JP3974833B2

JP3974833B2 - Thermocompression bonding apparatus and pressure contact surface flatness adjusting method

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Publication number: JP3974833B2
Application number: JP2002241323A
Authority: JP
Inventors: 義晴藤森
Original assignee: Athlete FA Corp
Current assignee: Athlete FA Corp
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP2004079926A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、液晶表示装置のアレイ基板などに、ＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）をアウターリードボンディングする際などに用いられる圧着ヘッドの圧接面の平坦度を自動調整する平坦度調整方法およびその平坦度調整方法を採用した加熱圧着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置は、携帯電話機や携帯型情報端末など比較的小型の情報機器に多く用いられてきたが、最近では、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）やテレビジョン装置（以下、ＴＶ装置という）などの比較的大きなディスプレイ画面を有する機器にも広く用いられるようになってきている。
【０００３】
たとえば、ＰＣにあってはノート型ＰＣでも１５インチ、デスクトップ型ＰＣでは１７インチが普通となってきている。また、ＴＶ装置にあっては、２０インチ以上のものが多く普及してきている。
【０００４】
液晶表示装置は、アレイ基板とカラーフィルタを有した構成となっている。アレイ基板に、半導体が実装されたＴＣＰを接続する場合、ＴＣＰをアレイ基板の縁部に沿って多数並べた状態で、そのアレイ基板の縁部の長さに対応するような細長い圧接面を有する圧着ヘッドによって一括的に加熱圧接動作を行う。これによって、多数のテープ基板を一度にアレイ基板に接続している。
【０００５】
図５は、液晶表示装置に多数のＴＣＰ１０１が接続された状態を示すものである。第１の物体となる多数のＴＣＰ１０１は、カラーフィルタ１０４の取り付けられた第２の物体となるアレイ基板１０２の縁部に、数１０μｍ程度のきわめて薄い厚みを有する細帯状の異方性導電フィルムとなるＡＣＦ（ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）１０３を介して接続される。このとき、それぞれのＴＣＰ１０１の端子Ｔは、そのＡＣＦ１０３を介してアレイ基板１０２側の端子(図示せず)に接続される。
【０００６】
なお、この図５では、アレイ基板１０２の縦・横２辺のみにＴＣＰ１０１が接続されている例が示されているが、３辺あるいは４辺にＴＣＰ１０１が接続される場合もある。また、ＴＣＰ１０１とアレイ基板１０２とＡＣＦ１０３の３つの部材によって被圧接部材が構成されている。
【０００７】
このアレイ基板１０２上にＴＣＰ１０１を接続する工程を図６に示す。アレイ基板１０２のある１辺の縁部を台座１０５で支持し、アレイ基板１０２の上面側の縁部に沿って設けられた多数の電気的な接続端子（図示せず）を横切るようにアレイ基板２の縁部に沿ってＡＣＦ１０３を仮貼付する。この状態で、それぞれのＴＣＰ１０１の電気的な接続端子ＴをＡＣＦ１０３を介してアレイ基板１０２側の電気的な接続端子と対向するように並べた状態で仮圧着する。そして、この仮圧着状態で、このＴＣＰ１０１と圧着ヘッド１０６の先端の圧接面１０６ａとの間に、弾性を有する緩衝材および接着防止用としてのシリコンテープ１０７を介在させて、ヒータ１０８によって加熱された状態となっている圧着ヘッド１０６を圧接動作させる。
【０００８】
このように、ＴＣＰ１０１が圧着ヘッド１０６によって加熱圧接されると、ＡＣＦ１０３が両面接着テープの働きをしてＴＣＰ１０１とアレイ基板１０２とを接合する。このとき、ＡＣＦ１０３内に含まれる金属粒子が適度につぶれてＴＣＰ１０１側の接続端子Ｔとアレイ基板１０２側の接続端子とが電気的に接続された状態となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようにして、アレイ基板１０２とＴＣＰ１０１とが接続されるが、この接続は次に説明するように極めて精度が要求される。すなわち、第一に、この種の液晶表示装置は、表示有効面積を少しでも大きくするために、ＴＣＰ１０１とアレイ基板１０２との接続幅は、一般に２ｍｍ程度という狭小に抑えられることが多い。また、第二に、アレイ基板１０２側の電気的な接続端子とＴＣＰ１０１側の電気的な接続端子Ｔは、隣接する端子同士の間隔が４０μｍから１００μｍ程度ときわめて微細さが要求されている。このような条件下において、アレイ基板１０２側の接続端子とそれに対応するＴＣＰ１０１側の接続端子Ｔ同士を、一括的な圧接動作によって、すべて確実に接続させるには、圧着ヘッド１０６の圧接面１０６ａの長手方向の平坦度が重要となる。
【００１０】
一方、液晶表示装置は、前述したように、大型化する傾向にある。しかも、アレイ基板１０２の縁部に沿って取り付けられた多数のＴＣＰ１０１を同時に一括圧着させるため、圧着ヘッド１０６の圧接面１０６ａも、そのアレイ基板１０２の縁部の長さにほぼ対応した長さが必要とされる。
【００１１】
すなわち、圧着ヘッド１０６は、図６に示すように、その圧接面１０６ａの幅が２ｍｍ程度で、正面側、つまり、図６の矢印Ｂ方向側から見ると、図７に示すように細長い形状となっており、その長さＬ１は、アレイ基板１０２の一辺の長さに近いものとなっている。
【００１２】
したがって、仮に、アレイ基板１０２のある１辺におけるＴＣＰ１０１の取り付け範囲の長さ（図５における水平方向の辺の縁部に接続される最左端のＴＣＰ１０１と最右端のＴＣＰ１０１との間の長さＬ２）が５００ｍｍであるとすると、それに用いる圧着ヘッド１０６は、その圧接面１０６ａの長さＬ１を少なくとも５００ｍｍとする必要がある。
【００１３】
しかしながら、圧着ヘッド１０６がこのような長さを有すると、ヒータ１０８による加熱温度の影響を受けて、圧着ヘッド１０６にたわみなどのゆがみが生じ、その圧接面１０６ａの平坦度が低下することが多い。このように、圧着ヘッド１０６の先端の圧接面１０６ａの平坦度が低下すると、上述したような一括的な加熱圧接動作を行ったとき、加熱圧着対象のＴＣＰ１０１すべてに対して均等な圧接力が与えられず、多数のＴＣＰ１０１の中には接続状態が不十分となるものが生ずる。
【００１４】
そこで、この圧着ヘッド１０６の圧接面１０６ａの平坦度を検査し、平坦度に問題があれば平坦度を調整する作業が必要となってきた。この平坦度を検査する方法としては、圧力の大きさによって色の度合いが変化するテープ状の感圧紙を台座１０５（図６参照）の上に載せて、その感圧紙を圧着ヘッド１０６で加熱圧接させ、圧着ヘッド１０６の圧接面１０６ａの長手方向に沿った感圧紙の色の変化を見る方法が考えられる。そして、この検査方法を採用した場合、色が濃い部分は加圧力が大きく、色が薄い部分は加圧力が小さいとして、圧着ヘッド１０６の圧接面１０６ａの平坦度を判断する。
【００１５】
なお、台座１０５は、高精度な平坦度を得ることが可能で、熱による変化を受けにくく変形しにくい強化ガラスなどで作られているものが多い。このため、台座１０５を利用する、このような検査によって、圧着ヘッド１０６の圧接面１０６ａの平坦度を精度よく調べることは可能である。
【００１６】
このような平坦度検査を行うことによって、加圧力の小さい部分と加圧力の大きい部分があれば、感圧紙は圧着ヘッド１０６の圧接面１０６ａの長手方向に沿って色むらが生じるので、その場合は、圧着ヘッド１０６の圧接面１０６ａの平坦度は低いと判断でき、平坦度が最適になるような平坦度調整を行うことができる。
【００１７】
この平坦度調整は、たとえば、圧着ヘッド１０６にその長手方向に沿って多数の平坦度調整用ネジ（図示せず）を設け、オペレータがこの平坦度調整用ネジの締め付け具合を微調整し、圧着ヘッド１０６に対しその圧接方向への押圧力またはその逆方向への引っ張り力を与えることで、たわみなどのゆがみを修正して平坦度の調整を行うことができる。
【００１８】
そして、上述した平坦度検査の結果、感圧紙の色が濃くなった部分は、圧着ヘッド１０６がその圧接方向にたわんで、それによって加圧力が大きくなったと判断し、たわみを小さくするように平坦度調整用ネジを緩める方向に回す。また、感圧紙の色が薄くなった部分は、圧着ヘッド１０６が圧接方向とは逆方向にたわんでそれによって加圧力が小さくなったと判断し、たわみを大きくするように平坦度調整用ネジを締め付け方向に回す。このような調整によって圧着ヘッド１０６の圧接面１０６ａの長手方向に沿った感圧紙の色の変化の度合いが同じ度合いで変化するように微調整を行う。
【００１９】
しかしながら、このようなオペレータの操作による平坦度調整では、感圧紙の色の変化の度合いの判断にオペレータの個人差がある。また、平坦度調整用ネジの調整度合いも微妙である場合が多いため、平坦度調整用ネジを微調整したあと、感圧紙の色の変化の度合いを調べる操作を繰り返し行う必要があるので、最適な平坦度が得られるまでには多くの時間と手間を要し、作業効率が悪いといった問題がある。
【００２０】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、被圧接部材に対して圧接動作を行う圧着ヘッドの圧接面の平坦度調整を効率良く行うことができる平坦度調整方法を提供することを目的とする。また、他の発明は、この平坦度調整方法を用いることによって、たとえば、液晶表示装置のアレイ基板へのＴＡＢなどのテープ基板の接続を確実にかつ効率よく行えるようにした加熱圧着装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明の加熱圧着装置は、台座と、この台座上に載置された被圧接部材である第１の物体と第２の物体とを加熱圧接する圧着ヘッドと、この圧着ヘッドに対し加圧力を与える加圧体とを有し、台座と圧着ヘッドとの間に被圧接部材を置き、加圧体で上記圧着ヘッドを加圧することで両物体を加熱圧着させる加熱圧着装置において、加圧体と圧着ヘッドとの間に、加圧体の加圧力を圧着ヘッドに伝達可能で、かつ、圧着ヘッドの圧接動作時における圧力を検知し、その検知した圧力を電気信号に変換し、その電気信号によって、圧着ヘッドの圧接面に対しその圧接方向への突出またはそれとは逆方向への引っ込みの制御を行うことが可能で、それによって、圧着ヘッドの圧接面の平坦度調整を可能とする電歪または磁歪アクチュエータを介在させている。
【００２２】
これによって、圧着ヘッドの圧接面の平坦度を常に最適な状態となるように自動的に調整することができる。この結果、たとえば、液晶表示装置などのアレイ基板に対して多数の半導体実装テープなどを１つの圧着ヘッドによって一括的に加熱圧着させるとき、圧着ヘッドの加圧力を多数の半導体実装テープに均等に与えることができ、それによって、アレイ基板に対する個々のテープ基板の接続を適正に行うことができる。
【００２３】
また、電歪または磁歪アクチュエータは、圧着ヘッドの長手方向に沿って複数箇所に列をなすように設けられるとともに、その列が圧着ヘッドの幅方向に複数列設けられるようにすることが好ましい。
【００２４】
このように、電歪または磁歪アクチュエータが圧着ヘッドの長手方向に沿って複数箇所に列をなすように設けられることによって、圧着ヘッドが長尺であっても圧着ヘッドの長手方向の平坦度をきめ細かく調整することができる。また、その列が圧着ヘッドの幅方向に複数列設けられることによって、圧着ヘッドのねじれなどを考慮した平坦度調整が可能となる。
【００２５】
また、磁歪アクチュエータとして、超磁歪アクチュエータを用いることが好ましい。
【００２６】
この超磁歪アクチュエータは、圧力センサとしての機能とアクチュエータとしての機能を有することは勿論、大きな弾性変位が得られ、また、大きな突出量や引っ込み量が得られるといった特性を有し、さらに、応答速度が速い、耐久性が高いなど種々の優れた特性を有している。このため、複雑な平坦度調整機構を設けることなく、いくつかの超磁歪アクチュエータとその制御手段を設けるだけで、圧着ヘッドの圧接面を常に高精度で確実、かつ、高速で平坦にすることが可能となる。
【００２７】
また、第１の物体を液晶パネルまたはプリント基板とし、第２の物体をテープ状またはフィルム状の半導体実装基板とし、圧着ヘッドの長手方向の長さを４００〜２，０００ｍｍとするのが好ましい。
【００２８】
