JP4295713B2

JP4295713B2 - 表示装置の組み立て装置及び表示装置の組み立て方法

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Publication number: JP4295713B2
Application number: JP2004347763A
Authority: JP
Inventors: 悦郎南浜
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: JP2006156849A

Description

この発明は表示パネルに電子部品を介して回路基板を実装する表示装置の組み立て装置及び組み立て方法に関する。

上記表示装置の組立工程では、たとえば図７（ａ）、（ｃ）に示すように、まずアウタリードボンダにより表示パネルとしての液晶パネル２００の外周の４辺のうちの所定の辺に、液晶駆動用ＩＣが搭載されたタブ（TAB:Tape Automated Bonding）などの電子部品２０２を異方性導電部材２０４を介して実装して電子部品付きの液晶パネル２００を製造し、ついで電子部品付きの液晶パネル２００の電子部品２０２の部分に対して図７（ｂ）に示すように回路基板２０３を電気的に接続して液晶パネル２００を組み立てるということが行われている。

上記液晶パネル２００に回路基板２０３を実装する場合、回路基板２０３と電子部品２０２とのリードを確実に電気的に接続することができる手段として図７（ｃ）に示すようにテープ状の異方性導電部材２０４が用いられている。

そのような工程を行う組み立て装置としては、上記回路基板２０３に異方性導電部材２０４を貼り付ける貼り付け部と、異方性導電部材２０４が貼り付けられた回路基板２０３と上記液晶パネル２００とを位置合わせし、位置合わせされた液晶パネル２００と回路基板２０３とを上記電子部品２０２を介して圧着する圧着部とを備えている。圧着部には、圧着時に回路基板２０３の電子部品２０２が圧着される部分の下面を支持するバックアップツールが設けられている。

このような組み合わせ装置においては、回路基板２０３に異方性導電部材２０４を貼着したならば、この回路基板２０３をバックアップツール上に搬送してからカメラで位置認識する。ついで、上記液晶パネル２００をカメラで位置認識し、その位置認識と上記回路基板との位置認識に基いて、予めバックアップツール上に搬送された回路基板２０３に対して液晶パネル２００を位置決めする。

液晶パネル２００を位置決めしたならば、上記圧着部の圧着ツールを下降させ、上記液晶パネル２００に上記回路基板２０３を、上記電子部品２０２を介して圧着するということが行われている。このような従来技術は特許文献１に示されている。
特開平１１−１８３９２４号公報

従来の組立装置によると、回路基板と液晶パネルとの位置合わせは、回路基板と液晶パネルとを圧着する圧着時に、上記圧着部でバックアップツールを基準にして位置決めするようにしている。

そのため、液晶パネルと回路基板との位置合わせが終了したならば、位置合わせされた液晶パネルと回路基板とを圧着しなければならない。つまり、位置合わせ工程と、圧着工程とを順次行なわなければならない。そのため、１枚の表示装置を組み立てるために必要なタクトタイム、つまり液晶パネルと回路基板とを位置合わせしてから、これらを圧着するまでに要する時間が長くなるから、生産性の低下を招く一因となっていた。

この発明は、表示パネルと回路基板との位置合わせと、位置合わせされた表示パネルと回路基板との圧着とを並列的に行うことで、タクトタイムの短縮を図ることができるようにした表示装置の組み立て装置及び組み立て方法を提供することにある。

この発明は、電子部品が接続された表示パネルに上記電子部品を介して回路基板を実装する表示装置の組み立て装置であって、
上記回路基板に異方性導電部材を貼り付ける貼り付け手段と、
この貼り付け手段によって異方性導電部材が貼り付けられた上記回路基板と上記表示パネルとを位置合わせする位置合わせ手段と、
この位置合わせ手段によって位置合わせされた上記回路基板と上記表示パネルとを上記電子部品を介して圧着する圧着手段とを具備し、
上記位置合わせ手段は、
Ｘ方向に駆動可能に設けられたＸテーブルと、
このＸテーブルにＸ方向と交差するＹ方向に駆動可能に設けられた第１のＹテーブルと、
この第１のＹテーブルにＹ方向に駆動可能に設けられた第２のＹテーブルと、
この第２のＹテーブルに上記Ｘ方向とＹ方向とがなすＸＹ平面に対して直交するＺ方向及びこのＺ方向を中心として回転するθ方向に駆動可能に設けられていて、上記表示パネルが供給載置されるパネル用テーブルと、
上記第１のＹテーブルにＸ方向に駆動可能に設けられ上記回路基板が供給載置される基板用テーブルと、
上記第１のＹテーブルに設けられ上記基板用テーブルに供給されて上記表示パネルと位置合わせされた上記回路基板の上記電子部品が圧着される部分の下面を支持するバックアップツールと
を具備したことを特徴とする表示装置の組み立て装置にある。

上記圧着手段は圧着ツールを有し、この圧着ツールは下降方向に駆動可能であるとともに上記第１のＹテーブルをＹ方向に駆動することで上記バックアップツールの上方に対向可能に設けられていて、上記バックアップツールが対向する位置に位置決めされたときに下降方向に駆動されて上記回路基板と上記電子部品との接続部分を圧着する構成であることが好ましい。

