る。図５の鎖線で示すように、回路基板１６が副基板保
持テーブル１７上に載置され、矢印Ｎ１で示すように第
２Ｙモータ１４が駆動され副基板保持テーブル１７上の
回路基板１６は電子部品６に接近する。

【００２１】なおこのとき、昇降駆動部１７Ｌをやや低
いレベルにしており、矢印Ｎ２で示すように、副基板保
持テーブル１７をわずかに上昇させることにより、電子
部品６の下面に回路基板１６の電極１６ａを接触させる
ものである。

【００２２】また電子部品押さえ板３３ａは、昇降フレ
ーム３３の背面に設けたガイドレール５２と、このガイ
ドレール５２にスライド自在に係合するスライダ５３
と、昇降フレーム３３に弾持されたバネ５４により、昇
降フレーム３３に対して昇降可能に装着されている。

【００２３】次に図６を参照しながら、回路基板供給部
２について説明する。回路基板供給部２には、昇降モー
タ６０により昇降する多段のマガジン６１が設けられ、
マガジン６１の各段には、回路基板１６を複数載置する
治具６３が収納されている。治具６３は、本体部１側に
回路基板移載装置６４により引き出される。そして、第
２Ｙモータ１４が駆動して、回路基板供給部２側にいた
った副基板保持テーブル１７上に治具６３から回路基板
１６が移載され、副基板保持テーブル１７が第１Ｘテー
ブル１５側に移動することにより図５に示すような位置
関係になるのである。

【００２４】図１２は回路基板１６の斜視図、図１３
（ａ），（ｂ）は異方性導電体によるリードと電極の接
合原理の説明図である。回路基板１６には、電子部品６
の下面に形成されたリード６ａと電気的に接続される電
極１６ａが形成されており、その上面には異方性導電体
９０が貼り付けられている。図１３（ａ），（ｂ）にお
いて異方性導電体９０は熱硬化性樹脂中に導電性粒子９
０ａを混入したものである。図１３（ａ）に示すように
位置合わせされたリード６ａと電極１６ａの間に異方性
導電体９０をはさみ、リード６ａを電極１６ａへ加圧す
ると、電極１６ａとこの電極１６ａに対向するリード６
ａのみが導電性粒子９０ａを介して電気的に導通する
（図１３（ｂ）を参照）。さらにこの状態で異方性導電
体９０を加熱して硬化させることにより電子部品６を回
路基板１６に固定する。

【００２５】本実施の形態の表示パネルモジュールの製
造装置は、上記のような構成よりなり、次に全体の動作
を説明する。まず、図示していないアウターリードボン
ディング装置により、表示パネル５の縁部に電子部品６
を一枚ずつボンディングする。そして、このボンディン
グが済んだ表示パネル５を主基板載置テーブル４上にセ
ットする。

【００２６】次に移送アーム１０で、主基板載置テーブ
ル４上の表示パネル５をピックアップし、主基板保持テ
ーブル１９上に移載する。すると図１に示す位置関係と
なる。

【００２７】一方、第２Ｙモータ１４を駆動して、副基
板保持テーブル１７を回路基板供給部２に近づけ、回路
基板移送装置６４により予めマガジン６１から引き出さ
れている治具６３上の回路基板１６をピックアップし、
副基板保持テーブル１７上へ移載する。すると図６に示
す位置関係となる。

【００２８】次に、第１Ｙモータ１３を駆動して、表示
パネル５をカメラ２５の下方へ移動し、このカメラ２５
で表示パネル１の位置合わせマーク５Ｍを撮像してその
位置を認識し、この位置合わせマーク５Ｍの位置から表
示パネル５の位置を検出する。

【００２９】次に、第１Ｙモータ１３を駆動して、主基
板保持テーブル１９をカメラ２５の下方から退避させる
とともに、第２Ｙモータ１４を駆動して、副基板保持テ
ーブル１７をカメラ２５の下方へ移動して回路基板１６
の位置合わせマーク１６Ｍを認識し、回路基板１６の位
置を求める。

【００３０】求めた表示パネル５、回路基板１６の位置
に基づいて、図５を参照しながら述べたように、表示パ
ネル５、回路基板１６の位置合わせを行う。このとき、
電子部品６のリードと回路基板１６の電極１６ａが一致
するように、第１のＸモータ１８、第１Ｙモータ１３、
第２Ｙモータ１４を駆動する。また、副基板保持テーブ
ル１７は、昇降駆動部１７Ｌによって、図５に示すよう
に、一旦電子部品６の下方へ移動した後（矢印Ｎ１）、
上昇する（矢印Ｎ２）ことにより、回路基板１６の電極
１６ａ上の異方性導電体９０に電子部品６ｂのリードに
接触させる。

【００３１】次に、図７に示すように、Ｚモータ３８を
駆動して、電子部品押さえ板３３ａを下降させ、電子部
品６を回路基板１６に密着させる。そして、シリンダ４
０〜４４を駆動して、熱圧着ブロック４０ｂ〜４４ｂを
下降させ、電子部品６のリードを回路基板１６の電極１
６ａに押しつけ、電極１６ａを加熱する。その結果、異
方性導電体９０により電子部品６のリード６ａと電極１
６ａが接続される。