この構成を採用すると、長尺の液晶基板やプリント基板に対しても、半導体実装基板が、確実な導電性を確保されて圧接されることが可能となり、液晶表示装置や電子機器が大型化しても効率的な作業が可能となる。特に、圧着ヘッドの長手方向の長さが４０ｍｍ以上となると、圧着ヘッドのたわみなどのひずみ量が大きくなるので、この発明を適用すると、その効果が大きくなる。一方、圧着ヘッドの長手方向の長さを１００ｍｍ以下とすると、電歪または磁歪アクチュエータを多数設置する必要がなくなるので、コストバランスの良い加熱圧着装置となる。
【００２９】
本発明の圧接面の平坦度調整方法は、電気的な接続端子を有する第１の物体と電気的な接続端子を有する第２の端子とをその接続端子同士が導電可能となるように接続するための加熱圧接動作を行う圧着ヘッドの圧接面の平坦度を調整する平坦度調整方法において、圧着ヘッドが圧接動作を行うステップと、圧接面に対しその圧接方向への突出またはそれとは逆方向への引っ込みの各動作を与えることが可能であって圧着ヘッドの長手方向に沿って複数箇所に設けられた電歪または磁歪アクチュエータが圧着ヘッドの長手方向の複数箇所で圧着ヘッドの圧力を検知するステップと、その検知した圧力を電気信号に変換するステップと、その電気信号に基づいて、圧着ヘッドに対し圧接方向への突出量またはそれとは逆方向への引っ込み量の制御を行う突出量調整ステップと、を有し、その突出量調整ステップによって圧接面の平坦度を調整している。
【００３０】
このように、圧着ヘッドが圧接動作を行う際、圧着ヘッドの長手方向における複数箇所の圧力を検知し、その検知した圧力を電気信号に変換し、その電気信号に基づいて圧着ヘッドに対する圧接方向またはそれとは逆方向への突出量または引っ込み量を制御するようにしているので、圧着ヘッドの圧接面の平坦度調整を自動的に行うことができる。これによって、従来のように、オペレータの手作業に頼ることがなくなるので、効率よく短時間で最適な平坦度を得ることができる。
【００３１】
このような平坦度調整方法において、圧接面の平坦度が最適でかつ、圧接力が所定の値となるときに取り出される電気信号を初期値として設定するステップを設け、突出量調整ステップでは、圧着ヘッドの圧接動作時に取り出される電気信号が初期値となるように、圧接面の突出量または引っ込み量を調整することが好ましい。
【００３２】
このように、圧着ヘッドの圧接面が最適な平坦度でかつ、圧接力が所定の値となるときに取り出される電気信号を初期値として設定し、圧着ヘッドの圧接動作時に取り出される電気信号がその初期値となるように電歪または磁歪アクチュエータの動作を制御するようにしているので、簡単な制御で圧着ヘッドの圧接面を常に最適な平坦度でかつ、圧接力が所定の値とすることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。なお、この実施の形態で説明する内容は、本発明の加熱圧着装置と圧接面の平坦度調整方法との両方を含むものである。
【００３４】
図１は、本発明の加熱圧着装置の主要部を示す正面図で、図２は、その側面図で、図３は、図１のＡ−Ａ線矢示図である。
【００３５】
図１から図３で示す加熱圧着装置は、図５および図６で説明したように、液晶表示装置の構成要素の１つであるアレイ基板にＴＡＢなどのテープ基板やＣＯＦ（ＣｈｉｐＯｎＦｉｌｍ）などのフィルム基板（共に、半導体実装基板の一種）を接続する際に用いられるものである。この加熱圧着装置は、その構成を大きく分けると、図５で示したアレイ基板１０２（この図１と図２では図示されていない）の縁部がその長手方向に沿って載置される台座１と、この台座１が取り付けられる台座取り付け台２と、この台座取り付け台２に取り付けられる筐体３と、この筐体３の内部に収納される加熱圧着機構４から構成されている。なお、台座１は、高精度な平坦度を得ることが可能で熱変形しにくい強化ガラスなどで作られている。
【００３６】
加熱圧着機構４は、概略的には、台座１に対向して設けられる圧着ヘッド４１と、この圧着ヘッド４１に加圧力を与える加圧体４２と、この加圧体４２を図示上下方向に往復動可能とするようにその動きをガイドするガイドレール４３と、加圧体４２と圧着ヘッド４１との間に介在される複数個（この実施の形態では６個）の磁歪アクチュエータとしての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆ（この超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆについては後に説明する）を有している。
【００３７】
この加熱圧着機構４をさらに詳細に説明すると、加圧体４２は、その側面にガイドレール把持部４５が設けられ、このガイドレール把持部４５がガイドレール４３を把持した状態でガイドレール４３に沿ってスライドすることによって図示上下方向に往復動するようになっている。
【００３８】
また、この加圧体４２は、その上端面が筐体３に対して、この例では２つのカウンタバランス用のコイルバネ４６によって支持されており、加圧体４２が図示下方向に移動する際は、そのコイルバネ４６の収縮力に抗して下方向に移動して圧着ヘッド４１に加圧力を与えるようになっている。
【００３９】
なお、この加圧体４２が圧着ヘッド４１に対して与える加圧力は、図示されない加圧体駆動部によって行われ、この加圧体駆動部によって、加圧体４２は図示下方向に瞬時に下降することで、圧着ヘッド４１に瞬間的な加圧力を与えるようになっている。その後、加圧体駆動部は、加圧体４２を図で上方向に駆動し、元の位置に加圧体４２を復帰させる。そして、２つのコイルバネ４６によってカウンタバランスがとられる。
【００４０】
また、加圧体４２と圧着ヘッド４１との間に介在される複数個（この実施の形態では６個）の超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆは、図1および図３からもわかるように、長手方向に２列となるように配接されている。すなわち、超磁歪アクチュエータ４４ａ，４４ｂ，４４ｃの３個が圧着ヘッド４１の上端面の長手方向手前側の縁部に沿って等間隔で列をなすように配設され、超磁歪アクチュエータ４４ｄ，４４ｅ，４４ｆの３個が圧着ヘッド４１の上端面の長手方向後ろ側の縁部に沿って等間隔で列をなすように配設されている。
【００４１】
この超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆは、テルビウム（Ｔｂ）とディスプロシウム（Ｄｙ）と鉄（Ｆｅ）を原子比でＴｂ０．３、Ｄｙ０．７、Ｆｅ１．９に配合した合金の単結晶超磁歪材料で、磁界中で１，０００〜２，０００ｐｐｍの磁気歪み（弾性変位）を発現する機能性材料から構成されている。具体的な変位量は、±７０μｍとされている。なお、圧着ヘッド４１は、その先端の圧接面４１ａが突出した状態となっている。その圧接面４１ａの幅は、図２からもわかるように、２ｍｍとされており、その長手方向の長さは、図１からもわかるように１，０００ｍｍとされている。
【００４２】
このように、この実施の形態では、圧着ヘッド４１は、その長手方向の長さが１，０００ｍｍと比較的長い圧着長さを有するものであるが、超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆとしては、圧着ヘッド４１の長手方向縁部に沿って手前側と後ろ側のそれぞれ３箇所ずつのみの２列配置としている。圧着ヘッド４１が、このように比較的長い場合には、その長手方向に１列当り数個から１０数個の超磁歪アクチュエータを配置するのが好ましい。なお、超磁歪アクチュエータは、ある程度数を多くしたほうがより高精度な平坦度調整が行える。超磁歪アクチュエータの配置間隔は、高精度な平坦度調整とコストの両面を考慮すると、長手方向で３〜５０ｃｍの間隔、好ましくは、５〜２０ｃｍの間隔とするのが良い。
【００４３】
また、この実施の形態では、上述したように、超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆは、圧着ヘッド４１の上端面の長手方向手前側の縁部に１列と、長手方向後ろ側の縁部に沿って１列の合計２列の配設となっているが、中央部にも１列を配設して合計３列としてもよい。また、場合によっては、中央部だけの1列としてもよいが、圧着ヘッド４１のねじれに対応できるように２列または３列とするのが好ましい。
【００４４】
また、この圧着ヘッド４１には、加熱用のヒータ４７が内蔵されており、このヒータ４７はこの実施の形態では圧着ヘッド４１の長手方向に沿ってかつ長手方向に対して直角となる向きで等間隔に５箇所に内蔵されている。
【００４５】
ところで、これら超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆは、それぞれの先端側端面からプッシュロッド４８が突出しており、それぞれのプッシュロッド４８は、圧着ヘッド４１の上端面側に取り付けられた第１のリンク機構４９にそれぞれ支持されている。また、これら超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆは、その後端面が加圧体４２の下端面（先端面）側に取り付けられた第２のリンク機構５０に支持されている。この実施の形態では、プッシュロッド４８の変位量は、±７０μｍとされているが、他の値のものを採用しても良い。
【００４６】
第１のリンク機構４９は、圧着ヘッド４１の上端面に固定される固定板４９１とこの固定板４９１に回転自在に軸支された可動体４９２からなる。第２のリンク機構５０も同様に加圧体４２に固定される固定板５０１とこの固定板５０１に回転自在に軸支された可動体５０２からなる。なお、第1のリンク機構４９の固定板４９１は、圧着ヘッド４１の上端面に対して断熱材５１を介して固定される。
【００４７】
そして、超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆは、その先端部に設けられたプッシュロッド４８が第1のリンク機構４９の可動体４９２に設けられたプッシュロッド支持孔４９２ａに挿入されて支持され、その後端部が第２のリンク機構５０の可動体５０２にそれぞれ固定されている。
【００４８】
なお、この第１、第２のリンク機構４９，５０は、超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆが損傷した場合やその押圧力を所定の値にそろえたい場合等、交換を行いたいときに容易に交換できるようにするため、固定板４９１が圧着ヘッド４１に、固定板５０１が加圧体４２に、それぞれネジによって取り付けられている。また、固定板５０１は、複数枚の介在板５０１ａを介して加圧体４２に取り付けられる構造となっている。この構造は、超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆが所定の初期設定値となる押圧力を与えると共に、所定の初期値となる電気信号を発生するように、その介在板５０１ａを他の厚さの介在板５０１ａに取り替えることを可能としている。
【００４９】
ところで、超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆは、加圧体４２の加圧力を圧着ヘッド４１に伝達する機能を有するとともに、圧着ヘッド４１の圧接動作時における圧力を検知し、その検知した圧力を電気信号に変換し、その電気信号によって、圧着ヘッド４１の圧接面４１ａに対しその圧接方向またはそれとは逆方向への突出または引っ込みを与える機能を有している。
【００５０】
すなわち、この実施の形態の例では、超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆは、加圧体４２と圧着ヘッド４１の間に介在され、設定された磁力に対応して、それぞれのプッシュロッド４８の圧着ヘッド４１側への突出量が決められる。そして、プッシュロッド４８の突出量によって圧接面４１ａの突出量が制御されている。加圧体４２が下降することによる加圧力は、超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆを介して圧着ヘッド４１に伝達される。一方、超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆは、それぞれのプッシュロッド４８に加わる圧力、すなわち、圧着ヘッド４１が圧接動作を行う際、圧着ヘッド４１の圧力を検知する。
【００５１】
超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆは、自身が検知した圧力の大きさに応じた電気信号を発生する。そして、その電気信号によって、圧着ヘッド４１に対しその電気信号に対応した押圧力を与えることで圧接面４１ａを圧接方向へ突出させたり、それとは逆方向に引っ張り力を与えることで圧接方向とは逆方向へ引っ込ませたりすることができる機能を有している。なお、一般的には、検知した圧力が大きいと、電気信号が大きくなるので、電気信号が大きい部分はプッシュロッド４８を引っ込ませ、圧接面４１ａを引っ張り（引っ込ませ）、電気信号が小さい部分はプッシュロッド４８をさらに突出させ、圧接面４１ａをさらに突出させることとなる。
【００５２】
