JPH09166787A - 熱圧着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ヒータツールの平行度を容易にかつ高精度に調
整することのできる熱圧着装置の熱圧着装置を提供する
ことにある。 【解決手段】ヒータツール１８を支持した支持ブロック
３２には透孔３４が形成され、この透孔に支持スリーブ
３６が所定の嵌め合いで回転自在に挿通されている。支
持スリーブには支持軸４０が挿入され、その先端部４１
がベース部３０にねじ込まれている。支持スリーブのフ
ランジと支持ブロックとの間に、一対の皿ばね４６が設
けられ支持ブロックをベース部に押し付けている。支持
ブロックを支持スリーブの回りで回動させるための調整
レバー５８が、支持スリーブの径方向に沿って支持ブロ
ックから延出している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、液晶表
示装置の電極基板と電子部品を搭載した印刷回路基板と
を加熱、加圧することにより電気的に接続する熱圧着装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置に代表される平面表
示装置は、薄型、軽量、低消費電力の特徴を生かして、
パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の表示装
置、ＴＶ表示装置、あるいは投射型の表示装置として広
く利用されている。

【０００３】中でも、各画素電極にスイッチング素子が
電気的に接続されてなるアクティブマトリックス型の液
晶表示装置は、隣接する画素間でクロストークのない良
好な表示画像を得られることから、盛んに研究、開発が
行なわれている。

【０００４】一般に、アクティブマトリックス型液晶表
示装置は、互いに対向したアレイ基板と対向基板とを有
し、これらの基板間に、配向膜を介して液晶組成物が封
入されている。アレイ基板は、ガラス基板上に複数本の
信号線と複数本の走査線とをマトリックス状に配置し、
信号線と走査線との各交差部近傍に、スイッチング素子
としての薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと称する）を介
して画像電極を配置することによって構成されている。
また、ガラス基板上には、走査線とほぼ平行な補助容量
線が設けられ、補助容量線と画素電極との間で補助容量
が形成されるように、これらの間には絶縁膜が介在され
ている。

【０００５】対向基板は、ガラス基板上にＴＦＴおよび
画素電極周辺を遮光するためのマトリックス状の遮光膜
が配設され、この遮光膜上に絶縁膜を介して透明な対向
電極が設けられている。

【０００６】アレイ基板の各信号線および各走査線は、
ポリイミド等の耐熱性の絶縁シート上に配線パターンが
形成されたフレキシブル印刷配線板上に駆動素子を配置
して形成されたテープキャリアパッケージ（以下、ＴＣ
Ｐと称する）を介して、液晶表示パネルを駆動あるいは
制御するための駆動回路基板に電気的に接続されてい
る。

【０００７】一般に、アレイ基板とＴＣＰとの接続は、
これらの間に接着樹脂中に導電粒子が分散されてなる異
方性導電膜を挟んだ状態で、熱圧着装置を用いて熱圧着
することによってなされる。

【０００８】熱圧着装置は、加熱された状態でＴＣＰの
電極部に圧接される熱圧着ヘッドを備えている。一般
に、この熱圧着ヘッドは、互いに平行に延びる一対の脚
部と両脚部の一端を互いに接続した先端部とを有するほ
ぼＵ字形状のヒータツールと、ヒータツールを支持した
支持機構とを備えている。

【０００９】ヒータツールの先端部は平坦に形成されて
おり、ヒータツールに通電してこれを加熱した状態で、
ヒータツールの先端部によりＴＣＰの多数のアウタリー
ドをアレイ基板に圧接することによって熱圧着する。

【００１０】ここで、多数の電極部をアレイ基板に対し
て均一に圧着するためには、アレイ基板に対するヒータ
ツール先端部の平行度を高い精度で維持しておく必要が
ある。つまり、ヒータツール先端部がアレイ基板対して
傾いている場合、電極部の一部はヒータツールによって
充分に押圧されず、接続不良を生じる場合がある。ヒー
タツール先端部の平行度は、ヒータツールの交換時に変
化するとともに、熱圧着装置の使用によっても経時的に
変化する場合がある。

