JP3909816B2 - 液晶表示パネルへの回路部品接続装置 - Google Patents
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- H01L2924/35—Mechanical effects
- H01L2924/351—Thermal stress
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルの端子部に異方性導電膜を介して回路部品を接続する回路部品接続装置に関し、さらに詳しく言えば、ヒーターバーの加熱による端子部の熱変形を防止する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルの端子部に、例えばＴＣＰ基板やフレキシブル配線板を接続したり、ＩＣチップを搭載する場合、熱硬化型の異方性導電膜（ＡＣＦ）がよく使われる。異方性導電膜は、熱硬化性のバインダに導電性粒子を混ぜ込んで膜状としたもので、２つの導体間で加熱加圧されることにより、導電性粒子で導体間の導通がとられ、バインダ樹脂にて導体間の接続が保持される。
【０００３】
図４に示すように、液晶表示パネル１の端子部１ａに異方性導電膜２を介して例えばＴＣＰ基板３を接続する場合、液晶表示パネル１の端子部１ａに異方性導電膜２を貼り付け、それにＴＣＰ基板３を仮付けした後、高温に加熱したヒーターバー４で圧力を加えながら短時間圧着することにより、異方性導電膜２のバインダ樹脂を硬化させて接続を行う。
【０００４】
液晶表示パネル１の基板はガラスであるため、高温に加熱したヒーターバー４で端子部１ａに圧力を加えると、図５（ａ）に誇張して示すように、端子部１ａに反りが発生する。これは、ヒーターバー４にて押圧される側の面と反対側の面との温度差に起因する熱膨張の差によるもので、特にガラスの板厚が０．４ｍｍのように薄くなると反りが顕著になる。
【０００５】
この反りは、端子部１ａがヒーターバー４から解放された後に現れるが、その後に基板が冷めてくると、異方性導電膜２の収縮力によって、図５（ｂ）に誇張して示すように、端子部１ａが図５（ａ）とは逆方向に反ることもある。
【０００６】
いずれにしても、端子部１ａに反りが発生すると、導電性粒子による導通状態に悪影響が出て、信頼性試験で導電性粒子の接続部の接点が剥がれ導通不良を引き起こす原因となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、液晶表示パネルの端子部に異方性導電膜を介して回路部品を接続する際、ヒーターバーの加熱加圧による端子部の反りを確実に防止することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、液晶表示パネルの端子部に異方性導電膜を介して所定の回路部品を接続する液晶表示パネルへの回路部品接続装置において、上記端子部の部品接続面に対して前進・後退する第１ヒータバーおよびその第１駆動部と、上記第１ヒータバーとは反対側から上記端子部の反部品接続面に対して前進・後退する第２ヒータバーおよびその第２駆動部と、上記各ヒータバーの加熱温度を制御する加熱制御部および上記各駆動部の動作を制御する駆動制御部とを含み、上記加熱制御部は、上記第１および第２ヒータバーを実質的に同一の加熱温度に維持し、上記駆動制御部は、上記異方性導電膜を介して上記回路部品が配置された上記端子部に対して、上記第１ヒータバーと上記第２ヒータバーとを前進させて同時に押圧して加熱し、所定の加熱時間経過後、先に上記第２ヒータバーを後退させてから、上記第１ヒータバーを後退させるように、上記各駆動部の動作を制御することを特徴としている。
【０００９】
このように、端子部の両面にヒーターバーを押し付けて同じ温度に加熱することにより、ガラス基板の反りが防止されるとともに、圧着時間を短縮することができる。
【００１０】
また、ヒーターバーを解放する際には、反部品接続面（裏面）側の第２ヒーターバーを先に解放して、部品接続面側と反部品接続面側とに積極的に温度差を持たせることにより、部品接続面側に生ずる凸方向に反ろうとする力（図５（ａ）参照）と、異方性導電膜のバインダ樹脂の硬化収縮により生ずる凹方向に反ろうとする力（図５（ｂ）参照）とがバランスされ、全体としての反りをなくすことができる。
【００１１】
