JP3964655B2 - 位置決め方法 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、一方の基板に設けられた基準マーカと他方の基板に設けられた位置合わせ用マーカとの各マーカの位置の重ね合わせを認識する撮影手段である認識用カメラに撮影しながら行う位置決め方法に関する。
【従来の技術】
【０００２】
従来、一般の回路基板と回路基板との接続や液晶表示装置のモジュール化工程においては、二枚の配線基板をある間隔を維持しつつ、配線基板表面に作製された画素や電極パターンを合わせるために、それぞれの配線基板に付けられた位置決めマーカを合わせることにより、二枚の配線基板の位置決めが行われている。例えば、図９（ａ）に示す位置決めマーカの例は、一方の配線基板に正円形状の基準マーカＮが設けられ、他方の配線基板に位置合わせ用マーカＮ１が正円形状の基準マーカＮよりも一回り大きく設けられ、これらの各マーカＮ，Ｎ１を重ね合わせて位置決めを行っている。また、図８（ａ）に示す位置決めマーカの例は、一方の配線基板に基準マーカＮ３が十字状に設けられ、他方の配線基板に位置合わせ用マーカＮ４が十字状に設けられ、これら十字状の各マーカＮ３，Ｎ４を重ね合わせて位置決めを行っている。位置決めは各マーカの位置を認識する撮影手段（認識用カメラ）に撮影しながら行う。これらの例は、最も代表的な例であり、配線二枚の基板の表面に配置されたマーカは、各々単一（一つずつ）の同一形状で位置決めを行うものであるが、二枚の配線基板に各々単一（一つずつ）であるが、異なる形状のものもある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のマーカでは、基板表面に配置された位置決めマーカが、その認識用カメラの視野から外れた場合、手動にて（目視により）マーカを探す必要がある。例えば、図８（ｂ）と図９（ｂ）に示すように、認識用カメラの視野Ｓから外れた場合には、マーカの探索に多くの時間を費やさざるを得ず、これを解消するために、複雑な位置決めプログラムを用いたプロセスを開発して使用しているのが実情である。また、位置決め用マーカを認識用カメラ等で捕捉することができたとしても、どの方向にどれくらいの距離で現在の位置ずれを補正すれば良いかを認識することは容易ではなかった。
【０００４】
通常、半導体や液晶パネルなどの二枚の配線基板の位置決めは、サブミクロンから数十ミクロンまでの精度が要求されている。よって、基板位置を認識する認識用カメラの視野範囲は、直径数ミクロンから数百ミクロンまであり、この範囲内に二枚の配線基板を精度良く、位置決めすることは困難である。また、液晶パネルなどは、配線基板表面に数種類のパターンが形成されており、これらのパターンの絶対的な位置決め精度は、それぞれのパターン毎のマスクの位置決め精度に支配される。このことより、マスク枚数が多くなればなる程、位置決め補正、位置合わせ処理に時間がかかることとなる。
【０００５】
そこで本発明の目的は、位置決め用マーカの捕捉範囲を拡大するとともに、一方の基板のマーカと他方の基板のマーカとの位置合わせ方向（位置ずれ補正方向）、位置合わせ距離（位置ずれ補正距離）や位置合わせ角度（位置ずれ補正角度）を割り出すことが可能な位置合わせ方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
【０００７】
【０００８】
この目的を達成するために本発明の請求項１記載の位置決め方法は、配線基板相互の位置決めを、一方の基板に設けられた基準マーカと他方の基板に設けられた位置合わせ用マーカとの各マーカの位置の重ね合わせを認識する撮影手段である認識用カメラに撮影しながら行う位置決め方法であって、他方の基板の位置合わせ用マーカを、ある一つの中心マーカと、この中心マーカを中心とする３６０度の放射線上の位置に中心マーカからの距離が異なる複数の外周マーカとを設け、この中心マーカは基準マーカと大きさがほぼ一致し、この各外周マーカは中心マーカからの距離が離れるごとにその大きさを大きくさせて、一方の基板の基準マーカを重ね合わせたときの外周マーカの位置から中心マーカへの位置ずれを割り出して、その結果に応じて、上記撮影手段である認識用カメラに撮影しながら上記基準マーカを外周マーカ側から中心マーカに向かって移動させることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、中心マーカを中心とする３６０度の放射線上の位置に中心マーカからの距離が離れるごとにその大きさを大きくさせた複数の外周マーカが設けられているので、位置決めに際し、認識用カメラにより外周マーカのいずれかを捕捉する確率が高くなる。