上記基板用テーブルに供給載置された基板を撮像して位置認識する基板用カメラと、上記パネル用テーブルに載置された表示パネルを撮像して位置認識するパネル用カメラと、上記基板用カメラと上記パネル用カメラとの撮像信号に基いて上記基板用テーブルと上記パネル用テーブルとを相対的に駆動する制御手段と
を具備したことが好ましい。

１つの圧着手段と、一対の位置合わせ手段及び一対の貼り付け手段を有し、一対の位置合わせ手段及び一対の貼り付け手段は、上記圧着手段を中心にして上記Ｘ方向に対称に配置されていることが好ましい。

上記表示パネルを上記パネル用テーブルに搬送供給する第１の搬送ヘッドと、
上記回路基板が圧着された上記表示パネルを上記パネル用テーブルから搬出する第２の搬送ヘッドとを有し、
上記第１の搬送ヘッドと第２の搬送ヘッドは、それぞれリニアコイルを有し、上記Ｙ方向に沿って配置された１つのリニアガイドに沿って駆動可能に設けられていることが好ましい。

この発明は、複数の組み立てユニットが並設されていて、
１つの組み立てユニットで一辺に回路基板が接続された表示パネルを９０度回転させてつぎの組み立てユニットに供給し、この組み立てユニットでは上記表示パネルの上記一辺に隣り合う他辺に新たな回路基板を接続することが好ましい。

この発明は、１つの圧着部に対してそれぞれ一対の貼り付け装置と位置合わせ装置を備えた組立装置を用いて、電子部品が接続された表示パネルに上記電子部品を介して回路基板を実装する表示装置の組み立て方法であって、
上記貼り付け装置で上記回路基板に異方性導電部材を貼り付ける工程と、
上記貼り付け装置で異方性導電部材が貼り付けられた上記回路基板と上記表示パネルとを上記位置合わせ装置で位置合わせする工程と、
上記位置合わせ装置で位置合わせされた上記回路基板と上記表示パネルとを上記電子部品を介して上記圧着部で圧着する工程とを具備し、
一対の位置合わせ装置の一方で上記表示パネルと上記回路基板の位置合わせをしている間に、他方の位置合わせ装置で位置合わせされた表示パネルと回路基板を上記電子部品を介して上記圧着部で圧着する
ことを特徴とする表示装置の組み立て方法にある。

この発明によれば、表示パネルと回路基板との位置合わせと、電子部品を介しての上記表示パネルと回路基板との圧着とを並列に行うため、表示装置を組み立てるために必要なタクトタイムを短縮することができる。

図１はこの発明の組み立て装置の概略的構成を示す平面図であって、この組み立て装置は第１の組み立てユニット１Ａと、この第１の組み立てユニット１Ａとほぼ同じ構成の第２の組み立てユニット１Ｂとが横方向に一列に配置されている。第１の組み立てユニット１Ａは矩形板状の本体２を有する。この本体２の幅方向中央部の前後方向後方には回路基板２０３を供給するための第１の供給部３が設けられ、前方の幅方向一側には表示パネルとしての液晶パネル２００を供給する第２の供給部４が設けられている。

液晶パネル２００は矩形状であって、一対の短辺と長辺との各一辺には予めＴＡＢなどの電子部品２０２が図７（ｃ）に示すように異方性導電部材２０４を介して実装されている。なお、図７（ａ），（ｂ）は液晶パネル２００の長辺だけに電子部品２０２が設けた状態を示している。

上記第１の供給部３は図３に示すように箱型状の枠体５を有する。この枠体５内のＹ方向に沿う前後方向後端部の高さ方向中途部には分離用リフタ６が設けられている。この分離用リフタ６の上方には上記回路基板２０３が収容された複数のトレイ７がストッカ８に積層されて設けられている。トレイ７には図１に示すように複数の上記回路基板２０３が上記前後方向に沿って所定間隔で並設されている。そして、上記分離用リフタ６が上昇して下降することで、最下段のトレイ７が上記ストッカ８の下端から下方に分離されて受け部９に支持される。

上記受け部９は枠体５の後方から前方である、Ｙ方向前方に向かって所定寸法ずつ駆動されるようになっている。受け部９が前方に駆動されることで、この受け部９に支持されたトレイ７がストッカ８の前端部下端から露出する。トレイ７とともにこのトレイ７に収容された回路基板２０３が露出すると、その回路基板２０３は取り出しアーム１１によって取り出される。

上記取り出しアーム１１は枠体５の前後方向（Ｙ方向）と直交する方向である、Ｘ方向に沿って駆動可能に設けられていて、下端部には吸着部１２がシリンダ１３によって上下方向であるＺ方向に駆動可能に設けられている。上記取り出しアーム１１の下端部には取り出しカメラ１４が設けられている。取り出しアーム１１は、取り出しカメラ１４からの撮像信号に基いてＸ方向に位置決めされて上記回路基板２０３を上記トレイ７から取り出すようになっている。

取り出しアーム１１によってトレイ７から順次取り出された回路基板２０３は、この回路基板２０３にテープ状の異方性導電部材２０４を貼着するための後述する一対の貼り付け装置２１に交互に供給される。

上記枠体５の前端にはＺガイド１５が設けられ、このＺガイド１５には回収用リフタ１６がＺ方向に移動可能に設けられている。この回収用リフタ１６はＺガイド１５の上端に設けられたＺ駆動源１７によってＺ方向に駆動されるようになっている。