なお、必ずしも上記加熱制御部と上記駆動制御部とを別々に用意する必要はなく、例えばマイクロコンピュータなどに、それらの各機能を持たせて制御部を一つとすることも可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、図１および図２を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態においても、液晶パネル１の端子部１ａに異方性導電膜２を介してＴＣＰ基板３を接続する場合を例としている。
【００１３】
この接続装置１０は、第１ヒーターバー２０と第２ヒーターバー３０の２つのヒーターバーと、液晶パネル１を挟持してその端子部１ａを各ヒーターバー２０，３０の間に搬送するクランパー４０と、各ヒーターバー２０，３０の温度および動作を制御する制御手段５０とを備えている。
【００１４】
この実施形態において、第１ヒーターバー２０は端子部１ａの部品接続面側（上面側）に配置され、第２ヒーターバー３０は端子部１ａの反部品接続面側（下面側）に配置されている。第１ヒーターバー２０と第２ヒーターバー３０は、ともに駆動部２１，３１を備え、端子部１ａに対して前進・後退（昇降）する。
【００１５】
駆動部２１，３１には、例えばエア（油圧）シリンダや電磁ソレノイドが用いられ、制御手段５０からの指示信号にてしたがって作動する。なお、図示されいてないが、各ヒーターバー２０，３０には電気ヒータが設けられており、この実施形態では、その加熱温度も制御手段５０によって制御される。
【００１６】
クランパー４０は一対のアーム４１，４２を備え、それらの間に液晶パネル１を挟んで、図１の待機位置と図２の圧着位置との間を往復動する。クランパー４０の往復動は手動によってもよいが、エアシリンダなどで駆動する場合には、ヒーターバー２０，３０の動作と関連させて制御手段５０にて自動制御することも可能である。
【００１７】
次に、この接続装置１０の動作の一例を説明する。なお、液晶パネル１をクランパー４０に保持させて、その端子部１ａに異方性導電膜２を貼り付け、その上にＴＣＰ基板３を仮付けする。
【００１８】
クランパー４０を動かして、図２に示すように、端子部１ａをヒーターバー２０，３０間の圧着位置に移動させる。制御部５０は、ヒーターバー２０，３０を同一加熱温度として端子部１ａに所定の圧力で同時に押し付け、端子部１ａの両面から加熱して異方性導電膜２を硬化させて端子部１ａとＴＣＰ基板３とを電気的・機械的に接続する。
【００１９】
加熱が終了すると、制御部５０はヒーターバー２０，３０を後退させるが、その場合、下側の第２ヒーターバー３０を先に端子部１ａから離し、その後に上側の第１ヒータバー２０を端子部１ａから離す。図３に接続終了後の端子部１ａを図２の右側から見た側面図を示す。
【００２０】
これにより、端子部１ａの部品接続面Ｕ側の温度が高く、反部品接続面Ｌ側の温度が低くなるため、先の図５（ａ）に示すように、部品接続面Ｕ側には凸方向に反ろうとする力が発生する。
【００２１】
これに対して、反部品接続面Ｌ側には異方性導電膜２のバインダ樹脂の硬化収縮により、先の図５（ｂ）に示すように、凹方向に反ろうとする力が発生する。本発明では、これらの力のバランスにより、全体としての反りをなくすことができる。
【００２２】
【実施例】
厚さ０．４ｍｍのＡＮガラスよりなる液晶表示パネルの端子部に異方性導電膜を用いてＴＣＰ基板を接続するにあたって、その端子部に接続抵抗評価用として幅３５ｍｍ，１５Ω／□のＩＴＯベタパターンを形成し、端子ピッチ５０μｍのＴＣＰ基板を接続した。なお、異方性導電膜には日立化成社製のＡＣ７２０６を使用した。
【００２３】
《実施例１》
上ヒーターバー，下ヒーターバーともに設定温度１９０℃、圧力２ＭＰ，加熱圧着時間１５秒とし、１５秒後に先に下ヒーターバーを解放し、その１秒後に上ヒーターバーを解放した。接続抵抗値の分布は５〜８Ωでほぼ均一であった。
【００２４】
〈比較例１〉
上ヒーターバーと、非加熱の下受台の組み合わせとしたほかは、上記実施例１と同じ設定条件で、上ヒーターバーのみにて１５秒間加熱圧着を行った。接続抵抗を測定した結果、ＴＣＰ基板の中央付近の接続抵抗が５〜８Ωであったのに対して、両サイド１０ｍｍ付近の接続抵抗は１５〜２０Ωであった。
【００２５】
〈比較例２〉
上記比較例１の下受台を７０℃に加熱して、上記比較例１と同じ設定条件で加熱圧着を行った。抵抗値の分布は５〜１５Ωと上記比較例１よりも改善されたが、依然としてばらつきは大きかった。