【００１１】そこで、熱圧着装置は、一般に、ヒータツ
ール先端部の平行度を調整するための調整機構を備えて
いる。調整機構としては、支持ブロックにヒータツール
を取付け、この支持ブロックをベース部に対して回動可
能に取り付けた構造を有し、支持ブロックと共にヒータ
ツールを回動させることにより、ヒータツール先端部の
平行度を調整可能となっている。

【００１２】従来、支持ブロックを回動自在に支持する
構成として、支持ブロックの回動軸としてねじを用いた
もの、あるいは、支持ブロックの回動軸を軸受を介して
支持したもの、更には、支持ブロックおよびベース部に
球面状の支持面をそれぞれ形成し、これらの支持面同志
を摺動自在に合わせたもの等が提供されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た回転軸としてねじを用いた支持機構は、支持ブロック
側に形成されるねじ孔にガタがあるため、ヒータツール
先端部の平行度がくるい易い。また、軸受を用いたタイ
プの支持機構も、軸受のガタにより平行度が変動し易
い。そのため、これらの調整機構によって平行度を高い
精度で合わせるためには、調整に多大な時間を要する。

【００１４】更に、球面状の支持面を有する調整機構に
おいては、球面の加工に高い精度を必要として、ガタの
ない支持面を加工することが非常に難しい。そのため、
製造コストが高価になってしまうという問題がある。

【００１５】また、従来の調整機構として、支持ブロッ
クを回動する際の調整手段として、マイクロメータの可
動部を支持ブロックに固定し、このマイクロメータによ
って支持ブロックの回動量を調整するものが提供されて
いる。しかしながら、調整作業時にはマクロメータに大
きな負荷が作用することから、精密に形成されたマイク
ロメータのねじ山等が容易に変形してしまい、以後、高
精度な調整が困難になるという問題がある。

【００１６】この発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、ヒータツールの平行度を容易にかつ高
精度に調整することのできる熱圧着装置を提供すること
にある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の、この発明に係る熱圧着装置は、被接合部に圧接され
る平坦な先端部を有するヒータツールと、上記ヒータツ
ールを支持した支持ブロックと、上記支持ブロックをベ
ース部に対して回動自在に支持した支持手段と、上記支
持ブロックの回動位置を調整し、被接合部に対する上記
ヒータツール先端部の平行度を調整する調整手段と、を
備えている。

【００１８】上記支持手段は、上記支持ブロックに形成
された透孔と、上記透孔に所定の嵌め合いで摺動自在に
挿通された支持リーブと、上記支持スリーブに所定の嵌
め合いで摺動自在に挿通され、支持スリーブを上記ベー
ス部に固定した支持軸と、上記支持スリーブと支持ブロ
ックとの間に設けられ、支持ブロックを上記ベース部に
向かって付勢した付勢手段と、上記支持ブロックを任意
の回動位置にロックするロック手段と、を備えている。

【００１９】また、この発明によれば、上記調整手段
は、上記支持ブロックから延出し支持ブロックを上記支
持スリーブの回りで回動させるための調整レバーを備え
たことを特徴としている。

【００２０】上記のように構成された熱圧着装置によれ
ば、ヒータツール先端部の平行度を調整するには、ま
ず、ロック手段を解放した後、調整手段、例えば、調整
レバーを介して支持ブロックをヒータツールと共に微小
量づつ回動させ、ヒータツール先端部の平行度を調整す
る。そして、平行度の調整後、ロック手段によって再度
支持ブロックをロックする。