下方に分離されたトレイ７が枠体５の前方へ駆動され、そのトレイ７からすべての回路基板２０３が取り出されると、上記リフタ１６が上昇してから下降することで、空になったトレイ７を枠体５の下部に配置されたストッカ１８に載置する。

ストッカ１８に所定量の空のトレイ７が回収されると、そのストッカ１８は枠体５の下部のＹ方向前端側から後端側に駆動される。それによって、空となったトレイ７を取り出すことができるようになっている。

図１に示すように、上記第１の供給部３のＸ方向に沿う両側には一対の上記貼り付け装置２１が左右対称に設けられている。この貼り付け装置２１は、図２に示すようにベース２２を有する。このベース２２にはＹテーブル２３が上記本体２の前後方向である、Ｙ方向に沿って移動可能に設けられている。このＹテーブル２３は上記ベース２２に設けられたＹ駆動源２４によって駆動されるようになっている。

上記Ｙテーブル２３にはＸテーブル２５がＸ方向に沿って移動可能に設けられ、Ｙテーブル２３に設けられたＸ駆動源２６によって駆動されるようになっている。このＸテーブル２５には載置テーブル２７が図示しないθ駆動源によって上記Ｘテーブル２５上で回転方向に駆動可能に設けられている。

上記載置テーブル２７には、上記取り出しアーム１１によって上記第１の供給部３から取り出された上記回路基板２０３が供給載置される。この回路基板２０３は、たとえばホルダや真空吸着などによって上記載置テーブル２７に一端部を上面の一側から突出させて保持される。この回路基板２０３の載置テーブル２７の上面から突出した一端部の下面は支持部材２８によって支持される。

回路基板２０３が供給された載置テーブル２７はＹ方向に沿って駆動される。つまり、載置テーブル２７は図２に実線で示す上記本体２の前後方向後方から鎖線で示す前方に駆動される。Ｙ方向前方に駆動される載置テーブル２７は、Ｙ方向の中途部の第１の位置で停止し、この第１の位置の上方に撮像面を下方に向けて設けられた貼着用カメラ３１によって撮像される。その撮像結果に基いて上記載置テーブル２７はＸ方向とθ方向とに駆動され、上記回路基板２０３が一定の姿勢になるよう位置補正される。

回路基板２０３の姿勢が補正されると、上記載置テーブル２７は第２の位置まで駆動されて停止する。この第２の位置の上方には貼り付け機構３２がＺガイド３３に沿ってＺ方向に駆動可能に設けられている。この貼り付け機構３２は、上記回路基板２０３の上記支持部材２８によって支持された一端部の全長に、テープ状の上記異方性導電部材２０４を貼着する。

第２の位置で回路基板２０３に異方性導電部材２０４が貼着されると、載置テーブル２７はＹ方向の第３の位置まで駆動される。この第３の位置で、載置テーブル２７上の回路基板２０３は図示しない取り出し装置によって取り出され、この回路基板２０３と液晶パネル２００とを位置合わせする一対の位置合わせ装置３５に後述するように供給される。

上記回路基板２０３が第１の供給部３から取り出されて上記位置合わせ装置３５に供給されるまでの経路を図１に矢印で示す。
図１に示すように、一対の位置合わせ装置３５は、一対の貼り付け装置２１のＹ方向の前方に配置されている。つまり、上記貼り付け装置２１と同様、第１の供給部３を中心にしてこの両側であるＸ方向に対称に設けられている。図２は一方の上記貼り付け装置２１と一方の上記位置合わせ装置３５とを示している。

図２に示すように、上記位置合わせ装置３５はテーブルユニット３４を有し、このテーブルユニット３４は上記本体２の前後方向の前端部にＸ方向に沿って設けられたガイド体３６を有する。このガイド体３６にはＸテーブル３７がＸ方向に沿って移動可能に設けられ、Ｘ駆動源３８によって駆動されるようになっている。

上記Ｘテーブル３７の上面には第１のＹテーブル３９がＹ方向に沿って移動可能に設けられ、第１のＹ駆動源４１によって駆動されるようになっている。この第１のＹテーブル３９の上面の一端部には、第１のＹテーブル３９よりもＹ方向に沿う移動距離が短い第２のＹテーブル４２がＹ方向に沿って移動可能に設けられている。この第２のＹテーブル４２は第２のＹ駆動源４３によって駆動されるようになっている。

上記第２のＹテーブル４２の上面には、θテーブル４０が上記Ｘ方向とＹ方向とがなすＸＹ平面に対して直交するＺ軸を中心に回転可能に設けられている。このθテーブル４０はθ駆動源４４によって駆動されるようになっている。

上記θテーブル４０には支柱部材４５がＺ駆動源４６によって上下方向であるＺ方向に駆動可能に設けられている。上記支柱部材４５の上端には上面に複数の吸着部パッド４８を有するパネル用テーブル４７が水平に設けられている。このパネル用テーブル４７には回路基板２０３が実装されていない液晶パネル２００が図５に示す第１の搬送ヘッド５１によって上記第２の供給部４から供給される。このとき、液晶パネル２００が供給されるパネル用テーブル４７を有するテーブルユニット３４は図１にＰ１で示す位置に待機している。この位置Ｐ１を待機位置とする。