このように、加圧体４２と圧着ヘッド４１の間に介在された超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆのそれぞれのプッシュロッド４８が圧着ヘッド４１に対して所定の押圧力、すなわち突出量を与えている状態で、加圧体４２が下降すると、その加圧力が超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆを介して圧着ヘッド４１に与えられる。それによって圧着ヘッド４１は、圧接動作を行う。なお、この圧接動作は瞬時に行われると共にこの圧接動作の際にはヒータ４７は加熱されており、加熱圧接がなされることとなる。
【００５３】
このような加熱圧接動作を行う際、圧着ヘッド４１が台座１上に圧接したときの圧力を、それぞれの超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆのそれぞれのプッシュロッド４８が検知する。それぞれの超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆからは検知した圧力に応じた電気信号が出力され、その電気信号に基づいてプッシュロッド４８の突出量を制御することで圧接面４１ａの突出量や引っ込み量を制御する。換言すればプッシュロッド４８の突出量を制御することでプッシュロッド４８の圧着ヘッド４１に対する押圧力や引っ張り力を制御する。
【００５４】
本実施の形態では、このような超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆの特性を利用して、圧着ヘッド４１の圧接面４１ａの平坦度を調整するものである。
【００５５】
この実施の形態では、圧着ヘッド４１の先端の圧接面４１ａの平坦度が最適である状態で、その圧着ヘッド４１がたとえば台座１などの高い平坦度を有する面に圧接動作したときに、それぞれの超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから取り出されるそれぞれの電気信号がどれも同じとなるように予め設定しておく。この設定は、固定板５０１を支持する介在板５０１ａを他の厚さのものに交換したり、他の超磁歪アクチュエータと交換したり電気信号の出力を調整したりすることで行われる。また、被圧接部材に対して最適な圧接力（押圧力）を与えるときの、超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから取り出される電気信号を初期値として設定しておき、その時の圧接力（押圧力）を初期設定値とする。
【００５６】
そして、実際に圧着ヘッド４１を、たとえば台座１などの高い平坦度を有する面に圧接させたときの圧力を、圧着ヘッド４１の長手方向に沿って２列に配設された超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆのそれぞれのプッシュロッド４８で検出する。そして、それぞれのプッシュロッド４８で検出したそれぞれの圧力に応じた電気信号を取り出し、その電気信号が初期値となるように、それぞれのプッシュロッド４８の突出量、すなわち圧着ヘッド４１に対する押圧量や引っ張り量を制御する。
【００５７】
図４は、これら超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆの制御回路を示す図である。６個の超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆとこれらの超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られるそれぞれの電気信号が制御部６１に入力される。制御部６１では、入力された信号と初期値とを比較し、超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆからの電気信号が初期値となる方向にプッシュロッド４８の突出量を制御する。すなわち、制御部６１は、両信号の差に応じた制御信号を出力し、それによって、それぞれの超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆは、プッシュロッド４８の押圧・引っ張り動作を制御する。
【００５８】
ここで、たとえば、圧着ヘッド４１の長手方向右端部付近（超磁歪アクチュエータ４４ｃ，４４ｆ付近）で圧着ヘッド４１が上方向にわずかに反るようなゆがみが生じたとすると、加圧体４２の下降動作によって圧着ヘッド４１が台座１に圧接したとき、その長手方向右端部付近における圧着ヘッド４１の圧接面４１ａの台座１に対する圧接力は他の部分に比べて弱くなる。
【００５９】
したがって、その部分の超磁歪アクチュエータ４４ｃ，４４ｆのプッシュロッド４８が受ける圧力は、初期設定値に比べ小さく、かつ他の超磁歪アクチュエータ４４ａ，４４ｂ，４４ｄ、４４ｅのプッシュロッド４８が受ける圧力（この圧力は初期設定値より大きいものとする）よりも小さくなる。このとき、それぞれの超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆからの電気信号は、制御部６１に与えられるが、この制御部６１では、すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られる電気信号が初期値、つまり、この場合、すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られる電気信号が初期値と同じ値となるような制御が行われる。
【００６０】
これによって、制御部６１は、たとえば、初期設定値より大きな圧力を検知した超磁歪アクチュエータ４４ａ，４４ｂ，４４ｄ、４４ｅに対しては、これらのプッシュロッド４８が圧着ヘッド４１を引っ張るような動作を行うような制御を行う。すなわち、プッシュロッド４８は引っ込む動作を行う。一方、初期設定値より小さい圧力を検知した超磁歪アクチュエータ４４ｃ，４４ｆに対しては、制御部６１は、それらのプッシュロッド４８が圧着ヘッド４１を押圧するような動作を行うような制御を行う。すなわち、プッシュロッド４８は、突出する動作を行う。
【００６１】
このような制御部６１による突出量調整制御は、すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られる電気信号が初期値と同じ値となるまで行われ、すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られる電気信号が初期値と同じ値となれば、圧着ヘッド４１の先端圧接面４１ａは、最適な平坦度でかつ、所定の押圧力（初期設定値の圧力）となったといえる。
【００６２】
なお、超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆの制御は、上述のように、初期値に比べ大きな圧力を検知した超磁歪アクチュエータ４４ａ，４４ｂ，４４ｄ、４４ｅに対しては、これらのプッシュロッド４８が圧着ヘッド４１を引っ張るように制御し、初期値に比べ小さい圧力を検知した超磁歪アクチュエータ４４ｃ，４４ｆに対しては、プッシュロッド４８が圧着ヘッド４１を押圧するように制御するというように、すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆに対して押圧または引っ張りの制御を行うのではなく、たとえば、取り出される電気信号が初期値に比べわずかにずれている側をそのままとし、より多く変化した超磁歪アクチュエータのみに対して制御を行うようにしてもよい。
【００６３】
たとえば、上述の例では、圧着ヘッド４１はその右端部付近のみが上方に反った例であるので、超磁歪アクチュエータ４４ａ，４４ｂ，４４ｄ、４４ｅのそれぞれのプッシュロッド４８の押圧力は同一であり、その電気信号も同一であると考えることができる。しかも、これらの各値は初期値に非常に近いかまたは同一値となる。したがって、これらの超磁歪アクチュエータ４４ａ，４４ｂ，４４ｄ、４４ｅに対しては制御を行わない。
【００６４】
これに対して、圧着ヘッド４１が上方に反った部分に存在する超磁歪アクチュエータ４４ｃ，４４ｆは、それぞれのプッシュロッド４８が受ける圧力が最適な状態のときに比べて小さくなり、しかも初期設定値に対してのずれ（変化）も大きい。したがってその電気信号もそれに応じて大きく変化している。
【００６５】
制御部６１では、これら超磁歪アクチュエータ４４ｃ，４４ｆに対して、それぞれ取り出される電気信号が超磁歪アクチュエータ４４ａ，４４ｂ，４４ｄ，４４ｅの電気信号と同じ値となるように制御する。この場合、これら超磁歪アクチュエータ４４ｃ，４４ｆに対しては、それぞれのプッシュロッド４８の押圧力を強くするような制御が行われ、それによって、超磁歪アクチュエータ４４ｃ，４４ｆに対応する部分の圧着ヘッド４１は、その圧接方向へわずかに突出させられることとなる。
【００６６】
このようにして、超磁歪アクチュエータ４４ｃ，４４ｆから取り出される電気信号が超磁歪アクチュエータ４４ａ，４４ｂ，４４ｄ，４４ｅの電気信号の値にそろえられ、すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られる電気信号が同じ値となるような制御がなされる。これによって、圧着ヘッド４１の右端部付近に生じた上方への反りが修正され、圧着ヘッド４１の圧接面４１ａは、全体として平坦となる。
【００６７】
そろえられた値は、この場合、初期値に比べわずかに大きな値となっていることがある。この場合、加圧体４２を加圧体駆動部によって駆動することで圧着ヘッド４１全体をわずかに上方に駆動し、超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆの各電気信号を一括して変更し、初期値と同じ値にする制御を行うこととなる。なお、そろえられた値が初期値と等しいものであれば、加圧体４２の全体駆動による調整は行わない。
【００６８】
また、圧着ヘッド４１の長手方向中央部付近（超磁歪アクチュエータ４４ｂ，４４ｅ付近）で圧着ヘッド４１が上方向にわずかに反るようなゆがみが生じたとする。このような場合、加圧体４２の下降動作によって圧着ヘッド４１が台座１に圧接したとき、その長手方向中央部付近における圧着ヘッド４１の圧接面４１ａの台座１に対する圧接力のみが初期値に比べ弱くなり、他の部分は初期値より若干強くなる場合が多い。
【００６９】
したがって、このような場合、その部分の超磁歪アクチュエータ４４ｂ，４４ｅのプッシュロッド４８が受ける圧力は、他の超磁歪アクチュエータ４４ａ，４４ｃ，４４ｄ、４４ｆのプッシュロッド４８が受ける圧力よりも小さくなり、かつ初期設定値よりも小さくなる。このとき、それぞれの超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆからの電気信号は、制御部６１に与えられ、この制御部６１では、すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られる電気信号が初期値となるような制御を行う。
【００７０】
これによって、たとえば、大きな圧力を検知した超磁歪アクチュエータ４４ａ，４４ｃ，４４ｄ、４４ｆに対しては、これらのプッシュロッド４８が圧着ヘッド４１を引っ張る動作を行うような制御がなされ、小さい圧力を検知した超磁歪アクチュエータ４４ｂ，４４ｅに対しては、それらのプッシュロッド４８が圧着ヘッド４１を押圧する動作を行うような制御がなされる。
【００７１】
このような制御は、すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られる電気信号が初期値と同じ値となるまで行われる。すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られる電気信号が初期値と同じ値となれば、圧着ヘッド４１の圧接面４１ａは、最適な平坦度でかつ、所定の押圧力（初期設定値の圧力）になったといえる。
【００７２】
この場合も上述同様、超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆの制御は、大きな圧力を検知した超磁歪アクチュエータ４４ａ，４４ｃ，４４ｄ、４４ｆに対しては制御は行わず、小さい圧力を検知した超磁歪アクチュエータ４４ｂ，４４ｅに対してのみ、プッシュロッド４８が圧着ヘッド４１を押圧するように制御しても良い。この場合も合わせられた電気信号が初期値に比べずれているときは、制御部６１は、加圧体駆動部を動作させ加圧体４２を駆動してすべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られる電気信号が初期値となるように制御する。
【００７３】
このようにして、超磁歪アクチュエータ４４ｂ，４４ｅから取り出される電気信号が他のものに合わせられすべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られる電気信号が初期値と同じ値となるような制御がなされることによって、圧着ヘッド４１の中央部付近に生じた上方への反りが修正され、圧着ヘッド４１の圧接面４１ａの平坦度は、最適でかつ、所定の押圧力となる。