なお、ＣＯＧ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）に適用される短時間硬化型の異方性導電膜の場合には、抵抗値分布のばらつきがより顕著になる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、端子部の部品接続面に対して前進・後退する第１ヒータバーと、端子部の反部品接続面に対して前進・後退する第２ヒータバーとを使用し、異方性導電膜を介して回路部品が配置された端子部を各ヒータバーにて同時に所定時間加熱圧着した後、端子部から先に第２ヒータバーを離し、その後に第１ヒータバーを離すようにしたことにより、端子部の反りを確実に防止することができる。
【００２７】
また、ヒータバーを２本としたことにより熱容量が増え、例えば従来では加熱圧着時間に１５秒要していたところを１２秒でよくなり、加熱圧着時間の短縮も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態で液晶表示パネルの端子部が待機位置にあるときの状態を示す模式図。
【図２】本発明の実施形態で液晶表示パネルの端子部が圧着位置にあるときの状態を示す模式図。
【図３】上記実施形態で圧着された端子部を示す側面図。
【図４】従来例を示す模式図。
【図５】加熱圧着により端子部に発生する反りを示す説明図。
【符号の説明】
１０ 接続装置
２０ 第１ヒータバー
２１ 駆動部
３０ 第２ヒータバー
３１ 駆動部
４０ クランパー
５０ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルの端子部に異方性導電膜を介して回路部品を接続する回路部品接続装置に関し、さらに詳しく言えば、ヒーターバーの加熱による端子部の熱変形を防止する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルの端子部に、例えばＴＣＰ基板やフレキシブル配線板を接続したり、ＩＣチップを搭載する場合、熱硬化型の異方性導電膜（ＡＣＦ）がよく使われる。異方性導電膜は、熱硬化性のバインダに導電性粒子を混ぜ込んで膜状としたもので、２つの導体間で加熱加圧されることにより、導電性粒子で導体間の導通がとられ、バインダ樹脂にて導体間の接続が保持される。
【０００３】
図４に示すように、液晶表示パネル１の端子部１ａに異方性導電膜２を介して例えばＴＣＰ基板３を接続する場合、液晶表示パネル１の端子部１ａに異方性導電膜２を貼り付け、それにＴＣＰ基板３を仮付けした後、高温に加熱したヒーターバー４で圧力を加えながら短時間圧着することにより、異方性導電膜２のバインダ樹脂を硬化させて接続を行う。
【０００４】
液晶表示パネル１の基板はガラスであるため、高温に加熱したヒーターバー４で端子部１ａに圧力を加えると、図５（ａ）に誇張して示すように、端子部１ａに反りが発生する。これは、ヒーターバー４にて押圧される側の面と反対側の面との温度差に起因する熱膨張の差によるもので、特にガラスの板厚が０．４ｍｍのように薄くなると反りが顕著になる。
【０００５】
この反りは、端子部１ａがヒーターバー４から解放された後に現れるが、その後に基板が冷めてくると、異方性導電膜２の収縮力によって、図５（ｂ）に誇張して示すように、端子部１ａが図５（ａ）とは逆方向に反ることもある。
【０００６】
いずれにしても、端子部１ａに反りが発生すると、導電性粒子による導通状態に悪影響が出て、信頼性試験で導電性粒子の接続部の接点が剥がれ導通不良を引き起こす原因となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、液晶表示パネルの端子部に異方性導電膜を介して回路部品を接続する際、ヒーターバーの加熱加圧による端子部の反りを確実に防止することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、液晶表示パネルの端子部に異方性導電膜を介して所定の回路部品を接続する液晶表示パネルへの回路部品接続装置において、上記端子部の部品接続面に対して前進・後退する第１ヒータバーおよびその第１駆動部と、上記第１ヒータバーとは反対側から上記端子部の反部品接続面に対して前進・後退する第２ヒータバーおよびその第２駆動部と、上記各ヒータバーの加熱温度を制御する加熱制御部および上記各駆動部の動作を制御する駆動制御部とを含み、上記加熱制御部は、上記第１および第２ヒータバーを実質的に同一の加熱温度に維持し、上記駆動制御部は、上記異方性導電膜を介して上記回路部品が配置された上記端子部に対して、上記第１ヒータバーと上記第２ヒータバーとを前進させて同時に押圧して加熱し、所定の加熱時間経過後、先に上記第２ヒータバーを後退させてから、上記第１ヒータバーを後退させるように、上記各駆動部の動作を制御することを特徴としている。