上記液晶パネル２００を供給する上記第２の供給部４は回転テーブル４ａを有し、この回転テーブル４ａには組み立て装置の前工程から液晶パネル２００が供給される。液晶パネル２００が供給されると、回転テーブル４ａは９０度回転し、液晶パネル２００の姿勢を待機位置Ｐ１で待機するパネル用テーブル４７に供給することができる状態、つまり液晶パネル２００の短辺がＸ方向に沿う姿勢に変更する。

組み立て装置の前工程では上記液晶パネル２００の隣り合う２つの辺、つまり一方の長辺と一方の短辺との２つの辺に図５に鎖線で示すように異方性導電部材２０４（図６に示す）によって電子部品２０２が予め接続されている。

上記第１のＹテーブル３９の上面の他端部にはＸ方向に沿って細長い板状のバックアップツール５３が立設されている。このバックアップツール５３の上記第２のＹテーブル４２と反対側の側面には上下一対のガイド５４がＸ方向に沿って設けられている。このガイド５４には上端に基板用テーブル５５が設けられた板状の可動部材５６がＸ方向に沿って移動可能に設けられている。この可動部材５６はＸ駆動源５７によって駆動されるようになっている。

上記貼り付け装置２１で異方性導電部材２０４が貼着された後、図示しない取り出し装置によって取り出された回路基板２０３は、待機位置Ｐ１で上記基板用テーブル５５に供給されてたとえば真空吸着などによって保持される。

基板用テーブル５５に供給された回路基板２０３は、撮像面を下方に向けた基板用カメラ５８によって撮像される。同様に、上記パネル用テーブル４７に供給された液晶パネル２００は撮像面を上に向けて上記第１のＹテーブル３９に設けられたパネル用カメラ５９によって撮像される。

図４に示すように、上記基板用カメラ５８とパネル用カメラ５９との撮像信号は制御装置６１に設けられた図示しない画像処理部に入力されて処理される。制御装置６１はその処理結果に基いて上記液晶パネル２００に予め接続された電子部品２０２に対し、回路基板２０３が所定の接続位置になるよう、液晶パネル２００と回路基板２０３とを相対的にＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に駆動し、これらを位置合わせする。

つまり、制御装置６１は、上記基板用カメラ５８とパネル用カメラ５９との撮像結果に基いてＸ駆動源５７、第２のＹ駆動源４３及びθ駆動源４４によって基板用テーブル５５をＸ方向、第２のＹテーブル４２をＹ方向、パネル用テーブル４７をθ方向に駆動する。そして、上記液晶パネル２００に設けられた電子部品２０２と、上記回路基板２０３とを位置合わせする。ついで、パネル用テーブル４７をＺ方向に駆動して上記回路基板２０３に設けられた異方性導電部材２０４に上記液晶パネル２００に設けられた電子部品２０２を接触させる。

このようにして、液晶パネル２００と回路基板２０３とが位置合わせされると、テーブルユニット３４は、Ｘテーブル３７及び第１のＹテーブル３９によって図１に示すＰ２の位置を経てＰ３の位置に駆動される。この位置Ｐ３は、後述するように位置合わせされた回路基板２０３と電子部品２０２との重合部分を圧着する圧着位置である。

上記圧着位置Ｐ３には図１に示すように圧着部６２を構成する圧着ツール６３が設けられている。すなわち、圧着ツール６３は上記基板用テーブル５５の上方で、テーブルユニット３４が圧着位置Ｐ３に位置決めされたときに、下端が上記バックアップツール５３の上端に対向位置するようになっている。

上記圧着ツール６３はブラケット６４に取り付けられている。このブラケット６４は図示しないガイドによってＺ方向に移動可能に設けられ、シリンダ６５によって駆動されるようになっている。上記シリンダ６５は上記バックアップツール５３が圧着ツール６３の下方に位置決めされたときに作動してこの圧着ツール６３を下降させる。

それによって、バックアップツール５３上に位置する回路基板２０３と電子部品２０２との異方性導電部材２０４を介して重合するよう位置合わせされた部分が上記圧着ツール６３によって加圧される。

圧着ツール６３とバックアップツール５３には図示しないヒータが設けられている。したがって、圧着ツール６３に加圧されることで、異方性導電部材２０４が加熱されて溶融硬化するため、上記液晶パネル２００が電子部品２０２を介して回路基板２０３に接続固定、つまり実装される。

上記液晶パネル２００と回路基板２０３とが接続固定されると、Ｘテーブル３７及び第１のＹテーブル３９がＸ方向及びＹ方向に駆動され、パネル用テーブル４７を含むテーブルユニット３４がＰ３の圧着位置からＰ２の位置を経てＰ１の待機位置に戻る。

一対の位置合わせ装置３５は、液晶パネル２００と回路基板２０３とを位置合わせした状態でそれぞれのテーブルユニット３４、つまり位置合わせされた液晶パネル２００と回路基板２０３とを交互に圧着位置Ｐ３に搬送位置決めする。圧着位置Ｐ３で上記液晶パネル２００と回路基板２０３とが接続固定されると、テーブルユニット３４は待機位置Ｐ１に戻されて待機する。