【００７４】
このように、それぞれの超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆのそれぞれのプッシュロッド４８で検知した圧力に対応する電気信号が制御部６１に与えられ、制御部６１では、その電気信号に基づいて、すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られる電気信号が、予め設定された初期値となるような制御をそれぞれの超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆおよび必要によっては加圧体４２に対して行うことで、圧着ヘッド４１の圧接面４１ａの平坦度を最適でかつ、所定の押圧力を発生させるものとすることができる。
【００７５】
すなわち、すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られる電気信号は、圧着ヘッド４１が高い平坦度を有する台座１などに圧接したときに、それぞれのプッシュロッド４８が受ける圧力に対応するので、すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られる電気信号が初期値になるような制御がなされるということは、すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆのそれぞれのプッシュロッド４８が受ける圧力が同じでかつ最適となるように制御されるということである。そして、このすべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆのそれぞれのプッシュロッド４８が受ける圧力が同じでかつ初期設定値と同じであるということは、圧着ヘッド４１の平坦度が最適で押圧力も最適であることを示している。
【００７６】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。
【００７７】
たとえば、上述の実施の形態では、圧着ヘッド４１の長手方向の長さを１，０００ｍｍと比較的長い液晶表示装置に適用する圧着ヘッド４１の平坦度調整について説明したが、本発明は、前述したように、たとえば、１辺が５００ｍｍ程度の従来よりは大型であるが極端には大きくない液晶表示装置や、１，０００ｍｍｍより大きくなる非常に大きい液晶表示装置などの加熱圧着装置に用いられる圧着ヘッドの平坦度調整にも適用できるものである。それらの場合、超磁歪アクチュエータは、そのような加熱圧着装置に用いられる圧着ヘッドの長手方向に沿って適宜な数配設されるが、その場合の制御も前述の実施の形態同様に行うことができる。
【００７８】
本発明の加熱圧着装置は、圧着ヘッド４１の長さが４００ｍｍ以上の長いものに適用すると平坦度の向上効果が大きくなる。また、その長さが２，０００ｍｍ以下の圧着ヘッド４１に適用すると、高価な超磁歪アクチュエータを数多く使用しないで済み、コスト的に有利なものとなる。
【００７９】
また、前述の実施の形態では、複数の超磁歪アクチュエータ（前述の実施の形態では６個の超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆ）の制御では、圧着ヘッド４１の圧接面４１ａの平坦度が最適でありかつ押圧力が最適である状態のときのそれぞれの超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから取り出される電気信号が同じとなるように予め設定している。そして、そのときの電気信号を初期値として設定して、すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから取り出される電気信号が常にその同じ値の初期値となるように制御するようにしたが、これに限られるものではない。
【００８０】
たとえば、圧着ヘッド４１の圧接面４１ａの平坦度が最適である状態のときのそれぞれの超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから得られるそれぞれの電気信号をそれぞれの超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆごとの基準値として設定しておくようにしても良い。これは超磁歪アクチュエータ自体にばらつきがあり、最適な平坦度であっても得られる電気信号にばらつきが生ずる場合の対策として好ましいものとなる。
【００８１】
この場合、すべての超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆから取り出される電気信号が常にこれら超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆそれぞれに設定された基準値となるような制御を行うこととなる。この制御の場合も、加圧体４２の全体的な駆動制御を交えながら制御するようにすることもできる。
【００８２】
また、前述の実施の形態では、複数の超磁歪アクチュエータ（前述の実施の形態では６個の超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆ）の制御を行う制御部は、1つの制御部６１で複数の超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆを一括して制御する例について説明したが、この制御部６１は個々の超磁歪アクチュエータ４４ａ〜４４ｆごとに設けるようにしてもよい。また、制御部６１は、超磁歪アクチュエータを制御する部分と加圧体４２を制御する部分に分けるようにしても良い。
【００８３】
超磁歪アクチュエータの制御の方法としては、上述の実施の形態では、各超磁歪アクチュエータを動作させ、それぞれ初期値（同一または異なる値の初期値）となるように制御する方法と、初期値に対してずれ量が少ない値に合わせ、その後、加圧体４２を制御することで初期値となるように制御する方法とを説明したが、その他の制御方法を採用しても良い。
【００８４】
たとえば、初期値に対して最もずれ量が多い電気信号値に他のものを合わせ、その後、加圧体４２の押圧力を調整し、全体を初期値に合わせ込んでいく方法、各超磁歪アクチュエータから得られる電気信号の平均値を求めその平均値に合わせ込んだ後、加圧体４２を動作させ初期値に調整する方法、押圧力が最も強いもの（またはもっとも弱いもの）に他の超磁歪アクチュエータの電気信号を合わせた後、加圧体４２の押圧力を調整し、初期値に合わせ込んでいく方法等を採用しても良い。また、初期値を予め取得しておくのではなく、圧接面４１ａの平坦度のみを得、すなわち、電気信号をそろえることのみを実行し、押圧力は、加圧体駆動部によって加圧の都度、事前に設定するようにしても良い。
【００８５】
また、上述の実施の形態では、液晶表示装置のアレイ基板１０２にＴＡＢやＣＯＦなどによって製造されたＴＣＰ１０１を熱圧着する場合において、加熱圧着装置における圧着ヘッド４１の圧接面４１ａを平坦度調整する場合について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、本発明は、複数の部材からなる被圧接部材に対して両者を圧接させる際の圧着ヘッドの圧接面の平坦度を調整する場合に広く適用できるものである。また、圧接して接続させる対象を圧接される物体の電気的な接続端子としているが、複数物体を単に熱圧着させる場合などにも本発明を適用することができる。
【００８６】
また、一度に圧接する際の被圧接部材としては、第１の物体を複数または単数とし、第２の物体を単数または複数とする場合の他、両者を共に単数としたり、複数としても良い。また、被圧接部材としては、３つの部材ではなく、少なくとも第１の物体（ＴＣＰ１０１）と第２の物体（アレイ基板１０２）の２つの部材としても良く、また逆に４つ以上の部材としても良い。
【００８７】
また、上述の実施の形態では、圧着ヘッド４１にヒータ４７が組み込まれている例を示したが、ヒータ４７は、圧着ヘッド４１に組み込まず、接触させて隣接配置したり、非接触で近傍に配置したりしても良い。また、加熱圧着ではなく、非加熱圧着、すなわち、ヒータ４７を全く設けずに圧着させるものにも、本発明を適用することができる。
【００８８】
さらに、超磁歪アクチュエータとしては、他の種類、他の値を有するものとしても良い。また、磁歪アクチュエータの一種である超磁歪アクチュエータの代わりに、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）に代表される圧電セラミックスなどの圧電効果と電歪効果を有する素子を利用した電歪アクチュエータとしたり、ニッケルなどの強磁性体を磁歪アクチュエータとして利用するようにしても良い。このように、電気または磁気エネルギーを機械的運動に変換する性質と機械的運動を検出して電気または磁気信号に変える性質を有するアクチュエータであれば、超磁歪アクチュエータの代わりに使用することができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の加熱圧着装置は、圧着ヘッドによって被圧接部材を加熱圧着させる際、圧着ヘッドの圧接面の平坦度が常に最適な状態となるように自動的に調整されるものとなる。このため、たとえば、液晶表示装置などのアレイ基板に対して多数の半導体実装基板などを圧着ヘッドによって一括的に加熱圧着させるとき、圧着ヘッドの加圧力を多数の半導体実装基板に均等に与えることができ、それによって、アレイ基板に対する個々の半導体実装基板の接続を適正に行うことができる。
【００９０】
また、本発明の圧接面の平坦度調整方法は、電気的な接続端子を接続する際に用いられる方法であり、その際に使用する圧接面の平坦度調整を自動的に行うことができる。これによって、従来のように、オペレータの手作業に頼ることがなくなるので、効率よく短時間で最適な平坦度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加熱圧着装置の実施の形態を説明する正面図で、部分的に断面図とした図である。
【図２】図１に示す加熱圧着装置の側面図で、部分的に断面図とした図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】本発明の実施の形態で用いる超磁歪アクチュエータの制御を説明する図である。
【図５】本発明や従来例に適用される被圧接部材の例を示す図で、液晶表示装置のアレイ基板にＴＡＢなどの半導体実装基板を接続した状態の一例を説明する図である。
【図６】本発明や従来例に採用される圧接工程を示す図で、液晶表示装置のアレイ基板にＴＡＢなどの半導体実装基板を接続する工程を説明する図である。
【図７】図６で示した圧着ヘッドを矢印Ｂ方向から見た図である。
【符号の説明】
１台座
２台座取り付け台
３筐体
４加熱圧着機構
４１圧着ヘッド
４１ａ圧接面
４２加圧体
４３ガイドレール
４４ａ〜４４ｆ超磁歪アクチュエータ（磁歪アクチュエータ）
４７ヒータ
４８プッシュロッド
４９第１のリンク機構
５０第２のリンク機構
６１制御部
１０１ＴＣＰ（第１の物体、被圧接部材、半導体実装基板）
１０２アレイ基板（第２の物体、被圧接部材）
１０３ＡＣＦ（被圧接部材）
以上[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides, for example, a flatness adjusting method for automatically adjusting the flatness of a pressure-contact surface of a pressure-bonding head used for outer lead bonding of TCP (Tape Carrier Package) to an array substrate of a liquid crystal display device and the like. The present invention relates to a thermocompression bonding apparatus employing a degree adjusting method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, liquid crystal display devices have been widely used in relatively small information devices such as mobile phones and portable information terminals. Recently, personal computers (hereinafter referred to as PCs) and television devices (hereinafter referred to as TV devices). ) And other devices having a relatively large display screen.