【０００９】
このように、端子部の両面にヒーターバーを押し付けて同じ温度に加熱することにより、ガラス基板の反りが防止されるとともに、圧着時間を短縮することができる。
【００１０】
また、ヒーターバーを解放する際には、反部品接続面（裏面）側の第２ヒーターバーを先に解放して、部品接続面側と反部品接続面側とに積極的に温度差を持たせることにより、部品接続面側に生ずる凸方向に反ろうとする力（図５（ａ）参照）と、異方性導電膜のバインダ樹脂の硬化収縮により生ずる凹方向に反ろうとする力（図５（ｂ）参照）とがバランスされ、全体としての反りをなくすことができる。
【００１１】
なお、必ずしも上記加熱制御部と上記駆動制御部とを別々に用意する必要はなく、例えばマイクロコンピュータなどに、それらの各機能を持たせて制御部を一つとすることも可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、図１および図２を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態においても、液晶パネル１の端子部１ａに異方性導電膜２を介してＴＣＰ基板３を接続する場合を例としている。
【００１３】
この接続装置１０は、第１ヒーターバー２０と第２ヒーターバー３０の２つのヒーターバーと、液晶パネル１を挟持してその端子部１ａを各ヒーターバー２０，３０の間に搬送するクランパー４０と、各ヒーターバー２０，３０の温度および動作を制御する制御手段５０とを備えている。
【００１４】
この実施形態において、第１ヒーターバー２０は端子部１ａの部品接続面側（上面側）に配置され、第２ヒーターバー３０は端子部１ａの反部品接続面側（下面側）に配置されている。第１ヒーターバー２０と第２ヒーターバー３０は、ともに駆動部２１，３１を備え、端子部１ａに対して前進・後退（昇降）する。
【００１５】
駆動部２１，３１には、例えばエア（油圧）シリンダや電磁ソレノイドが用いられ、制御手段５０からの指示信号にてしたがって作動する。なお、図示されいてないが、各ヒーターバー２０，３０には電気ヒータが設けられており、この実施形態では、その加熱温度も制御手段５０によって制御される。
【００１６】
クランパー４０は一対のアーム４１，４２を備え、それらの間に液晶パネル１を挟んで、図１の待機位置と図２の圧着位置との間を往復動する。クランパー４０の往復動は手動によってもよいが、エアシリンダなどで駆動する場合には、ヒーターバー２０，３０の動作と関連させて制御手段５０にて自動制御することも可能である。
【００１７】
次に、この接続装置１０の動作の一例を説明する。なお、液晶パネル１をクランパー４０に保持させて、その端子部１ａに異方性導電膜２を貼り付け、その上にＴＣＰ基板３を仮付けする。
【００１８】
クランパー４０を動かして、図２に示すように、端子部１ａをヒーターバー２０，３０間の圧着位置に移動させる。制御部５０は、ヒーターバー２０，３０を同一加熱温度として端子部１ａに所定の圧力で同時に押し付け、端子部１ａの両面から加熱して異方性導電膜２を硬化させて端子部１ａとＴＣＰ基板３とを電気的・機械的に接続する。
【００１９】
加熱が終了すると、制御部５０はヒーターバー２０，３０を後退させるが、その場合、下側の第２ヒーターバー３０を先に端子部１ａから離し、その後に上側の第１ヒータバー２０を端子部１ａから離す。図３に接続終了後の端子部１ａを図２の右側から見た側面図を示す。
【００２０】
これにより、端子部１ａの部品接続面Ｕ側の温度が高く、反部品接続面Ｌ側の温度が低くなるため、先の図５（ａ）に示すように、部品接続面Ｕ側には凸方向に反ろうとする力が発生する。
【００２１】
これに対して、反部品接続面Ｌ側には異方性導電膜２のバインダ樹脂の硬化収縮により、先の図５（ｂ）に示すように、凹方向に反ろうとする力が発生する。本発明では、これらの力のバランスにより、全体としての反りをなくすことができる。
【００２２】
【実施例】
厚さ０．４ｍｍのＡＮガラスよりなる液晶表示パネルの端子部に異方性導電膜を用いてＴＣＰ基板を接続するにあたって、その端子部に接続抵抗評価用として幅３５ｍｍ，１５Ω／□のＩＴＯベタパターンを形成し、端子ピッチ５０μｍのＴＣＰ基板を接続した。なお、異方性導電膜には日立化成社製のＡＣ７２０６を使用した。