【００２１】この際、支持ブロックとこれを支持してい
る支持スリーブとは、ねじ部あるいは軸受を介すること
なく、所定の嵌め合いをもって摺動自在に嵌合されてい
ることから、これらの間にガダが生じることなく迅速に
かつ高い精度で平行度を調整することが可能となる。ま
た、支持スリーブの軸方向に沿った支持ブロックのガタ
は付勢手段によって防止されている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明を液晶表示装置の製造に用いられる熱圧着装置に適用
した実施の形態について詳細に説明する。図１に示すよ
うに、熱圧着装置は、基台１０と基台上に取り付けられ
た支持フレーム１２とを備えている。基台１０の上面に
はＸ−Ｙテーブル１４が設けられ、このＸ−Ｙテーブル
上には後述する被加工物としての液晶表示パネル等が載
置されるステージ１６が設けられている。

【００２３】ステージ１６の上方には、後述するヒータ
ツール１８を備えたヘッドユニット２０が設けられてい
る。ヘッドユニット２０は、エアシリンダ２２を介して
可動台２４に取り付けられ、可動台２４は、支持フレー
ム１２の内、ステージ１６の上方を水平に延びる水平フ
レーム２６に設けられている。それにより、ヘッドユニ
ット２０は、ステージ１６に対して昇降可能となってい
る。

【００２４】また、支持フレーム１２の前部には、Ｘ−
Ｙテーブル１４、エアシリンダ２２、ヒータツール１８
等の動作を制御する操作パネル２８が設けられている。
図２ないし図４に示すように、ヘッドユニット２０は、
エアシリンダ２２に固定された板状のベース部３０、ベ
ース部に回動可能に支持された直方体状の支持ブロック
３２、および支持ブロックに固定されたヒータツール１
８を備えている。

【００２５】支持ブロック３２は、その中央に貫通形成
された断面円形の透孔３４を備え、この透孔は支持ブロ
ックの表面３２ａおよび裏面３２ｂに開口している。透
孔３４には、支持ブロック３２の表面３２ａ側から円筒
状の支持スリーブ３６が挿通されている。支持スリーブ
３６は透孔３４に対して所定の径に形成され、支持ブロ
ック３２に対してガタなく摺動自在および可動自在とな
るように、所定の嵌め合いをもって透孔３４に嵌合され
ている。

【００２６】支持スリーブ３６の一端は支持ブロック３
２の裏面３２ｂから突出し、ベース部３０に嵌合されて
いる。また、支持スリーブ３６の他端にはフランジ３８
が形成され、支持ブロック３２の表面３２ａと所定の間
隔を置いて対向している。

【００２７】また、支持スリーブ３６にはフランジ３８
側から支持軸４０が挿通されている。この支持軸４０も
支持スリーブ３６の内孔に所定の嵌め合いをもって嵌合
され、支持スリーブに対して回転自在となっている。そ
して、支持軸４０は支持スリーブ３６から突出した先端
部４１を有し、この先端部４１にはねじ部が形成されベ
ース３０にねじ込まれている。支持軸４０の他端側には
大径のヘッド部４２が形成され、平ワッシャ４４および
ばねワッシャ４５を介してフランジ３８に当接してい
る。

【００２８】このヘッド部４２を介して支持軸４０の先
端部４１をベース部３０にねじ込むことにより、支持ス
リーブ３６はベース部に締め付け固定されている。そし
て、支持ブロック３２は、支持スリーブ３６によって回
動自在に支持されている。

【００２９】また、支持スリーブ３６のフランジ３８と
支持ブロック３２の表面３２ａとの間には、支持スリー
ブ３６に巻装された状態で付勢手段としての一対の皿ば
ね４６が配置されている。支持ブロック３２は、これら
の皿ばね４６によりベース３０に向かって付勢され、裏
面３２ｂがベース部３０に密着している。それにより、
支持ブロック３２は、支持スリーブ３６の軸方向に沿っ
たガタが抑えられている。