[0003]
For example, for a PC, 15 inches are common for notebook PCs and 17 inches for desktop PCs. In addition, TV apparatuses having a size of 20 inches or more are widely used.
[0004]
The liquid crystal display device has a configuration including an array substrate and a color filter. When connecting a TCP on which a semiconductor is mounted to an array substrate, a large number of TCPs are arranged along the edge of the array substrate, and an elongated pressure contact surface corresponding to the length of the edge of the array substrate is provided. The heat pressure welding operation is performed collectively by the pressure bonding head. As a result, a large number of tape substrates are connected to the array substrate at a time.
[0005]
FIG. 5 shows a state in which a large number of TCPs 101 are connected to the liquid crystal display device. A large number of TCPs 101 serving as the first object are formed on the edge of the array substrate 102 serving as the second object to which the color filter 104 is attached and a thin strip-like anisotropic conductive film having a very thin thickness of about several tens of μm. Are connected via an ACF (Anisotropic Conductive Film) 103. At this time, the terminal T of each TCP 101 is connected to a terminal (not shown) on the array substrate 102 side through the ACF 103.
[0006]
Although FIG. 5 shows an example in which the TCP 101 is connected only to the two vertical and horizontal sides of the array substrate 102, the TCP 101 may be connected to three or four sides. In addition, a member to be pressed is constituted by three members of the TCP 101, the array substrate 102, and the ACF 103.
[0007]
A process of connecting the TCP 101 onto the array substrate 102 is shown in FIG. The edge of one side of the array substrate 102 is supported by a pedestal 105, and the array substrate crosses a large number of electrical connection terminals (not shown) provided along the edge on the upper surface side of the array substrate 102. ACF 103 is temporarily attached along the edge of 2. In this state, the electrical connection terminals T of the respective TCPs 101 are temporarily pressure-bonded in a state of being arranged so as to face the electrical connection terminals on the array substrate 102 side via the ACF 103. Then, in this temporary pressure-bonded state, the cushioning material having elasticity and the silicon tape 107 for preventing adhesion were interposed between the TCP 101 and the pressure contact surface 106a at the tip of the pressure-bonding head 106, and heated by the heater 108. The pressure-bonding head 106 in a state is pressed.
[0008]
Thus, when the TCP 101 is heated and pressed by the pressure bonding head 106, the ACF 103 acts as a double-sided adhesive tape to join the TCP 101 and the array substrate 102 together. At this time, the metal particles contained in the ACF 103 are appropriately crushed and the connection terminal T on the TCP 101 side and the connection terminal on the array substrate 102 side are electrically connected.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the array substrate 102 and the TCP 101 are connected. This connection requires extremely high accuracy as will be described below. That is, first, in this type of liquid crystal display device, the connection width between the TCP 101 and the array substrate 102 is generally limited to about 2 mm in order to increase the effective display area as much as possible. Secondly, the electrical connection terminal on the array substrate 102 side and the electrical connection terminal T on the TCP 101 side are required to be extremely fine with an interval between adjacent terminals of about 40 μm to 100 μm. Under such conditions, in order to securely connect all the connection terminals on the array substrate 102 side and the corresponding connection terminals T on the TCP 101 side by a collective pressure contact operation, the pressure contact surface 106a of the pressure-bonding head 106 is provided. The flatness in the longitudinal direction is important.
[0010]
On the other hand, the liquid crystal display device tends to increase in size as described above. In addition, since a large number of TCPs 101 attached along the edge of the array substrate 102 are simultaneously crimped together, the pressure contact surface 106a of the crimping head 106 has a length substantially corresponding to the length of the edge of the array substrate 102. Needed.
[0011]
That is, as shown in FIG. 6, the pressure contact surface 106a has a width of about 2 mm, and when viewed from the front side, that is, from the direction of arrow B in FIG. The length L1 is close to the length of one side of the array substrate 102.
[0012]
Accordingly, the length of the TCP 101 mounting range on one side of the array substrate 102 (the length L2 between the leftmost TCP 101 and the rightmost TCP 101 connected to the edge of the horizontal side in FIG. 5) ) Is 500 mm, the pressure-bonding head 106 used therefor needs to have a length L1 of the pressure contact surface 106a of at least 500 mm.
[0013]
However, if the pressure-bonding head 106 has such a length, the pressure-bonding head 106 is often distorted due to the influence of the heating temperature of the heater 108, and the flatness of the pressure-contact surface 106a is often lowered. . As described above, when the flatness of the pressure contact surface 106a at the tip of the pressure bonding head 106 is lowered, an equal pressure contact force is given to all the TCPs 101 to be heat pressure bonded when the above-described batch heat pressure welding operation is performed. In other words, some of the TCPs 101 have an insufficient connection state.
[0014]
Therefore, it is necessary to inspect the flatness of the pressure contact surface 106a of the crimping head 106 and adjust the flatness if there is a problem with the flatness. As a method for inspecting the flatness, a tape-like pressure sensitive paper whose color degree changes depending on the pressure level is placed on the pedestal 105 (see FIG. 6), and the pressure sensitive paper is heated and pressed by the pressure bonding head 106. A method of checking the color change of the pressure sensitive paper along the longitudinal direction of the pressure contact surface 106a of the pressure bonding head 106 can be considered. When this inspection method is employed, the flatness of the pressure contact surface 106a of the pressure-bonding head 106 is determined on the assumption that the portion with a dark color has a large pressing force and the portion with a light color has a small pressing force.
[0015]
Note that the pedestal 105 is often made of tempered glass or the like that can obtain high-precision flatness and is less susceptible to change due to heat. Therefore, the flatness of the pressure contact surface 106a of the crimping head 106 can be accurately examined by such an inspection using the pedestal 105.
[0016]
By performing such flatness inspection, if there is a portion with a small pressure force and a portion with a large pressure force, the pressure-sensitive paper has uneven color along the longitudinal direction of the pressure contact surface 106a of the pressure-bonding head 106. Therefore, it can be determined that the flatness of the pressure contact surface 106a of the crimping head 106 is low, and the flatness can be adjusted so that the flatness is optimum.
[0017]
In this flatness adjustment, for example, a number of flatness adjustment screws (not shown) are provided in the crimping head 106 along the longitudinal direction thereof, and an operator finely adjusts the tightening degree of the flatness adjustment screws to perform crimping. By applying a pressing force in the pressure contact direction or a pulling force in the opposite direction to the head 106, it is possible to adjust the flatness by correcting distortion such as deflection.
[0018]
As a result of the flatness inspection described above, the portion where the pressure-sensitive paper has become darker is flattened so that the pressure-bonding head 106 bends in the pressure-contact direction, thereby increasing the pressure, and the deflection is reduced. Turn the adjustment screw in the direction to loosen. Also, the pressure-sensitive paper where the color has become lighter is judged that the pressure-bonding head 106 is bent in the direction opposite to the pressure-contact direction and the pressure is reduced, and the flatness adjustment screw is tightened to increase the deflection. Turn in the direction. By such adjustment, fine adjustment is performed so that the degree of change in the color of the pressure-sensitive paper along the longitudinal direction of the pressure contact surface 106a of the pressure-bonding head 106 changes with the same degree.
[0019]
However, in such flatness adjustment by the operation of the operator, there is an individual difference of the operator in determining the degree of change in pressure-sensitive paper color. Also, since the degree of adjustment of the flatness adjustment screw is often subtle, it is necessary to repeat the operation of checking the degree of change in pressure-sensitive paper color after fine adjustment of the flatness adjustment screw. However, it takes a lot of time and effort to obtain a good flatness, and there is a problem that the working efficiency is poor.
[0020]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a flatness adjustment method capable of efficiently adjusting the flatness of a pressure contact surface of a pressure bonding head that performs a pressure contact operation on a pressure contact member. The purpose is to provide. Further, another invention provides a thermocompression bonding apparatus that can reliably and efficiently connect a tape substrate such as TAB to an array substrate of a liquid crystal display device, for example, by using this flatness adjusting method. For the purpose.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, a thermocompression bonding apparatus according to the present invention includes a pedestal, and a pressure-bonding head that heat-presses the first object and the second object, which are members to be pressed, placed on the pedestal. And a pressure member that applies pressure to the pressure bonding head. A pressure contact member is placed between the pedestal and the pressure bonding head, and the pressure bonding body is pressurized with the pressure bonding head so that both objects are heated and pressure bonded. In a thermocompression bonding apparatus, the pressure applied by the pressure body can be transmitted to the pressure bonding head between the pressure body and the pressure bonding head, and the pressure during the pressure contact operation of the pressure bonding head is detected, and the detected pressure is electrically It is possible to control the protrusion to the pressure contact surface of the crimping head or the retraction in the opposite direction with respect to the pressure contact surface of the crimping head by converting the signal into an electric signal, thereby flattening the pressure contact surface of the crimping head. Electrostriction that allows degree adjustment It is interposed a magnetostrictive actuator.
[0022]
As a result, the flatness of the pressure contact surface of the crimping head can be automatically adjusted so as to always be in an optimum state. As a result, for example, when a large number of semiconductor mounting tapes and the like are collectively heat-bonded to an array substrate such as a liquid crystal display device by a single pressure bonding head, the pressure applied by the pressure bonding heads is equally applied to the large number of semiconductor mounting tapes. So that individual tape substrates can be properly connected to the array substrate.
[0023]
Further, it is preferable that the electrostrictive or magnetostrictive actuator is provided so as to form a plurality of rows along the longitudinal direction of the pressure-bonding head, and that the plurality of rows are provided in the width direction of the pressure-bonding head.
[0024]
As described above, the electrostrictive or magnetostrictive actuator is provided so as to form a line at a plurality of locations along the longitudinal direction of the crimping head, so that the flatness in the longitudinal direction of the crimping head is finely adjusted even if the crimping head is long. Can be adjusted. Further, by providing a plurality of rows in the width direction of the crimping head, it is possible to adjust the flatness in consideration of the twist of the crimping head.
[0025]
  MaMagneticA giant magnetostrictive actuator is preferably used as the strain actuator.
[0026]
This giant magnetostrictive actuator has not only the function as a pressure sensor and the function as an actuator, but also has the characteristics that a large elastic displacement can be obtained, and a large amount of protrusion and retraction can be obtained. It has various excellent characteristics such as high speed and high durability. For this reason, the pressure contact surface of the crimping head can always be accurately and reliably flattened at high speed only by providing several giant magnetostrictive actuators and their control means without providing a complicated flatness adjusting mechanism. It becomes possible.
[0027]
Further, it is preferable that the first object is a liquid crystal panel or a printed board, the second object is a tape-like or film-like semiconductor mounting board, and the length of the crimping head in the longitudinal direction is 400 to 2,000 mm.