回路基板２０３が接続されて待機位置Ｐ１で待機するテーブルユニット３４上の液晶パネル２００は第２の搬送ヘッド６６によって取り出され、第１の組み立てユニット１Ａと第２の組み立てユニット１Ｂとの間に設けられた回転テーブル６７に供給載置する。液晶パネル２００が供給された回転テーブル６７は９０度回転駆動され、上記液晶パネル２００の向きを変更する。つまり、液晶パネル２００は長手方向をＹ方向からＸ方向に沿わせる。

上記第１の搬送ヘッド５１と第２の搬送ヘッド６６は図５に示すように同じ軌道をＸ方向に沿って駆動されるようになっている。すなわち、上記本体２のＹ方向の前端部にはＸ方向の全長にわたってリニアガイド６８が設けられている。このリニアガイド６８は断面形状がほぼＵ字状をなしていて、その内底面にはＸ方向に沿って所定間隔で多数の磁石６９が配置されている。

上記リニアガイド６８の上端面には、上記第１、第２の搬送ヘッド５１，６６のスライダ７１，７２が上記リニアガイド６８に沿って移動可能に設けられている。各スライダ７１，７２の下面にはコイル７３，７４が設けられ、上記磁石６９とでリニアモータを構成している。

したがって、コイル７３，７４に通電すれば、上記第１、第２の搬送ヘッド５１，６６をリニアガイド６８に沿って直線走行させることができる。なお、コイル７３，７４への通電を一方にすれば、一方の搬送ヘッドを駆動することができ、両方にすれば両方の搬送ヘッド５１，６６を駆動することが可能である。

各搬送ヘッド５１，６６は吸着部７５，７６を有する。第１の搬送ヘッド５１の吸着部７５はコ字状をなしていて、その両側の下面に複数の吸着ノズル７７が設けられている。第２の搬送ヘッド６６の吸着部７６は矩形枠状をなしていて、その基端側の一辺を除く三辺の下面にそれぞれ複数の吸着ノズル７８が設けられている。

上記第１の搬送ヘッド５１は、第２の供給部４から回路基板２０３が接続されていない液晶パネル２００を取り出し、待機位置Ｐ１で待機する一対の位置合わせ装置３５のテーブルユニット３４のパネル用テーブル４７に交互に供給する。したがって、第１の搬送ヘッド５１は図１にＨ１で示す範囲でＸ方向に沿って往復駆動可能となっている。

上記第２の搬送ヘッド６６は、液晶パネル２００の短辺に圧着ツール６３によって回路基板２０３が圧着された後、待機位置Ｐ１で待機する一対のパネル用テーブル４７から上記液晶パネル２００を交互に取り出し、第１の組み立てユニット１Ａと第２の組み立てユニット１Ｂとの間に設けられた回転テーブル６７に供給する。したがって、第２の搬送ヘッド６６は図１にＨ２で示す範囲でＸ方向に沿って往復駆動可能となっている。

なお、第２の搬送ヘッド６６は液晶パネル２００及びこの短辺に接続された回路基板２０３を吸着することができるようになっている。
上記回転テーブル６７は図１に矢印で示す方向に９０度回転して液晶パネル２００の長辺をＸ方向に沿わせる。短辺に回路基板２０３が圧着された回転テーブル６７上の液晶パネル２００は第２の組み立てユニット１Ｂの図１に示す第１の搬送ヘッド５１Ａによって取り出され、この第２の組み立てユニット１Ｂの待機位置Ｐ１で待機するパネル用テーブル４７に供給する。

第２の組み立てユニット１Ｂは、第１の組み立てユニット１Ａと同様、本体２上に回路基板２０３を供給する第１の供給部３と、この第１の供給部３を中心にしてＸ方向に対称に配置された一対の貼り付け装置２１及び一対の位置合わせ装置３５を有する。これら第１の供給部３、貼り付け装置２１及び位置合わせ装置３５は、第１の組み立てユニット１Ａと同じ構成であるので、説明は省略する。

ただ、第２の組み立てユニット１Ｂは、第１の組み立てユニット１Ａで短辺に回路基板２０３が接続された液晶パネル２００の長辺に回路基板２０３を接続する。そのため、第１の供給部３は第１の組み立てユニット１Ａに比べて長さ寸法の長い回路基板２０３を供給するようになっている。

また、第１の搬送ヘッド５１Ａは第１の組み立てユニット１Ａの第２の搬送ヘッド６６と同様、液晶パネル２００と短辺に接続された回路基板２０３とを吸着して搬送し、第２の搬送ヘッド６６Ａは液晶パネル２００と、液晶パネル２００の長辺と短辺とに接続された回路基板２０３を吸着して搬送するようになっている。

第２の組み立てユニット１ＢのＸ方向に沿う回転テーブル６７と反対側の側方には搬出部８０が設けられている。この搬出部８０は回転テーブル７９を有する。
上記第１の搬送ヘッド５１Ａは図１にＨ３で示す、回転テーブル６７上の液晶パネル２００を取り出して待機位置Ｐ１で待機するパネル用テーブル４７に供給することができる範囲でＸ方向に沿って往復駆動可能となっている。