また、認識用カメラにより複数の外周マーカのいずれかを捕捉することができれば、各外周マーカは中心マーカからの距離が離れるごとにその大きさを大きくさせているので、一方の基板の基準マーカの中心マーカへの位置決め距離（位置ずれ補正距離）が割り出され、その結果に応じて、上記撮影手段である認識用カメラに撮影しながら上記基準マーカを大きさの大きな外周マーカから小さな外周マーカに向かって移動させれば、中心マーカの位置に容易に位置合わせさせることができる。
【００１０】
本発明の請求項２記載の位置決め方法は、前記外周マーカは、中心マーカを中心とする３６０度の放射線上の位置に配置される一群のマーカ群とすると、この一群のマーカ群は３６０／ｎ度回転対称となる位置にｎ個配置されているとともに、同心円上に配置されて いることを特徴とする。また、本発明の請求項３記載の位置決め方法は、前記一方の基板の基準マーカが正円状であり、他方の基板の位置合わせ用マーカが正円状であるか、又は、前記一方の基板の基準マーカが十字状であり、他方の基板の位置合わせ用マーカが十字状であることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、基準マーカの中心マーカに対する位置ずれ角度を割り出すこととなる。すなわち、回転対称になる、例えば１２０度、９０度や４５度ごとに外周マーカを形成することにより、カメラの視野範囲に捕らえた外周マーカとの関係で、その視野範囲の外周マーカから中心マーカまでの位置ずれ角度（位置ずれ補正角度）が割り出される。
【００１２】
本発明の請求項４記載の位置決め方法は、前記一方の配線基板は、一対の基板間に液晶層が挟持される液晶表示パネルの一方の基板又はこの一方の基板の外周に配されるフレキシブル配線基板であり、前記他方の配線基板は、上記液晶表示パネルの一方の基板に対応して配されるフレキシブル配線基板又は上記フレキシブル配線基板に対応して配されるプリント配線基板であることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、液晶表示パネルの一方の基板とこの一方の基板に対応して配されるフレキシブル配線基板とを前記基準マーカと外周マーカとの関係によりその位置決め方向（位置ずれ補正方向）、位置決め距離（位置ずれ補正距離）、又は、位置ずれ角度（位置ずれ補正角度）を割り出し、瞬時に位置決めすることとなる。他方、液晶表示パネルの一方の基板の外周に配されるフレキシブル配線基板とこのフレキシブル配線基板に対応して配されるプリント配線基板とを前記基準マーカと外周マーカとの関係によりその位置決め方向（位置ずれ補正方向）、位置決め距離（位置ずれ補正距離）、又は、位置ずれ角度（位置ずれ補正角度）を瞬時に割り出し、速やかに位置決めすることとなる。
【発明の実施の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
（第１の実施の形態）
本実施の形態は、図1乃至図４に示すように、液晶表示装置におけるＣＯＧ実装に本発明を適用したものである。すなわち、液晶層を一対の基板で挟み込み液晶表示パネル１を表示するための駆動用半導体素子ＩＣが設けられた液晶表示パネル１と、液晶表示パネル１の外周に配されるプリント配線基板ＰＣと、液晶表示パネル１とプリント配線基板ＰＣとの間に配され液晶表示パネル１の駆動用回路とプリント配線基板ＰＣの駆動用半導体素子とを電気接続するフレキシブル配線基板ＦＣとからなる（図９参照）。接続する順番は、まず液晶表示パネル１とフレキシブル配線基板ＦＣとを接続し、次にフレキシブル配線基板ＦＣとプリント配線基板ＰＣとを接続する。液晶表示パネル１とフレキシブル配線基板ＦＣ、フレキシブル配線基板ＦＣとプリント配線基板ＰＣの接続は、異方導電性接着剤（Anisotropic Conductive Film、以下ＡＣＦと称する）を使用している。なお、フレキシブル配線基板ＦＣの端子電極３と液晶パネル１の端子電極４は、対向する直線状に形成されている（図２）。
【００１６】