[0028]
Adopting this configuration makes it possible for the semiconductor mounting substrate to be pressed against a long liquid crystal substrate or printed circuit board while ensuring reliable conductivity, resulting in an increase in the size of the liquid crystal display device and electronic equipment. Even efficient work is possible. In particular, when the length of the crimping head in the longitudinal direction is 40 mm or more, the amount of strain such as deflection of the crimping head is increased. Therefore, when the present invention is applied, the effect is increased. On the other hand, if the length of the crimping head in the longitudinal direction is 100 mm or less, there is no need to install a large number of electrostrictive or magnetostrictive actuators, so that a thermocompression bonding apparatus with good cost balance can be obtained.
[0029]
The flatness adjustment method for a pressure contact surface according to the present invention connects a first object having an electrical connection terminal and a second terminal having an electrical connection terminal so that the connection terminals can conduct each other. In the flatness adjustment method for adjusting the flatness of the pressure contact surface of the pressure bonding head for performing the heat pressure welding operation, the step of the pressure bonding head performing the pressure welding operation, and the protrusion in the pressure welding direction with respect to the pressure welding surface or in the opposite direction. A step of detecting pressure of the crimping head at a plurality of positions in the longitudinal direction of the crimping head by an electrostrictive or magnetostrictive actuator provided at a plurality of positions along the longitudinal direction of the crimping head. A step of converting the detected pressure into an electric signal, and based on the electric signal, the amount of protrusion in the press-contact direction with respect to the crimping head or the amount of retraction in the opposite direction is controlled. Anda protrusion amount adjustment step of performing, and adjust the flatness of the contact face by the protrusion amount adjustment step.
[0030]
Thus, when the pressure-bonding head performs a pressure-contact operation, the pressure at a plurality of locations in the longitudinal direction of the pressure-bonding head is detected, the detected pressure is converted into an electric signal, and the pressure-contact direction with respect to the pressure-bonding head or the Since the amount of protrusion or retraction in the opposite direction is controlled, it is possible to automatically adjust the flatness of the pressure contact surface of the crimping head. As a result, it is not necessary to rely on the operator's manual work as in the prior art, so that the optimum flatness can be obtained efficiently and in a short time.
[0031]
In such a flatness adjustment method, there is provided a step of setting an electric signal taken out when the flatness of the press contact surface is optimum and the press contact force becomes a predetermined value as an initial value. It is preferable to adjust the protrusion amount or the retraction amount of the pressure contact surface so that the electric signal taken out during the pressure contact operation of the head becomes an initial value.
[0032]
In this way, the electrical signal that is taken out when the pressure contact surface of the pressure bonding head has an optimal flatness and the pressure contact force reaches a predetermined value is set as an initial value, and the electric signal that is taken out during the pressure welding operation of the pressure bonding head is Since the operation of the electrostrictive or magnetostrictive actuator is controlled so as to be the initial value, the pressure contact surface of the crimping head can always have the optimum flatness and the pressure contact force to a predetermined value with simple control. it can.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The contents described in this embodiment include both the thermocompression bonding apparatus of the present invention and the method for adjusting the flatness of the pressure contact surface.
[0034]
1 is a front view showing the main part of the thermocompression bonding apparatus of the present invention, FIG. 2 is a side view thereof, and FIG. 3 is a view taken along the line AA of FIG.
[0035]
As shown in FIGS. 5 and 6, the thermocompression bonding apparatus shown in FIGS. 1 to 3 is a tape substrate such as TAB, a COF (Chip On Film), etc. on an array substrate which is one of the components of the liquid crystal display device. The film substrate (both are a kind of semiconductor mounting substrate) is used. The configuration of the thermocompression bonding apparatus can be broadly divided into the base 1 on which the edge of the array substrate 102 (not shown in FIGS. 1 and 2) shown in FIG. 5 is placed along the longitudinal direction. And a pedestal mounting base 2 to which the pedestal 1 is attached, a housing 3 attached to the pedestal mounting base 2, and a thermocompression bonding mechanism 4 housed in the housing 3. The pedestal 1 is made of tempered glass or the like that can obtain a highly accurate flatness and is not easily thermally deformed.
[0036]
  The thermocompression bonding mechanism 4 schematically includes a pressure bonding head 41 provided opposite to the pedestal 1, a pressure body 42 that applies pressure to the pressure bonding head 41, and the pressure body 42 reciprocating in the vertical direction in the figure. A plurality of guide rails 43 that guide the movement so as to be movable, and a plurality of (six in this embodiment) interposed between the pressure body 42 and the pressure-bonding head 41.MagnetismGiant magnetostrictive actuators 44a to 44f (the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f will be described later) as strain actuators.
[0037]
The thermocompression bonding mechanism 4 will be described in more detail. The pressurizing body 42 is provided with a guide rail gripping portion 45 on the side surface thereof, and the guide rail gripping portion 45 extends along the guide rail 43 with the guide rail 43 gripped. And slides back and forth in the vertical direction in the figure.
[0038]
Further, the upper end surface of the pressure body 42 is supported with respect to the housing 3 by two counter balance coil springs 46 in this example, and when the pressure body 42 moves downward in the drawing, The pressure force is applied to the pressure-bonding head 41 by moving downward against the contraction force of the coil spring 46.
[0039]
The pressure applied by the pressure body 42 to the pressure bonding head 41 is performed by a pressure body drive unit (not shown), and the pressure body 42 is instantaneously lowered in the downward direction by the pressure body drive unit. By doing so, an instantaneous pressure is applied to the pressure-bonding head 41. Thereafter, the pressurizing body driving unit drives the pressurizing body 42 upward in the drawing to return the pressurizing body 42 to the original position. The counter balance is achieved by the two coil springs 46.
[0040]
Further, a plurality of (six in this embodiment) giant magnetostrictive actuators 44a to 44f interposed between the pressurizing body 42 and the pressure-bonding head 41 are arranged in the longitudinal direction as can be seen from FIGS. Are arranged in two rows. That is, the three giant magnetostrictive actuators 44a, 44b, 44c are arranged at equal intervals along the edge on the front side in the longitudinal direction of the upper end surface of the crimping head 41, and the giant magnetostrictive actuators 44d, 44e, Three of 44 f are arranged so as to form a line at equal intervals along the edge on the rear side in the longitudinal direction of the upper end surface of the crimping head 41.
[0041]
These giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are made of a single crystal giant magnetostrictive material of an alloy in which terbium (Tb), dysprosium (Dy), and iron (Fe) are mixed in an atomic ratio of Tb0.3, Dy0.7, and Fe1.9. Thus, it is composed of a functional material that exhibits a magnetostriction (elastic displacement) of 1,000 to 2,000 ppm in a magnetic field. A specific amount of displacement is set to ± 70 μm. The crimping head 41 is in a state in which the pressure contact surface 41a at the tip protrudes. The width of the pressure contact surface 41a is 2 mm as can be seen from FIG. 2, and the length in the longitudinal direction is 1,000 mm as can be seen from FIG.
[0042]
As described above, in this embodiment, the crimping head 41 has a relatively long crimping length of 1,000 mm in the longitudinal direction, but the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f include the crimping heads. A two-row arrangement is provided along each of the front side and the rear side along the edge in the longitudinal direction 41. When the crimping head 41 is relatively long as described above, it is preferable to arrange several to ten or more giant magnetostrictive actuators per row in the longitudinal direction. Note that the number of the giant magnetostrictive actuators can be adjusted to a higher degree of accuracy by increasing the number to some extent. The arrangement interval of the giant magnetostrictive actuators is 3 to 50 cm, preferably 5 to 20 cm in the longitudinal direction in consideration of both high precision flatness adjustment and cost.
[0043]
Further, in this embodiment, as described above, the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are arranged in one row at the edge on the front side in the longitudinal direction of the upper end surface of the crimping head 41 and along the edge on the rear side in the longitudinal direction. Although one row is arranged in a total of two rows, one row may also be arranged in the central portion to make a total of three rows. In some cases, only one row at the center may be provided, but two or three rows are preferable so as to cope with twisting of the crimping head 41.
[0044]
Further, the pressure-bonding head 41 incorporates a heater 47 for heating. In this embodiment, the heater 47 is oriented along the longitudinal direction of the pressure-bonding head 41 and at a right angle to the longitudinal direction. Built in five intervals.
[0045]
By the way, in these giant magnetostrictive actuators 44 a to 44 f, push rods 48 protrude from the respective end side end surfaces, and each push rod 48 is connected to the first link mechanism 49 attached to the upper end surface side of the crimping head 41. Each is supported. Further, the giant magnetostrictive actuators 44 a to 44 f are supported by a second link mechanism 50 whose rear end surface is attached to the lower end surface (front end surface) side of the pressing body 42. In this embodiment, the displacement amount of the push rod 48 is ± 70 μm, but other values may be adopted.
[0046]
The first link mechanism 49 includes a fixed plate 491 that is fixed to the upper end surface of the pressure-bonding head 41 and a movable body 492 that is rotatably supported by the fixed plate 491. Similarly, the second link mechanism 50 includes a fixed plate 501 fixed to the pressurizing body 42 and a movable body 502 rotatably supported on the fixed plate 501. The fixing plate 491 of the first link mechanism 49 is fixed to the upper end surface of the crimping head 41 via the heat insulating material 51.
[0047]
The giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are supported by inserting a push rod 48 provided at the tip of the actuator into a push rod support hole 492a provided in the movable body 492 of the first link mechanism 49. Are fixed to the movable body 502 of the second link mechanism 50, respectively.
[0048]
The first and second link mechanisms 49 and 50 can be easily replaced when it is desired to replace them, for example, when the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are damaged or when the pressing force is set to a predetermined value. For this purpose, the fixing plate 491 is attached to the pressure-bonding head 41 and the fixing plate 501 is attached to the pressurizing body 42 by screws. Further, the fixed plate 501 has a structure that is attached to the pressurizing body 42 via a plurality of intervening plates 501a. In this structure, the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f apply a pressing force having a predetermined initial set value and generate an electric signal having a predetermined initial value so that the intermediate plate 501a has an intervening plate of another thickness. It is possible to replace it with 501a.
[0049]
By the way, the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f have a function of transmitting the pressure applied by the pressurizing body 42 to the pressure-bonding head 41, detect the pressure during the pressure-contact operation of the pressure-bonding head 41, and use the detected pressure as an electrical signal. It has a function of converting and applying protrusion or retraction in the pressure contact direction or the opposite direction to the pressure contact surface 41a of the crimping head 41 by the electric signal.
[0050]
That is, in the example of this embodiment, the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are interposed between the pressurizing body 42 and the pressure-bonding head 41, and correspond to the set magnetic force, and the pressure-bonding heads 41 of the respective push rods 48. The amount of protrusion to the side is determined. The amount of protrusion of the pressure contact surface 41a is controlled by the amount of protrusion of the push rod 48. The pressurizing force due to the lowering of the pressurizing body 42 is transmitted to the crimping head 41 via the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f. On the other hand, the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f detect the pressure applied to each push rod 48, that is, the pressure of the pressure-bonding head 41 when the pressure-bonding head 41 performs the pressure-contact operation.