第２の搬送ヘッド６６Ａは、図１にＨ４で示す範囲、つまり短辺と長辺とに回路基板２０３が貼り付けられて待機位置Ｐ１で待機するパネル用テーブル４７上の液晶パネル２００を取り出して上記回転テーブル７９に供給する範囲でＸ方向に沿って往復駆動可能となっている。
第２の搬送ヘッド６６Ａによって回転テーブル７９に供給された液晶パネル２００は、図示しない搬送手段によって次の工程に搬出される。

つぎに、図６（ａ）〜（ｇ）を参照して第１の組み立てユニット１Ｂで液晶パネル２００の短辺に設けられた電子部品２０２に回路基板２０３を接続する手順を説明する。図６（ａ）は貼り付け装置２１の載置テーブル２７に、取り出しアーム１１によって第１の供給部３から取り出された回路基板２０３が載置された状態を示す。

上記載置テーブル２７に回路基板２０３が載置されると、この載置テーブル２７はＹテーブル２３及びＸテーブル２５とともに矢印方向に駆動され、第１の位置で貼着用カメラ３１によって撮像された後、第２の位置で図６（ｂ）に示すように支持部材２８によって支持された一端部に貼り付け機構３２によって異方性導電部材２０４が貼着される。その後、第３の位置に搬送される。なお、上記取り出しアーム１１は一対の貼り付け装置２１の一対の載置テーブル２７に対して交互に回路基板２０３を供給する。

図６（ｃ）は第１の搬送ヘッド５１によって第２の供給部４から取り出された液晶パネル２００を位置合わせ装置３５のパネル用テーブル４７に供給する状態を示している。すなわち、パネル用テーブル４７への液晶パネル２００の供給は図６（ａ），（ｂ）で示す回路基板２０３に対する異方性導電部材２０４の貼着工程と並行して同時に行われる。なお、パネル用テーブル４７に供給される液晶パネル２００の短辺には、予め電子部品２０２が異方性導電部材２０４によって接続されている。

図６（ｃ）に示すように、第２の供給部４から液晶パネル２００を取り出した第１の搬送ヘッド５１が待機位置Ｐ１で待機するテーブルユニット３４のパネル用テーブル４７の上方にくると、図６（ｄ）に示すように上記パネル用テーブル４７は上昇して上記第１の搬送ヘッド５１から液晶パネル２００を受ける。

一方、異方性導電部材２０４が貼着された後、第３の位置に位置決めされた回路基板２０３は、図６（ｅ）に示すように第１のＹテーブル３９上に設けられた基板用テーブル５５に移載され、異方性導電部材２０４が貼着された一端部の下面がバックアップツール５３の上端面によって支持される。

パネル用テーブル４７に液晶パネル２００が供給載置されるとともに、基板用テーブル５５に回路基板２０３が供給載置されると、パネル用テーブル４７が第２のＹテーブル４２によってＹ方向に駆動されるとともにθテーブル４０によってθ方向に駆動され、基板用テーブル５５がＸ駆動源５７によってＸ方向に駆動される。

それによって、液晶パネル２００と回路基板２０３とが相対的にＸ、Ｙ及びθ方向に駆動されて位置合わせされる。液晶パネル２００と回路基板２０３との位置合わせは、液晶パネル２００を撮像するパネル用カメラ５９と、回路基板２０３を撮像する基板用カメラ５８との撮像信号に基いて待機位置Ｐ１で行われる。

このようにして、液晶パネル２００と回路基板２０３とが位置合わせされると、パネル用テーブル４７がＺ方向下方に駆動されて図６（ｆ）に示すように液晶パネル２００に予め接続された電子部品２０２の端部が回路基板２０３に貼着された異方性導電部材２０４に重合される。

液晶パネル２００と回路基板２０３とが位置合わせされて電子部品２０２の端部が回路基板２０３に重合されると、パネル用テーブル４７は図１に示す待機位置Ｐ１からＰ２を経て圧着部６２の圧着位置Ｐ３に位置決めされる。

つぎに、図６（ｇ）に矢印で示すように、第１のＹテーブル３９がＹ方向に駆動される。それによって、パネル用テーブル４７、バックアップツール５３及び基板用テーブル５５が一体的にＹ方向に移動し、回路基板２０３と電子部品２０２との異方性導電部材２０４を介して重合した部分が圧着ツール６３の下方に対向するよう位置決めされる。この位置決めは、上記圧着ツール６３及びバックアップツール５３のＹ方向の位置が既知でるから、第１のＹテーブル３９の移動量を制御装置６１に予め設定しておくことで位置決め可能である。

このように、第１のＹテーブル３９によってバックアップツール５３が圧着ツール６３の下方に対向するよう位置決めされると、シリンダ６５が作動して上記圧着ツール６３が下降方向に駆動され、回路基板２０３と電子部品２０２との重合部分が加圧加熱される。それによって、異方性導電部材２０４が溶融硬化するから、液晶パネル２００に回路基板２０３を接続固定することができる。

液晶パネル２００に回路基板２０３が接続固定されると、Ｘテーブル３７及び第１のＹテーブル３９が駆動されてパネル用テーブル４７を含むテーブルユニット３４が圧着位置Ｐ３から待機位置Ｐ１に戻る。そこで、パネル用テーブル４７に保持された液晶パネル２００は第２の搬送ヘッド６６によって上記取り出され、第１の組み立てユニット１Ａと第２の組み立てユニット１Ｂとの間に設けられた回転テーブル６７に供給される。