【００３２】さて、本実施の形態では、熱圧着ブロック
４０ｂ〜４４ｂを一括して下降させるのではなく、図１
１（ａ）〜（ｄ）に示すように、複数回に分けて下降さ
せるようにしている。ここで、熱圧着ブロック４０ｂ〜
４４ｂは、高温になっているが、このように分割して下
降させることにより、加熱による回路基板１６の熱膨張
を許容範囲内に抑制し、リード６ａと電極１６ａの間で
位置ずれを生じたり、接合後のリード６ａの残留応力を
小さくすることができる。なお、図示しているように、
外側から順に下降させてもよいし、千鳥状に交互に下降
させても差し支えない。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、手間のかかる回路基板
の接続を自動的に行うことができ、作業効率を向上する
ことができる。また異方性導電体を用いてリードと回路
基板を接続するので半田付けに比べて作業工程を短かく
でき生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における表示パネルモジ
ュール製造装置の外観斜視図

【図２】本発明の一実施の形態における表示パネルモジ
ュール製造装置の要部斜視図

【図３】本発明の一実施の形態における表示パネルモジ
ュール製造装置の要部斜視図

【図４】本発明の一実施の形態における熱圧着ヘッドの
斜視図

【図５】本発明の一実施の形態における熱圧着ヘッドの
断面図

【図６】本発明の一実施の形態における表示パネルモジ
ュールの製造装置の側面図

【図７】本発明の一実施の形態における表示パネルモジ
ュールの製造装置の動作説明図

【図８】本発明の一実施の形態における表示パネルモジ
ュールの製造装置の動作説明図

【図９】本発明の一実施の形態における表示パネルモジ
ュールの製造装置の動作説明図

【図１０】本発明の一実施の形態における表示パネルモ
ジュールの製造装置の動作説明図

【図１１】（ａ）本発明の一実施の形態における表示パ
ネルモジュールの製造装置の動作説明図 （ｂ）本発明の一実施の形態における表示パネルモジュ
ールの製造装置の動作説明図 （ｃ）本発明の一実施の形態における表示パネルモジュ
ールの製造装置の動作説明図 （ｄ）本発明の一実施の形態における表示パネルモジュ
ールの製造装置の動作説明図

【図１２】本発明の一実施の形態における回路基板の斜
視図

【図１３】（ａ）本発明の一実施の形態における異方性
導電体によるリードと電極の接合原理の説明図 （ｂ）本発明の一実施の形態における異方性導電体によ
るリードと電極の接合原理の説明図

【図１４】（従来も本案も電子機器は同じものが対象と
なる）電子機器に組込まれる表示パネルモジュールの斜
視図

【符号の説明】

５ 表示パネル ６ 電子部品 １３ 第１Ｙモータ １４ 第２Ｙモータ １６ 回路基板 １７ 副基板保持テーブル １８ 第１Ｘモータ １９ 主基板保持テーブル ２０ 熱圧着ヘッド ９０ 異方性導電体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09F 9/00 G02F 1/1345 G02F 1/13 H05K 1/14 H05K 3/36

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示パネルを保持する主基板保持テーブル
   と、回路基板を保持する副基板保持テーブルと、縁部に
   複数の電子部品がボンディングされた表示パネルを前記
   主基板テーブルへ移送する移送アームと、電極に異方性
   導電体が貼り付けられた回路基板を治具に複数載置して
   供給する回路基板供給部と、前記回路基板供給部から回
   路基板をピックアップして前記副基板保持テーブルに移
   載する回路基板移送装置と、前記電子部品のリードと前
   記回路基板の電極とを位置合わせすべく前記主基板保持
   テーブルと前記副基板保持テーブルとを相対的に移動さ
   せる位置合わせ手段と、前記電子部品のリードを前記異
   方性導電体を介して前記回路基板の電極に熱圧着する熱
   圧着ヘッドを備えたことを特徴とする表示パネルモジュ
   ールの製造装置。
2. 【請求項２】前記回路基板供給部が前記治具を収納する
   マガジンを備えることを特徴とする請求項１記載の表示
   パネルモジュールの製造装置。
3. 【請求項３】縁部に複数の電子部品がボンディングされ
   た表示パネルを主基板保持テーブルに移載するステップ
   と、予め上面に異方性導電体が貼り付けられた電極を有
   する回路基板を複数載置した治具をマガジンより引き出
   すステップと、前記マガジンから引き出された治具から
   前記回路基板をピックアップして基板保持テーブルに移
   載するステップと、前記主基板保持テーブルと前記副基
   板保持テーブルとを相対的に移動させて電子部品のリー
   ドと回路基板の電極とを位置合わせするステップと、電
   子部品のリードを前記異方性導電体を介して前記回路基
   板の電極に熱圧着するステップとを含むことを特徴とす
   る表示パネルモジュールの製造方法。