[0051]
The giant magnetostrictive actuators 44a to 44f generate electrical signals corresponding to the magnitude of pressure detected by themselves. Then, by applying a pressing force corresponding to the electric signal to the crimping head 41 by the electric signal, the pressing surface 41a protrudes in the pressing direction, or by applying a pulling force in the opposite direction, what is the pressing direction? It has a function that can be retracted in the reverse direction. Generally, when the detected pressure is large, the electrical signal becomes large. Therefore, the portion where the electrical signal is large causes the push rod 48 to be retracted, the pressure contact surface 41a is pulled (retracted), and the portion where the electrical signal is small. The push rod 48 is further protruded, and the pressure contact surface 41a is further protruded.
[0052]
As described above, the push rods 48 of the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f interposed between the pressurizing body 42 and the crimping head 41 give a predetermined pressing force, that is, a protruding amount to the crimping head 41. Thus, when the pressurizing body 42 is lowered, the pressure is applied to the pressure-bonding head 41 via the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f. Thereby, the crimping head 41 performs a pressure contact operation. Note that this pressure contact operation is performed instantaneously, and at the time of this pressure contact operation, the heater 47 is heated, and the heat pressure contact is performed.
[0053]
When performing such a heating and pressing operation, the push rods 48 of the respective giant magnetostrictive actuators 44a to 44f detect the pressure when the pressure-bonding head 41 is pressed onto the base 1. Electric signals corresponding to the detected pressure are output from the respective giant magnetostrictive actuators 44a to 44f, and the protruding amount and the retracting amount of the pressure contact surface 41a are controlled by controlling the protruding amount of the push rod 48 based on the electric signal. To do. In other words, the pressing force and the pulling force of the push rod 48 against the crimping head 41 are controlled by controlling the protrusion amount of the push rod 48.
[0054]
In the present embodiment, the flatness of the pressure contact surface 41a of the pressure-bonding head 41 is adjusted using such characteristics of the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f.
[0055]
In this embodiment, when the flatness of the pressure contact surface 41a at the tip of the pressure bonding head 41 is optimum, when the pressure bonding head 41 is pressed against a surface having high flatness such as the base 1, each The electric signals taken out from the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are set in advance so as to be the same. This setting is performed by exchanging the interposed plate 501a supporting the fixed plate 501 with another thickness, exchanging with another giant magnetostrictive actuator, or adjusting the output of an electric signal. In addition, an electric signal taken out from the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f when an optimum pressing force (pressing force) is applied to the pressed member is set as an initial value, and the pressing force (pressing force) at that time is set. Use the default value.
[0056]
Then, when the pressure-bonding head 41 is actually brought into pressure contact with a surface having high flatness such as the base 1, the giant magnetostrictive actuators 44 a to 44 a arranged in two rows along the longitudinal direction of the pressure-bonding head 41. It detects with each push rod 48 of 44f. Then, electrical signals corresponding to the respective pressures detected by the respective push rods 48 are taken out, and the protruding amounts of the respective push rods 48, that is, the pressing amounts and tensions of the crimping heads 41, so that the electrical signals become initial values. Control the amount.
[0057]
FIG. 4 is a diagram showing a control circuit for the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f. The six giant magnetostrictive actuators 44 a to 44 f and the respective electrical signals obtained from these giant magnetostrictive actuators 44 a to 44 f are input to the control unit 61. The control unit 61 compares the input signal with the initial value, and controls the amount of protrusion of the push rod 48 in the direction in which the electrical signals from the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f become the initial value. That is, the control unit 61 outputs a control signal corresponding to the difference between the two signals, whereby each of the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f controls the pressing / pulling operation of the push rod 48.
[0058]
Here, for example, if there is a distortion in the vicinity of the right end in the longitudinal direction of the pressure-bonding head 41 (near the giant magnetostrictive actuators 44c and 44f), the pressure body 42 is lowered. Thus, when the pressure-bonding head 41 is pressed against the pedestal 1, the pressure-contact force of the pressure-contact surface 41a of the pressure-bonding head 41 near the right end in the longitudinal direction is weaker than that of the other parts.
[0059]
Therefore, the pressure received by the push rod 48 of the super magnetostrictive actuators 44c and 44f in that portion is smaller than the initial set value, and the pressure received by the push rod 48 of the other super magnetostrictive actuators 44a, 44b, 44d and 44e (this pressure) Is smaller than the initial setting value). At this time, the electric signals from the respective giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are given to the control unit 61. In this control unit 61, the electric signals obtained from all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are initial values, that is, In this case, control is performed such that electric signals obtained from all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f have the same value as the initial value.
[0060]
Thereby, for example, the control unit 61 performs an operation such that these push rods 48 pull the crimping head 41 with respect to the giant magnetostrictive actuators 44a, 44b, 44d, and 44e that have detected a pressure larger than the initial set value. Perform such control. That is, the push rod 48 performs a retracting operation. On the other hand, for the giant magnetostrictive actuators 44 c and 44 f that have detected a pressure smaller than the initial set value, the control unit 61 performs control such that the push rod 48 performs an operation of pressing the crimping head 41. That is, the push rod 48 performs a protruding operation.
[0061]
The protrusion amount adjustment control by the control unit 61 is performed until the electric signals obtained from all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f become the same value as the initial value, and the electricity obtained from all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f. If the signal has the same value as the initial value, it can be said that the tip pressure contact surface 41a of the pressure-bonding head 41 has an optimal flatness and a predetermined pressing force (initial setting pressure).
[0062]
As described above, the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are controlled by the push rod 48 for the giant magnetostrictive actuators 44a, 44b, 44d, 44e that have detected a pressure larger than the initial value. All the giant magnetostrictive actuators are controlled such that the push rod 48 presses the crimping head 41 for the giant magnetostrictive actuators 44c and 44f that are controlled so as to pull the pressure and detect a pressure smaller than the initial value. Instead of controlling the pressing or pulling on 44a to 44f, for example, the side where the electrical signal to be extracted is slightly shifted from the initial value is left as it is, and control is performed only on the giant magnetostrictive actuator that has changed more. May be performed.
[0063]
For example, in the above-described example, since the crimping head 41 is an example in which only the vicinity of the right end thereof is warped upward, the pressing force of each push rod 48 of the giant magnetostrictive actuators 44a, 44b, 44d, 44e is the same, The electrical signals can also be considered the same. Moreover, each of these values is very close to or equal to the initial value. Therefore, control is not performed for these giant magnetostrictive actuators 44a, 44b, 44d, and 44e.
[0064]
On the other hand, the giant magnetostrictive actuators 44c and 44f existing in the portion where the crimping head 41 is warped upward are smaller than the pressures received by the respective push rods 48 and are set to the initial set values. There is also a large deviation (change). Therefore, the electrical signal also changes greatly accordingly.
[0065]
The controller 61 controls the giant magnetostrictive actuators 44c and 44f so that the electrical signals taken out have the same values as the electrical signals of the giant magnetostrictive actuators 44a, 44b, 44d, and 44e. In this case, the super magnetostrictive actuators 44c and 44f are controlled so as to increase the pressing force of the respective push rods 48, whereby the crimping head 41 corresponding to the super magnetostrictive actuators 44c and 44f is controlled. Is slightly protruded in the pressure contact direction.
[0066]
In this way, the electric signals taken out from the giant magnetostrictive actuators 44c and 44f are aligned with the values of the electric signals of the giant magnetostrictive actuators 44a, 44b, 44d and 44e, and the electric signals obtained from all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f. Control is performed so that the values are the same. As a result, the upward warping that occurs in the vicinity of the right end of the crimping head 41 is corrected, and the pressure contact surface 41a of the crimping head 41 becomes flat as a whole.
[0067]
In this case, the aligned values may be slightly larger than the initial values. In this case, the pressurizing body 42 is driven by the pressurizing body driving unit to drive the entire crimping head 41 slightly upward, and the electric signals of the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are collectively changed, and the initial value and Control to make the same value will be performed. If the prepared values are equal to the initial values, the adjustment by the entire driving of the pressurizing body 42 is not performed.
[0068]
In addition, it is assumed that a distortion that slightly warps the crimping head 41 upward occurs in the vicinity of the longitudinal center of the crimping head 41 (in the vicinity of the giant magnetostrictive actuators 44b and 44e). In such a case, when the pressure bonding head 41 comes into pressure contact with the pedestal 1 by the downward movement of the pressure body 42, only the pressure contact force of the pressure contact surface 41a of the pressure bonding head 41 near the center portion in the longitudinal direction with respect to the pedestal 1 is compared with the initial value. In many cases, it becomes weaker and the other parts are slightly stronger than the initial values.
[0069]
Therefore, in such a case, the pressure received by the push rod 48 of the super magnetostrictive actuators 44b, 44e in that portion is smaller than the pressure received by the push rod 48 of the other super magnetostrictive actuators 44a, 44c, 44d, 44f, and It becomes smaller than the initial setting value. At this time, the electric signals from the respective giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are given to the control unit 61, and the electric signals obtained from all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f become initial values. Take control.
[0070]
As a result, for example, the giant magnetostrictive actuators 44a, 44c, 44d, and 44f that have detected a large pressure are controlled so that these push rods 48 pull the crimping head 41, and a small pressure is detected. The super magnetostrictive actuators 44b and 44e are controlled so that the push rod 48 performs an operation of pressing the pressure-bonding head 41.
[0071]
Such control is performed until the electric signals obtained from all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f have the same value as the initial value. If the electric signals obtained from all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f have the same value as the initial value, the pressure contact surface 41a of the pressure-bonding head 41 has an optimal flatness and a predetermined pressing force (initial setting pressure). It can be said that it became.
[0072]
In this case as well, as described above, the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are not controlled for the giant magnetostrictive actuators 44a, 44c, 44d, and 44f that have detected a large pressure, and the giant magnetostrictive actuators 44b and 44b that have sensed a small pressure. Control may be performed so that the push rod 48 presses the pressure-bonding head 41 only against 44e. Also in this case, when the combined electric signal is deviated from the initial value, the control unit 61 operates the pressurizing body driving unit to drive the pressurizing body 42 and obtains it from all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f. The electric signal is controlled so as to have an initial value.
[0073]
In this way, control is performed so that the electrical signals extracted from the giant magnetostrictive actuators 44b and 44e are matched with the others, and the electrical signals obtained from all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f have the same value as the initial value. As a result, the upward warping generated in the vicinity of the center portion of the pressure-bonding head 41 is corrected, and the flatness of the pressure-contact surface 41a of the pressure-bonding head 41 is optimal and has a predetermined pressing force.
[0074]
In this way, an electrical signal corresponding to the pressure detected by each push rod 48 of each of the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f is given to the control unit 61, and the control unit 61 determines all the super signals based on the electrical signal. The pressure-bonding head 41 is obtained by performing control so that the electric signals obtained from the magnetostrictive actuators 44a to 44f become preset initial values with respect to the respective giant magnetostrictive actuators 44a to 44f and, if necessary, the pressure body 42. It is possible to optimize the flatness of the pressure contact surface 41a and generate a predetermined pressing force.