液晶パネル２００が供給された回転テーブル６７は９０度回転し、その液晶パネル２００の向きを変える。つまり、液晶パネル２００は長辺をＸ方向に沿わせる。回転テーブル６７に供給されて方向変換された液晶パネル２００は、第２の組み立てユニット１Ｂで、液晶パネル２００の長辺に第１の組み立てユニット１Ａと同様の工程によって回路基板２０３が接続固定される。

このように構成された表示装置の組み立て装置によれば、各組み立てユニット１Ａ，１Ｂは１つの圧着部６２に対してそれぞれ一対の貼り付け装置２１と位置合わせ装置３５を備えている。

そのため、一対の位置合わせ装置３５の一方で液晶パネル２００と回路基板２０３との位置合わせをしている間に、他方の位置合わせ装置３５で位置合わせされた液晶パネル２００と回路基板２０３とを電子部品２０２を介して圧着する作業を行うことができる。

つまり、上記回路基板２０３を上記液晶パネル２００に電子部品２０２を介して接続固定するために要する作業は、異方性導電部材２０４を溶融硬化させなければならないために、他の作業に比べてタクトタイムが長くなる。

しかしながら、１つの圧着部６２で液晶パネル２００と回路基板２０３との圧着を行っているときに、一対の位置合わせ装置３５のどちらか一方によって液晶パネル２００と回路基板２０３との位置合わせを予め行うことができる。

つまり、位置合わせ装置３５はバックアップツール５３を備え、液晶パネル２００と回路基板２０３とを相対的にＸ、Ｙ及びθ方向に位置合わせできるようになっている。そのため、液晶パネル２００と回路基板２０３とを電子部品２０２を介して圧着する直前の状態に位置決めし、その状態で圧着部６２に搬送することができる。

したがって、圧着部６２では、位置決めされた液晶パネル２００と回路基板２０３とを圧着ツール６３によって圧着するだけでよいから、圧着部６２で液晶パネル２００と回路基板２０３とを位置合わせしてから圧着する場合に比べてタクトタイムを大幅に短縮することができる。

しかも、圧着部６２が１つであるのに対し、一対の位置合わせ装置３５が設けられているから、一方の位置合わせ装置３５のテーブルユニット３４が圧着位置Ｐ３にある間に、待機位置Ｐ１にある他方の位置合わせ装置３５のテーブルユニット３４によって液晶パネル２００と回路基板２０３とを位置合わせすることができるから、そのことによってもタクトタイムの短縮を図ることができる。

各組み立てユニット１Ａ，１Ｂは、位置合わせ装置３５に液晶パネル２００を供給する第１の搬送ヘッド５１と、回路基板２０３が実装された液晶パネル２００を搬出する第２の搬送ヘッド６６を有する。

第１、第２の搬送ヘッド５１，６６は同一のリニアガイド６８に沿って移動可能に設けられ、このリニアガイド６８に設けられた磁石６９と、各ヘッド５１，６６に設けられたコイル７３，７４とからなるリニアモータによって駆動可能となっている。

つまり、第１、第２の搬送ヘッド５１，６６をリニアモータによって駆動する構成としたため、１つのリニアガイド６８に２つの搬送ヘッド５１，６６を個別に駆動できるよう設けることができる。そのため、第１、第２の搬送ヘッド５１，６６を別々に駆動する場合に比べ部品点数を少なくし、構成の簡略化による装置全体の小型化を図ることができる。

第１の組み立てユニット１Ａと第２の組み立てユニット１Ｂとが回転テーブル６７を介して並設されている。そのため、第１の組み立てユニット１Ａで液晶パネル２００の一辺に回路基板２０３を圧着したならば、第２の組み立てユニット１Ｂで液晶パネル２００の他辺に回路基板２０３を圧着することができる。つまり、液晶パネル２００の２つの辺に対する回路基板２０３の実装を順次能率よく行うことができる。

上記一実施の形態では液晶パネルに回路基板を実装する場合について説明したが、他の表示装置である、たとえばプラズマディスプレイパネルに回路基板を実装する場合であってもこの発明を適用することができる。

また、２つの組み立てユニットを並設した組み立て装置を例に挙げたが、組み立てユニットは１つであってもよく、或いは３つ以上を並設してもよい。

第１の組み立てユニットで一辺に回路基板が実装された液晶パネルを第２の組み立てユニットに供給する際、回転テーブルで液晶パネルを９０度回転させたが、第２の搬送ヘッドの液晶パネルを吸着保持する部分を回転駆動できる構成にすれば、液晶パネルを第１の組み立てユニットから第２の組み立てユニットに受け渡す際、回転テーブルを用いずに行うことが可能となる。

また、各組み立てユニットは、１つの圧着部と、それぞれ一対の貼り付け装置及び位置合わせ装置を備えた構成としたが、貼り付け装置及び位置合わせ装置と同様に一対の圧着部を設けるようにしてもよい。このような構成であっても、位置合わせ装置で予め液晶パネルと回路基板とを圧着する直前の状態に予め位置決めしておくことができるから、圧着部でのタクトタイムを短縮することができる。