【００３０】更に、ロック手段として機能する一対の固
定ねじ４８が、支持ブロック３２の表面３２ａ側から、
この支持ブロックに形成された透孔４７を通してベース
部３０にねじ込まれている。各透孔４７は、支持軸４０
を中心とする円弧状の横断面を有している。そして、こ
れらの固定ねじ４８を締め付けることにより、支持ブロ
ック３２は所定の回動位置にロックされている。各固定
ねじ４８の頭部と支持ブロック表面３２ａとの間には、
平ワッシャ４９およびばねワッシャ５０が介在されてい
る。

【００３１】なお、上述したベース部３０、支持スリー
ブ３６、支持軸４０、皿ばね４６、および固定ねじ４８
は、この発明における支持手段を構成している。一方、
ヒータツール１８は、互いに平行に所定間隔離間して対
向した一対の脚部５０と、これら脚部の一端を互いに連
結した先端部５２と、を有し、ほぼＵ字形状に形成され
ている。先端部５２の底面５２ａは平坦に形成され水平
に延びている。このヒータツール１８は例えば鉄で形成
されているとともに、先端部５２は電気抵抗が最も高く
なるように充分に薄く形成されている。先端部５２の幅
は、約２０ないし３０ｍｍに設定されている。

【００３２】上記構成のヒータツール１８は、給電端子
として機能する一対の脚部５０を、支持ブロック３２の
下面に固定されたシャンク５４にねじ止めすることによ
って支持ブロックに脱着可能に固定されている。シャン
ク５４は、導電性物質、例えば、銅の表面に金メッキを
施して形成されているとともに、電流供給ライン５６を
通して図示しないパルス電源に接続されている。このパ
ルス電源からパルス電流を供給することにより、シャン
ク５４を介してヒータツール１８の脚部５０に通電さ
れ、電気抵抗の高いヒータツールの先端部５２が瞬時に
加熱される。

【００３３】また、支持ブロック３２の上面には、調整
手段として機能する調整レバー５８がブラケットを介し
て固定され、支持スリーブ３６の径方向に沿って外方に
延出している。調整レバー５８の長さは、例えば、８０
ないし１５０ｍｍに設定されている。そして、この調整
レバー５８の先端部を押して支持ブロック３２を支持ス
リーブ３６の回りで回動させることにより、ヒータツー
ル１８が支持ブロックと共に回動し、後述する被圧着部
に対するヒータツール先端部５２の平行度を調整するこ
とができる。

【００３４】次に、以上のように構成された熱圧着装置
の熱圧着動作について説明する。例えば、図５に示すよ
うに、液晶表示パネル６８のアレイ基板７０にＴＰＣ６
４を接続し、更に、ＴＰＣに駆動回路基板７２を接続す
る場合について説明する。

【００３５】図６に示すように、まず、フレキシブルプ
リント配線板６０上に駆動素子６２を載置してなるＴＰ
Ｃ６４を用意し、このＴＰＣの一端側に設けられた多数
のアウタリード６５上に異方性導電膜６６を貼付ける。
異方性導電膜６６は、例えば、熱硬化性樹脂中にニッケ
ル、はんだ等の導電粒子を分散させてシート状に形成さ
れている。

【００３６】次に、図５に示すように、液晶表示パネル
６８のアレイ基板７０に設けられた所定の電極とＴＰＣ
６４のアウタリード６５とを正確に位置合わせしなが
ら、異方性導電膜６６を間に挟んでＴＰＣ６４の一端部
をアレイ基板７０上に重ね合わせる。そして、この状態
で、液晶表示パネル６８およびＴＰＣ６４を熱圧着装置
のステージ１６上に載置する。なお、上記工程におい
て、異方性導電膜６６は、ＴＣＰ６４上に代わって、ア
レイ基板７０上に貼り付けられていてもよい。