本実施の形態は、液晶表示パネル１の一方の基板１Ａの実装領域に正円状の基準マーカＭが左右に各々一対設けられ、他方、フレキシブル配線基板ＦＣに位置合わせ用のマーカＭ１、Ｍ２が設けられている（図３、図４）。位置合わせ用のマーカＭ１、Ｍ２は、ある一つの中心マーカＭ１と、この中心マーカＭ１を中心とする３６０度の放射線上の位置に中心マーカＭ１からの距離が離れるごとにその大きさを大きくさせた外周マーカＭ２とからなり、外周マーカＭ２は中心マーカＭ１を中心とする３６０度の放射線上の位置に複数設けられている。すなわち、位置合わせ用のマーカＭ１、Ｍ２は、中心マーカＭ１を中心とし、その４５度ずつの回転対称の位置に外周マーカＭ２が配置されている。したがって、対称軸Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４を中心に４５度ずつ回転移動させても、同心円上に同一形状、同一の大きさのマーカＭ２が存在することになる。本実施の形態のマーカＭ２の位置を式で表すと、３６０／ｎ度回転対称となる位置に一群のマーカ群がｎ個配置されていることとなる。ただし、ｎ＞２である自然数であり、一群のマーカ群とは、３６０／ｎ度の回転対称となる位置に設けられるマーカＭ２の集合体である。
【００１７】
そして、中心マーカＭ１は基準マーカＭとその形状と大きさがほぼ一致し、外周マーカＭ２は中心マーカＭ１からの距離が離れるごとにその形状が大きく形成されている。したがって、大きさの大きな外周マーカＭ２から小さな外周マーカＭ２に向かって移動させれば、中心マーカＭ１の位置に容易に位置合わせさせることができるようになっている。
【００１８】
中心マーカＭ１と外周マーカＭ２は、フレキシブル配線基板ＦＣの導電部３の銅箔等の金属箔をくり抜いて形成されているが、フレキシブル配線基板ＦＣを貫通させた穴で形成させることも可能である。位置合わせ用マーカＭ２の内側は透明であるが、導電部の端子電極３は銅箔等の金属箔で形成されているために光を通さない。カバーフィルム６とベースフィルム７は位置合わせ用マーカＭ２を構成している銅箔等の金属箔３を挟んでいるのみであり、特に何も施していない（図４の右側の断面図参照）。このベースフィルム（基材）７とカバーフィルム（保護膜）６は樹脂で形成された多層膜構造であり、非導電性であると共に半透明なため光を通す。したがって、半透明な樹脂６，７を介して基準マーカＭと位置合わせ用マーカＭ１，Ｍ２との位置合わせが可能になっている。
【００１９】
本実施の形態によれば、いずれかの外周マーカＭ２が認識用カメラの視野内に捉えられれば、瞬時に位置決めが行える。すなわち、外周マーカＭ２は、その大きさにより中心マーカＭ１までの距離の情報が示されていることとなり、いずれかの外周マーカＭ２の位置に基準マーカＭを合わせれば、中心マーカＭ１に対する距離が割り出される。すなわち、外周マーカＭ２は中心マーカＭ１を中心とする３６０度の放射線上の位置において、その４５度ずつの回転対称の位置に配置されているので、外周マーカＭ２の位置に合わせると中心マーカＭ１までの位置ずれ補正角度が割り出される。
【００２０】
なお、本実施の形態は、左右一対の基準マーカＭと左右一対の位置合わせ用のマーカＭ１，Ｍ２によるものであるが、一方の配線基板（液晶表示パネル１の一方の基板１Ａ又はフレキシブル配線基板ＦＣ）と他方の配線基板（液晶表示パネル１の一方の基板１Ａ又はフレキシブル配線基板ＦＣ）に、各々一つずつのマーカを形成して位置決めしても良い。
【００２１】
（第２の実施の形態）
本実施の形態は、上記第１の実施の形態の左右の位置合わせ用のマーカが異なる形状に形成されている。すなわち、図４及び図５の下側に示すように、フレキシブル配線基板ＦＣの図中左右の上方の外周マーカＭ２は正円の円形形状に形成され、図中左右の下方の外周マーカＭ４は十字形状に形成されている。また、上方の位置における中心マーカＭ１は、正円形状であり、液晶表示パネル１の一方の基板１Ａには、第１の実施の形態と同様、正円形状の基準マーカＭ，Ｍが形成されている。また、下方の位置における中心マーカＭ３は、十字形状であり、液晶表示パネル１の一方の基板１Ａには、十字形状の基準マーカＭ，Ｍが形成されている。なお、図４と図５の例は、上方に左右一対の第１の実施の形態の正円形状が設けられ、下方に左右一対の第２の実施の形態の十字形状が設けられて、この両者で位置決めを高精度に行うものである。
【００２２】