この発明の一実施の形態を示す組み立て装置の概略的構成図。貼り付け装置、圧着部及び位置合わせ装置を示す側面図。第１の供給部を示す側面図。液晶パネルと回路基板とを位置合わせする際の制御を説明するブロック図。第１、第２の搬送ヘッドを示す平面図。液晶パネルに回路基板を実装する工程を順次示した説明図。一辺に回路基板が実装される液晶パネルの説明図。

符号の説明

３…第１の供給部、４…第２の供給部、１１…取り出しアーム、２１…貼り付け装置、３２…貼り付け機構、３５…位置合わせ装置、３７…Ｘテーブル、３８…Ｘ駆動源、３９…第１のＹテーブル、４０…θテーブル、４１…第１のＹ駆動源、４２…第２のＹテーブル、４３…第２のＹ駆動源、４４…θ駆動源、４６…Ｚ駆動源、４７…パネル用テーブル、５１…第１の搬送ヘッド、５３…バックアップツール、５５…基板用テーブル、５８…基板用カメラ、５９…パネル用カメラ、６１…制御装置、６３…圧着ツール、６６…第２の搬送ヘッド、６９…磁石、７３…コイル。

Claims

電子部品が接続された表示パネルに上記電子部品を介して回路基板を実装する表示装置の組み立て装置であって、
上記回路基板に異方性導電部材を貼り付ける貼り付け手段と、
この貼り付け手段によって異方性導電部材が貼り付けられた上記回路基板と上記表示パネルとを位置合わせする位置合わせ手段と、
この位置合わせ手段によって位置合わせされた上記回路基板と上記表示パネルとを上記電子部品を介して圧着する圧着手段とを具備し、
上記位置合わせ手段は、
Ｘ方向に駆動可能に設けられたＸテーブルと、
このＸテーブルにＸ方向と交差するＹ方向に駆動可能に設けられた第１のＹテーブルと、
この第１のＹテーブルにＹ方向に駆動可能に設けられた第２のＹテーブルと、
この第２のＹテーブルに上記Ｘ方向とＹ方向とがなすＸＹ平面に対して直交するＺ方向及びこのＺ方向を中心として回転するθ方向に駆動可能に設けられていて、上記表示パネルが供給載置されるパネル用テーブルと、
上記第１のＹテーブルにＸ方向に駆動可能に設けられ上記回路基板が供給載置される基板用テーブルと、
上記第１のＹテーブルに設けられ上記基板用テーブルに供給されて上記表示パネルと位置合わせされた上記回路基板の上記電子部品が圧着される部分の下面を支持するバックアップツールと
を具備したことを特徴とする表示装置の組み立て装置。
上記圧着手段は圧着ツールを有し、この圧着ツールは下降方向に駆動可能であるとともに上記第１のＹテーブルをＹ方向に駆動することで上記バックアップツールの上方に対向可能に設けられていて、上記バックアップツールが対向する位置に位置決めされたときに下降方向に駆動されて上記回路基板と上記電子部品との接続部分を圧着する構成であることを特徴とする請求項１記載の表示装置の組み立て装置。
上記基板用テーブルに供給載置された基板を撮像して位置認識する基板用カメラと、上記パネル用テーブルに載置された表示パネルを撮像して位置認識するパネル用カメラと、上記基板用カメラと上記パネル用カメラとの撮像信号に基いて上記基板用テーブルと上記パネル用テーブルとを相対的に駆動する制御手段と
を具備したことを特徴とする請求項１記載の表示装置の組み立て装置。
１つの圧着手段と、一対の位置合わせ手段及び一対の貼り付け手段を有し、一対の位置合わせ手段及び一対の貼り付け手段は、上記圧着手段を中心にして上記Ｘ方向に対称に配置されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置の組み立て装置。
上記表示パネルを上記パネル用テーブルに搬送供給する第１の搬送ヘッドと、
上記回路基板が圧着された上記表示パネルを上記パネル用テーブルから搬出する第２の搬送ヘッドとを有し、
上記第１の搬送ヘッドと第２の搬送ヘッドは、それぞれリニアコイルを有し、上記Ｙ方向に沿って配置された１つのリニアガイドに沿って駆動可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の表示装置の組み立て装置。
請求項１に記載された構成の複数の組み立てユニットが並設されていて、
１つの組み立てユニットで一辺に回路基板が接続された表示パネルを９０度回転させてつぎの組み立てユニットに供給し、この組み立てユニットでは上記表示パネルの上記一辺に隣り合う他辺に新たな回路基板を接続することを特徴とする表示装置の組み立て装置。
１つの圧着部に対してそれぞれ一対の貼り付け装置と位置合わせ装置を備えた組立装置を用いて、電子部品が接続された表示パネルに上記電子部品を介して回路基板を実装する表示装置の組み立て方法であって、
上記貼り付け装置で上記回路基板に異方性導電部材を貼り付ける工程と、
上記貼り付け装置で異方性導電部材が貼り付けられた上記回路基板と上記表示パネルとを上記位置合わせ装置で位置合わせする工程と、
上記位置合わせ装置で位置合わせされた上記回路基板と上記表示パネルとを上記電子部品を介して上記圧着部で圧着する工程とを具備し、
一対の位置合わせ装置の一方で上記表示パネルと上記回路基板の位置合わせをしている間に、他方の位置合わせ装置で位置合わせされた表示パネルと回路基板を上記電子部品を介して上記圧着部で圧着する
ことを特徴とする表示装置の組み立て方法。