[0075]
That is, the electrical signals obtained from all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f correspond to the pressures received by the respective push rods 48 when the crimping head 41 is pressed against the pedestal 1 or the like having high flatness. The control that the electric signals obtained from the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are set to the initial values means that the pressure received by each push rod 48 of all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f is the same and optimum. It is controlled as follows. The fact that the pressure received by each push rod 48 of all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f is the same and the same as the initial set value means that the flatness of the crimping head 41 is optimal and the pressing force is also optimal. It is shown that.
[0076]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
[0077]
For example, in the above-described embodiment, the flatness adjustment of the crimping head 41 applied to a liquid crystal display device having a relatively long length of 1,000 mm in the longitudinal direction of the crimping head 41 has been described. Thus, for example, a crimping head used in a thermocompression bonding apparatus such as a liquid crystal display device that is larger than a conventional one having a side of about 500 mm but not extremely large, or a very large liquid crystal display device that is larger than 1,000 mm. It can also be applied to the flatness adjustment. In those cases, an appropriate number of giant magnetostrictive actuators are arranged along the longitudinal direction of the crimping head used in such a thermocompression bonding apparatus, and control in that case can be performed in the same manner as in the above-described embodiment. it can.
[0078]
When the thermocompression bonding apparatus of the present invention is applied to a pressure bonding head 41 having a length of 400 mm or more, the effect of improving the flatness is increased. Further, when applied to the pressure-bonding head 41 having a length of 2,000 mm or less, it is not necessary to use many expensive giant magnetostrictive actuators, which is advantageous in terms of cost.
[0079]
In the above-described embodiment, the flatness of the pressure contact surface 41a of the pressure-bonding head 41 is optimal in controlling a plurality of giant magnetostrictive actuators (six giant magnetostrictive actuators 44a to 44f in the above-described embodiments). The electric signals extracted from the respective giant magnetostrictive actuators 44a to 44f when the pressing force is optimal are set in advance. Then, the electric signal at that time is set as an initial value, and the electric signals taken out from all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are controlled so as to always have the initial value of the same value. It is not something that can be done.
[0080]
For example, each electric signal obtained from each giant magnetostrictive actuator 44a to 44f when the flatness of the pressure contact surface 41a of the crimping head 41 is optimum is set as a reference value for each giant magnetostrictive actuator 44a to 44f. You may make it keep. This is preferable as a countermeasure when there is a variation in the giant magnetostrictive actuator itself and a variation occurs in the electric signal obtained even with the optimum flatness.
[0081]
In this case, control is performed so that the electric signals extracted from all the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f are always set to the reference values set for the respective giant magnetostrictive actuators 44a to 44f. In the case of this control as well, it is also possible to control the pressurizing body 42 while performing overall drive control.
[0082]
In the above-described embodiment, the control unit that controls the plurality of giant magnetostrictive actuators (six giant magnetostrictive actuators 44a to 44f in the above-described embodiment) is a single control unit 61 that controls the plurality of giant magnetostrictive actuators. Although an example in which 44a to 44f are collectively controlled has been described, the control unit 61 may be provided for each of the giant magnetostrictive actuators 44a to 44f. The control unit 61 may be divided into a part for controlling the giant magnetostrictive actuator and a part for controlling the pressurizing body 42.
[0083]
As a method of controlling the giant magnetostrictive actuator, in the above-described embodiment, each giant magnetostrictive actuator is operated and controlled so as to have an initial value (the same or different initial value). In the above description, the method of controlling the pressure body 42 to the initial value by adjusting to a value with a small amount of deviation has been described, but other control methods may be employed.
[0084]
For example, a method of adjusting another electric signal value having the largest deviation amount with respect to the initial value, then adjusting the pressing force of the pressing body 42, and adjusting the whole to the initial value, and each giant magnetostrictive actuator After obtaining the average value of the electrical signal obtained from the above and adjusting it to the average value, the pressure body 42 is operated and adjusted to the initial value, the one with the strongest (or weakest) pressing force, and other giant magnetostriction After adjusting the electric signal of the actuator, a method of adjusting the pressing force of the pressing body 42 to match the initial value may be adopted. In addition, the initial value is not acquired in advance, but only the flatness of the pressure contact surface 41a is obtained, that is, only the electric signals are aligned. Alternatively, it may be set in advance.
[0085]
In the above-described embodiment, when the TCP 101 manufactured by TAB, COF, or the like is thermocompression bonded to the array substrate 102 of the liquid crystal display device, the flatness of the pressure contact surface 41a of the pressure bonding head 41 in the thermocompression bonding apparatus is adjusted. However, the present invention is not limited to this. That is, the present invention can be widely applied to the case where the flatness of the pressure contact surface of the pressure-bonding head is adjusted when the two members are pressed against a member to be pressed formed of a plurality of members. Further, the object to be connected by pressure contact is the electrical connection terminal of the object to be pressed, but the present invention can also be applied to a case where a plurality of objects are simply thermocompression bonded.
[0086]
In addition to the case where the first object is plural or singular and the second object is singular or plural, the members to be pressed at the time of pressure contact may be singular or plural. In addition, the pressed member may not be three members, but may be at least two members of the first object (TCP 101) and the second object (array substrate 102), or conversely, four or more members. good.
[0087]
In the above-described embodiment, the heater 47 is incorporated in the crimping head 41. However, the heater 47 is not incorporated in the crimping head 41, and is disposed adjacent to the crimping head 41. It may be arranged. Further, the present invention can be applied to non-thermal pressure bonding, that is, pressure bonding without providing the heater 47 at all, instead of heat pressure bonding.
[0088]
Furthermore, the giant magnetostrictive actuator may have other types and other values. Instead of a giant magnetostrictive actuator, which is a kind of magnetostrictive actuator, an electrostrictive actuator using an element having a piezoelectric effect and an electrostrictive effect, such as piezoelectric ceramics represented by lead zirconate titanate (PZT), or nickel A ferromagnetic material such as may be used as the magnetostrictive actuator. Thus, any actuator having the property of converting electrical or magnetic energy into mechanical motion and the property of detecting mechanical motion and converting it into an electrical or magnetic signal can be used in place of the giant magnetostrictive actuator.
[0089]
【The invention's effect】
As described above, the thermocompression bonding apparatus of the present invention automatically adjusts so that the flatness of the pressure contact surface of the pressure bonding head is always in an optimum state when the pressure contact member is heat bonded by the pressure bonding head. It becomes. For this reason, for example, when a large number of semiconductor mounting substrates or the like are collectively heat-bonded to an array substrate such as a liquid crystal display device by a pressure bonding head, the pressure applied by the pressure bonding heads can be equally applied to the large number of semiconductor mounting substrates. This makes it possible to properly connect individual semiconductor mounting substrates to the array substrate.
[0090]
Further, the flatness adjustment method of the pressure contact surface according to the present invention is a method used when connecting the electrical connection terminals, and the flatness adjustment of the pressure contact surface used at that time can be automatically performed. As a result, it is not necessary to rely on the operator's manual work as in the prior art, so that the optimum flatness can be obtained efficiently and in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view for explaining an embodiment of a thermocompression bonding apparatus according to the present invention, and is a partially sectional view.
FIG. 2 is a side view of the thermocompression bonding apparatus shown in FIG.
3 is a view taken along the line AA in FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining control of a giant magnetostrictive actuator used in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a member to be pressed applied to the present invention or a conventional example, and is a diagram illustrating an example of a state in which a semiconductor mounting substrate such as TAB is connected to an array substrate of a liquid crystal display device.
FIG. 6 is a diagram illustrating a pressing process employed in the present invention and the conventional example, and is a diagram illustrating a process of connecting a semiconductor mounting substrate such as TAB to an array substrate of a liquid crystal display device.
7 is a view of the crimping head shown in FIG.
[Explanation of symbolsAkira]
  1 pedestal
  2 Base mount
  3 Case
  4 Thermocompression bonding mechanism
  41 Crimp head
  41a Pressure contact surface
  42 Pressurized body
  43 Guide rail
  44a-44f Giant magnetostrictive actuator(MagneticStrain actuator)
  47 Heater
  48 Push rod
  49 First link mechanism
  50 Second link mechanism
  61 Control unit
  101 TCP (first object, pressure contact member, semiconductor mounting substrate)
  102 Array substrate (second object, pressure contact member)
  103 ACF (pressure contact member)
                                                                            more than

Claims

A pedestal, a pressure-bonding head that heat-presses the first object and the second object, which are members to be pressed placed on the pedestal, and a pressure body that applies pressure to the pressure-bonding head. In the thermocompression bonding apparatus, the pressure contact member is placed between the pedestal and the pressure bonding head, and the both objects are heated and pressure bonded by pressing the pressure bonding head with the pressure body.
The pressure applied by the pressure body can be transmitted to the pressure head between the pressure body and the pressure head, and the pressure at the time of the pressure contact operation of the pressure head is detected. It is possible to control the protrusion to the pressure contact surface of the pressure bonding head or the retraction in the opposite direction to the pressure contact surface of the pressure bonding head by converting into a signal, and thereby the pressure contact surface of the pressure bonding head. A thermocompression bonding apparatus characterized by interposing an electrostrictive or magnetostrictive actuator capable of adjusting the flatness of the film.

The electrostrictive or magnetostrictive actuator is provided so as to form a plurality of rows along a longitudinal direction of the crimping head, and the rows are provided in a plurality of rows in the width direction of the crimping head. The thermocompression bonding apparatus according to 1.

Before Ki磁 strain actuators, heat pressing apparatus according to claim 1 or 2, wherein it is a super-magnetostrictive actuator.

The first object is a liquid crystal panel or a printed board, the second object is a tape-like or film-like semiconductor mounting board, and the longitudinal length of the crimping head is 400 to 2,000 mm. The thermocompression bonding apparatus according to claim 1, 2, or 3.

Pressure contact surface of a pressure-bonding head that performs a heating pressure welding operation for connecting a first object having an electrical connection terminal and a second terminal having an electrical connection terminal so that the connection terminals can conduct each other. In the flatness adjustment method for adjusting the flatness of
A step in which the pressure bonding head performs a pressure contact operation;
An electrostrictive or magnetostrictive actuator that can provide the pressure contact surface to project in the pressure contact direction or retract in the opposite direction, and is provided at a plurality of locations along the longitudinal direction of the pressure-bonding head. Detecting the pressure of the crimping head at a plurality of locations in the longitudinal direction of the crimping head;
Converting the detected pressure into an electrical signal;
Based on the electrical signal, a protrusion amount adjusting step for controlling the protrusion amount in the press contact direction or the retraction amount in the opposite direction to the crimping head;
And adjusting the flatness of the pressure contact surface by the protrusion amount adjusting step.

There is provided a step of setting, as an initial value, an electric signal that is taken out when the flatness of the pressure contact surface is optimum and the pressure contact force becomes a predetermined value. 6. The method for adjusting flatness of a pressure contact surface according to claim 5, wherein the protrusion amount or the retraction amount of the pressure contact surface is adjusted so that the electric signal to be generated becomes the initial value.