【００２３】
《実施例１》
上ヒーターバー，下ヒーターバーともに設定温度１９０℃、圧力２ＭＰ，加熱圧着時間１５秒とし、１５秒後に先に下ヒーターバーを解放し、その１秒後に上ヒーターバーを解放した。接続抵抗値の分布は５〜８Ωでほぼ均一であった。
【００２４】
〈比較例１〉
上ヒーターバーと、非加熱の下受台の組み合わせとしたほかは、上記実施例１と同じ設定条件で、上ヒーターバーのみにて１５秒間加熱圧着を行った。接続抵抗を測定した結果、ＴＣＰ基板の中央付近の接続抵抗が５〜８Ωであったのに対して、両サイド１０ｍｍ付近の接続抵抗は１５〜２０Ωであった。
【００２５】
〈比較例２〉
上記比較例１の下受台を７０℃に加熱して、上記比較例１と同じ設定条件で加熱圧着を行った。抵抗値の分布は５〜１５Ωと上記比較例１よりも改善されたが、依然としてばらつきは大きかった。
なお、ＣＯＧ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）に適用される短時間硬化型の異方性導電膜の場合には、抵抗値分布のばらつきがより顕著になる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、端子部の部品接続面に対して前進・後退する第１ヒータバーと、端子部の反部品接続面に対して前進・後退する第２ヒータバーとを使用し、異方性導電膜を介して回路部品が配置された端子部を各ヒータバーにて同時に所定時間加熱圧着した後、端子部から先に第２ヒータバーを離し、その後に第１ヒータバーを離すようにしたことにより、端子部の反りを確実に防止することができる。
【００２７】
また、ヒータバーを２本としたことにより熱容量が増え、例えば従来では加熱圧着時間に１５秒要していたところを１２秒でよくなり、加熱圧着時間の短縮も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態で液晶表示パネルの端子部が待機位置にあるときの状態を示す模式図。
【図２】本発明の実施形態で液晶表示パネルの端子部が圧着位置にあるときの状態を示す模式図。
【図３】上記実施形態で圧着された端子部を示す側面図。
【図４】従来例を示す模式図。
【図５】加熱圧着により端子部に発生する反りを示す説明図。
【符号の説明】
１０ 接続装置
２０ 第１ヒータバー
２１ 駆動部
３０ 第２ヒータバー
３１ 駆動部
４０ クランパー
５０ 制御部
Claims (2)
- 液晶表示パネルの端子部に異方性導電膜を介して所定の回路部品を接続する液晶表示パネルへの回路部品接続装置において、
上記端子部の部品接続面に対して前進・後退する第１ヒータバーおよびその第１駆動部と、上記第１ヒータバーとは反対側から上記端子部の反部品接続面に対して前進・後退する第２ヒータバーおよびその第２駆動部と、上記各ヒータバーの加熱温度を制御する加熱制御部および上記各駆動部の動作を制御する駆動制御部とを含み、
上記加熱制御部は、上記第１および第２ヒータバーを実質的に同一の加熱温度に維持し、
上記駆動制御部は、上記異方性導電膜を介して上記回路部品が配置された上記端子部に対して、上記第１ヒータバーと上記第２ヒータバーとを前進させて同時に押圧して加熱し、所定の加熱時間経過後、先に上記第２ヒータバーを後退させてから、上記第１ヒータバーを後退させるように、上記各駆動部の動作を制御することを特徴とする液晶表示パネルへの回路部品接続装置。 - 上記加熱制御部および上記駆動制御部が、同一の制御手段に含まれる請求項１に記載の液晶表示パネルへの回路部品接続装置。
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003140179A JP2003140179A (ja) | 2003-05-14 |
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ID=19149726
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2001
- 2001-10-31 JP JP2001334626A patent/JP3909816B2/ja not_active Expired - Fee Related
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