このような二枚の配線基板１Ａ，ＦＣを位置決めするに際しては、位置合わせ用マーカの位置を認識する撮影手段（認識用カメラ）が正円形状の外周マーカＭ２を認識すると、それは必ず上方の位置決めであり、十字状の外周マーカＭ４を認識すると、それは必ず下方側の位置決めである。したがって、各々中心マーカＭ１，Ｍ３から放射状の位置に形成されている両外周マーカＭ２，Ｍ４が混在する箇所においても、上下いずれの位置決めのものかが容易に認識できることとなる。このように、いくつかの位置合わせを同時に行う場合には、位置合わせ用の外周マーカＭ２，Ｍ４が各々異なる形状に形成すると良い。
【００２３】
（第３の実施の形態）
本実施の形態は、図６に示すように、フレキシブル配線基板ＦＣに位置合わせ用のマーカＭ５、Ｍ６が設けられている。位置合わせ用のマーカＭ５、Ｍ６は、ある一つの中心マーカＭ５と、この中心マーカＭ５を中心とする３６０度の放射線上の位置に中心マーカＭ５からの距離が異なる外周マーカＭ６とからなり、外周マーカＭ６は中心マーカＭ５を中心とする３６０度の放射線上の位置に複数設けられている。すなわち、位置合わせ用のマーカＭ５、Ｍ６は、中心マーカＭ５を中心とし、その１２０度ずつの回転対称の位置に配置されている。したがって、対称軸Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を中心に１２０度ずつ回転移動させても、同心円上に同一形状、同一の大きさのマーカＭ５，Ｍ６が存在することになる。本実施の形態の外周マーカＭ６は１２０度の角度範囲を有する「く」の字状に３個ずつ構成され、この「く」の字の各辺は、中心マーカＭ５の中心に向かって形成されている。つまり、「く」の字状の外周マーカは、「く」の字の各辺が位置情報とともに中心方向を表示する。本実施の形態の外周マーカＭ６の位置を式で表すと、３６０／ｎ度回転対称でｎ＝３の場合となる。なお、液晶表示パネル１の一方の基板１Ａの基準マーカは、図示しないが、正円形状でも十字形状でも良い。
【００２４】
本実施の形態によれば、外周マーカＭ６の各々に位置決め方向が示されているために、位置検出用カメラの視野内において外周マーカＭ６のいずれか一部が認識されれば、中心マーカＭ５の方向へ移動させることにより位置決めが行える。なお、本実施の形態の場合、最内周の３個ずつの「く」の字状の外周マーカＭ６の背中合わせの交差点（対称軸Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の交差点）が中心であるから、必ずしも中心マーカＭ５は円形形状である必要はなく、対象軸Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の交差点が示されたままで、必ずしも円形形状等（本実施の形態の中心マーカＭ５は三叉状）の中心マーカＭ５でなくとも良い。
【００２５】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同じように、「く」の字状の外周マーカＭ６を中心マーカＭ５から距離が離れるごとにその大きさを大きくして、その表示により中心マーカＭ５からの距離を割り出すようにしても良い。また、上記各実施の形態は、左右一対の基準マーカと左右一対の位置合わせ用のマーカによるものであるが、一方の配線基板（液晶表示パネル１の一方の基板１Ａ又はフレキシブル配線基板ＦＣ）と他方の配線基板（液晶表示パネル１の一方の基板１Ａ又はフレキシブル配線基板ＦＣ）に、各々一つずつのマーカを形成して位置決めしても良い。
【００２６】
以上、上記各本実施の形態では、ＣＯＧ実装に代表される液晶表示装置に本発明を適用した場合で説明したが、本発明は液晶表示装置以外の表示装置や端子電極を有する配線基板と配線基板の接続、すなわち、一般の配線基板の接続にも広く適用可能である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の位置合わせ方法は、他方の基板の位置合わせ用マーカを、ある一つの中心マーカと、この中心マーカを中心とする３６０度の放射線上の位置に中心マーカからの距離が異なる複数の外周マーカとを設け、この各外周マーカに中心マーカへの方向を示したり、各外周マーカを中心マーカからの距離が離れるごとにその大きさを大きくさせたり、又、外周マーカを中心マーカを中心とする３６０度の放射線上の位置において３６０／ｎ度回転対称となる位置にｎ個配置されるとともに、同心円上に配置されることにより、位置決め用マーカの捕捉範囲を拡大するとともに、一方の基板のマーカと他方の基板のマーカとの位置合わせ方向（位置ずれ補正方向）、位置合わせ距離（位置ずれ補正距離）や位置合わせ角度（位置ずれ補正角度）を割り出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施の形態の液晶表示パネルとフレキシブル配線基板とプリント配線基板との関係を示す平面図である。