【００３７】続いて、操作パネル２８を介してＸ−Ｙテ
ーブル１４を作動させ、液晶表示パネル６８とＴＰＣ６
４との接合部がヒータツール１８の先端部５２と整列す
る位置へステージ１６を移動させる。その後、エアシリ
ンダ２２を駆動してヘッドユニット２０を下降させ、ヒ
ータツール１８の先端部５２の底面５２ａをＴＰＣ６４
の接続部に所定の圧力で圧接する。この際の圧力は、例
えば、１０ないし２０ｋｇに設定されている。この状態
で、パルス電源から所定時間通電し、ヒータツール１８
を加熱する。そして、ヒータツール１８が所定の温度ま
で低下した後、エアシリンダ２２を駆動してヘッドユニ
ット２０を上昇させる。

【００３８】以上の動作により、異方性導電膜６６の樹
脂が加熱されて硬化し、ＴＰＣ６４がアレイ基板７０に
固定される。同時に、異方性導電膜６６の樹脂中に分散
した導電粒子によりアレイ基板７０の電極とＴＰＣ６４
のアウタリード６５とが電気的に接続される。

【００３９】ＴＰＣ６４の他端部に設けられたアウタリ
ード６５と駆動回路基板７２の電極との接続も上記と同
様の動作によって行なわれる。この場合、異方性導電膜
６６に代わって半田を用いてもよく、その際、ヒータツ
ール１８には、例えば、４ｋｇ程度の圧力が印加され
る。

【００４０】一方、上記のようなＴＰＣ６４の熱圧着操
作を行う際、多数の電極６５をアレイ基板７０側の電
極、あるいは駆動回路基板７２側の電極に対して均一に
接続するためには、ヒータツール１８の底面５２ａは、
アレイ基板７０の表面あるいは駆動回路基板７２の表面
に対して高い精度で平行に維持されている必要がある。

【００４１】そこで、ヒータツール１８を交換した際、
および、熱圧着操作時において定期的に、ヒータツール
１８の底面５２ａの平行度を点検および調整する必要が
ある。以下、上記平行度を調整する動作について説明す
る。

【００４２】図２を用いて説明すると、調整を行う際に
は、まず、一対の固定ねじ４８を緩めて支持ブロック３
２のロックを解除し、支持ブロック３２を回動可能な状
態とする。

【００４３】続いて、ヒータツール１８の底面５２ａを
例えばアレイ基板７０の表面に接触させた状態で、調整
レバー５８の先端部を矢印Ａ方向に押圧する。それによ
り、支持ブロック３２が支持スリーブ３６の回りで押圧
方向と同方向に回動する。その結果、ヒータツール１８
が矢印Ｂ方向に回動し、アレイ基板７０の表面に対する
底面５２ａの平行度が変化する。そして、調整レバー５
８を押圧して支持ブロック３２およびヒータツール１８
を微小量づつ回動させながら、ヒータツール底面５２ａ
の平行度を調整する。

【００４４】調整終了後、一対の固定ねじ５０を締め込
むことにより、支持ブロック３２を調整後の回動位置に
固定およびロックする。これにより、調整動作が終了す
る。以上のように構成された熱圧着装置によれば、支持
ブロック３２を回動自在に支持した支持スリーブ３６お
よび支持軸４０は、ねじ部や軸受等を介することなく、
所定の嵌め合いをもって支持ブロックに嵌合されてい
る。そのため、支持ブロック３２をガタなく支持するこ
とができるとともに、平行度の調整動作時においてもガ
タが発生することがない。従って、ヒータツール１８の
平行度の狂いを最小限に抑えることができるとともに、
調整動作を迅速かつ高い精度で行うことができる。

【００４５】また、従来のマイクロメータ等に代わって
調整レバー５８を用いることにより、調整動作を確実に
行うことができるとともに、一層の迅速化を図ることが
可能となる。

【００４６】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、ヒータツール１８および調整レバー５８
等の寸法は、上記実施の形態に限らず、必要に応じて種
々変形可能である。調整レバー５８は長い程、微細な調
整が可能であるとともに調整動作も容易となる。この調
整レバーが他の構成部と干渉する場合には、調整レバー
を脱着式とすることも可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、ヒータツールの平行度を容易にかつ高精度に調整す
ることが可能な熱圧着装置のヘッドユニットを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る熱圧着装置全体を
一部破断して概略的に示す斜視図。

【図２】上記熱圧着装置のヘッドユニットを示す正面図

【図３】図２の線Ａ−Ａに沿った断面図。

【図４】図２の線Ｂ−Ｂに沿った断面図。

【図５】上記ヘッドユニットにより接合される液晶表示
パネル、ＴＣＰ、駆動回路基板を示す斜視図。

【図６】上記ＴＣＰを拡大して示す斜視図。

【符号の説明】

１８…ヒータツール ２０…ヘッドユニット ３０…ベース部 ３２…支持ブロック ３４…透孔 ３６…支持スリーブ ３８…フランジ ４０…支持軸 ４１…先端部 ４２…ヘッド部 ４６…皿ばね ４８…固定ねじ ５０…はねワッシャ ５２…先端部 ５８…調整レバー

フロントページの続き (72)発明者 三好 利明 兵庫県姫路市余部区上余部50番地 株式会 社東芝姫路工場内 (72)発明者 福本 靖則 兵庫県姫路市余部区上余部50番地 株式会 社東芝姫路工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被接合部に圧接される平坦な先端部を有す
   るヒータツールと、 上記ヒータツールを支持した支持ブロックと、 上記支持ブロックをベース部に対して回動自在に支持し
   た支持手段と、 上記支持ブロックの回動位置を調整し、被接合部に対す
   る上記ヒータツール先端部の平行度を調整する調整手段
   と、を備え、 上記支持手段は、上記支持ブロックに形成された透孔
   と、 上記透孔に所定の嵌め合いで摺動自在に挿通された支持
   リーブと、 上記支持スリーブに所定の嵌め合いで摺動自在に挿通さ
   れ、支持スリーブを上記ベース部に固定した支持軸と、 上記支持スリーブと支持ブロックとの間に設けられ、支
   持ブロックを上記ベース部に向かって付勢した付勢手段
   と、 上記支持ブロックを任意の回動位置にロックするロック
   手段と、を備えていることを特徴とする熱圧着装置。
2. 【請求項２】上記支持スリーブは、上記ベース部に係合
   した一端と、上記支持ブロックを挟んで上記ベース部の
   反対側に位置した他端と、上記他端に形成されたフラン
   ジと、を有し、 上記付勢手段は、上記フランジと支持ブロックとの間に
   設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱圧
   着装置。
3. 【請求項３】上記付勢手段は、上記支持スリーブの外周
   に装着されて上記フランジと支持ブロックとの間に位置
   した複数の皿ばねを備えていることを特徴とする請求項
   ２に記載の熱圧着装置。
4. 【請求項４】上記支持軸は、上記支持スリーブのフラン
   ジ側に位置したヘッド部と、上記ベース部にねじ込まれ
   た先端部とを有していることを特徴とする請求項２叉は
   ３に記載の熱圧着装置。
5. 【請求項５】上記ロック手段は、上記支持ブロックを通
   して上記ベース部材にねじ込まれた複数の固定ねじと、
   上記各固定ねじの頭部と支持ブロックとの間に介在され
   た平ワッシャおよびばねワッシャと、を備えていること
   を特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の
   熱圧着装置。
6. 【請求項６】上記調整手段は、上記支持ブロックから延
   出し支持ブロックを上記支持スリーブの回りで回動させ
   るための調整レバーを備えていることを特徴とする請求
   項１ないし５のいずれか１項に記載の熱圧着装置。
7. 【請求項７】上記調整レバーは、上記支持スリーブの径
   方向に沿って上記支持ブロックから外方に延出している
   ことを特徴とする請求項６に記載の熱圧着装置。