【図２】上記第１の実施の形態の基準マーカと位置決め用マーカとの関係を示す平面図である。
【図３】上記第１の実施の形態の基準マーカと位置決め用マーカとの関係を示す拡大平面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の液晶表示パネルとフレキシブル配線基板との関係を示す平面図である。
【図５】上記第１の実施の形態の基準マーカと位置決め用マーカとの関係を示す拡大平面図である。
【図６】本発明の第３実施の形態の基準マーカと位置決め用マーカとの関係を示す拡大平面図である。
【図７】上記第３の実施の形態の他の例を図である。
【図８】従来の基準マーカと位置決め用マーカとこれらのマーカと認識用カメラの視野との関係を示す図である。
【図９】従来の基準マーカと位置決め用マーカとこれらのマーカと認識用カメラの視野との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示パネル、
１Ａ 液晶表示パネルの一方の配線基板、
３ フレキシブル配線基板の導電端子部（金属箔）、
４ 液晶パネルの端子電極、
５ プリント配線基板の端子電極、
６ フレキシブル配線基板のカバーフィルム、
７ フレキシブル配線基板のベースフィルム、
Ｍ 基準マーカ、
Ｍ１、Ｍ３、Ｍ５ 中心マーカ（位置合わせ用マーカ）、
Ｍ２、Ｍ４、Ｍ６ 外周マーカ（位置合わせ用マーカ）、
Ｎ 従来の基準マーカ、
Ｎ１、Ｎ３ 従来の中心マーカ（位置合わせ用マーカ）、
Ｎ２、Ｎ４ 従来の外周マーカ（位置合わせ用マーカ）、
ＦＣ フレキシブル配線基板、
ＰＣ プリント配線基板、
ＩＣ 駆動用半導体素子

Claims (4)

1. 配線基板相互の位置決めを、一方の基板に設けられた基準マーカと他方の基板に設けられた位置合わせ用マーカとの各マーカの位置の重ね合わせを撮影手段である認識用カメラに撮影しながら行う位置決め方法であって、他方の基板の位置合わせ用マーカを、ある一つの中心マーカと、この中心マーカを中心とする３６０度の放射線上の位置に中心マーカからの距離が異なる複数の外周マーカとを設け、この中心マーカは基準マーカと大きさがほぼ一致し、この各外周マーカは中心マーカからの距離が離れるごとにその大きさを大きくさせて、一方の基板の基準マーカを重ね合わせたときの外周マーカの位置から中心マーカへの位置ずれを割り出して、その結果に応じて、上記撮影手段である認識用カメラに撮影しながら上記基準マーカを外周マーカ側から中心マーカに向かって移動させることを特徴とする位置決め方法。
2. 前記外周マーカは、中心マーカを中心とする３６０度の放射線上の位置に配置される一群のマーカ群とすると、この一群のマーカ群は３６０／ｎ度回転対称となる位置にｎ個配置されているとともに、同心円上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の位置決め方法。
3. 前記一方の基板の基準マーカが正円状であり、他方の基板の位置合わせ用マーカが正円状であるか、又は、前記一方の基板の基準マーカが十字状であり、他方の基板の位置合わせ用マーカが十字状であることを特徴とする請求項１記載の位置決め方法。
4. 前記一方の配線基板は、一対の基板間に液晶層が挟持される液晶表示パネルの一方の基板又はこの一方の基板の外周に配されるフレキシブル配線基板であり、前記他方の配線基板は、上記液晶表示パネルの一方の基板に対応して配されるフレキシブル配線基板又は上記フレキシブル配線基板に対応して配されるプリント配線基板であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載の位置決め方法。

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