圧着装置及びフラットパネルディスプレイの製造装置
【課題】基板に電子回路部品を実装するときに、圧着機構の簡略化及び処理時間の短縮化を図り、多様なパネルサイズの基板に対応することを目的とする。
【解決手段】本発明の圧着装置は、四角形状のパネル基板１の第１の長辺側Ｌ１にＡＣＦ５を介して搭載された複数の電子回路部品２をパネル基板１に対して熱圧着させる第１の長辺圧着機構２１と、第１の長辺圧着機構２１と直交して配置され、パネル基板１の第１の短辺側Ｓ１にＡＣＦ５を介して搭載された複数の電子回路部品２をパネル基板１に対して熱圧着させる第１の短辺圧着機構と２２、を備え、第１の長辺圧着機構２１と短辺圧着機構２２とは一方の熱圧着中に他方の熱圧着を行っている。また、パネル基板１のうち、第１の長辺圧着機構２１の長さは最も長い長辺の長さよりも長く構成し、第１の短辺圧着機構２２の長さは最も長い短辺の長さよりも長く構成している。
【解決手段】本発明の圧着装置は、四角形状のパネル基板１の第１の長辺側Ｌ１にＡＣＦ５を介して搭載された複数の電子回路部品２をパネル基板１に対して熱圧着させる第１の長辺圧着機構２１と、第１の長辺圧着機構２１と直交して配置され、パネル基板１の第１の短辺側Ｓ１にＡＣＦ５を介して搭載された複数の電子回路部品２をパネル基板１に対して熱圧着させる第１の短辺圧着機構と２２、を備え、第１の長辺圧着機構２１と短辺圧着機構２２とは一方の熱圧着中に他方の熱圧着を行っている。また、パネル基板１のうち、第１の長辺圧着機構２１の長さは最も長い長辺の長さよりも長く構成し、第１の短辺圧着機構２２の長さは最も長い短辺の長さよりも長く構成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にＡＣＦを介して搭載された電子回路部品を圧着させる圧着装置及びフラットパネルディスプレイの製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイの１つに液晶ディスプレイがある。液晶ディスプレイは、２枚の透明基板の間に液晶を封入して構成されるパネル基板にドライバＩＣを搭載した電子回路部品を実装する技術が一般的に用いられている。基板の周囲には多数の電極が形成されており、基板上の電極に対してＡＣＦを介して電子回路部品を熱圧着することにより、電子回路部品の実装を行っている。
【０００３】
基板に対して電子回路部品を実装するときには、仮圧着処理と本圧着処理との２つの処理を行って実装を行う。仮圧着処理では、基板上の電極にＡＣＦを形成しておき、基板と電子回路部品とを高精度にアライメントした状態で、バインダ樹脂の熱硬化温度より低い温度で熱圧着を行って、基板と電子回路部品とを仮圧着状態にしておく。ＡＣＦは異方性導電性を有するバインダ樹脂であり、熱硬化温度よりも低い温度で熱圧着を行うことにより、所定の粘着力を発揮する。そして、本圧着処理において、仮圧着状態になっている基板と電子回路部品とに対して、熱硬化温度で熱圧着を行うことにより、基板に対して電子回路部品が確実に貼り付けられた状態になり、実装されることになる。
【０００４】
ＡＣＦを介して基板に対して電子回路部品を実装する技術が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の技術は、基板を受ける受け部材を軟質の部材とすることにより、加圧ヘッドの作動時に受け部材が加圧ヘッドに倣うようにして、均一な加圧力を作用させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２９４９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電子回路部品の実装は基板の周囲２辺乃至４辺に対して行われるが、電子回路部品を基板に実装するときには、各辺の夫々に対して個別的に実装を行っている。前述した特許文献１においても、１対の加圧ヘッドと受け部材とを設けた電子回路部品の圧着機構を用いて、基板の各辺に対して電子回路部品を実装している。従って、基板の周囲４辺に対して電子回路部品の実装を行うときには、基板に対する電子回路部品の圧着は４回行われることになり、圧着機構を４箇所に設けて、各圧着機構において各辺の電子回路部品の実装を行うことになる。このため、圧着機構が複雑になり、圧着処理には多くの時間を要することになり、機構の複雑化及び処理時間の遅延化といった問題を招来する。また、従来の圧着機構は、異なるサイズの基板に対応した構成を採用していないため、多様なサイズの基板に対応することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、基板に電子回路部品を実装するときに、圧着機構の簡略化及び処理時間の短縮化を図り、多様なパネルサイズの基板に対応することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１の圧着装置は、四角形状の基板の第１の長辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第１の長辺側圧着手段と、この第１の長辺側圧着手段と直交して配置され、前記基板の第１の短辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第１の短辺側圧着手段とを有し、前記第１の長辺側圧着手段と前記第１の短辺側圧着手段とは、一方の圧着手段が熱圧着中に他方の圧着手段が熱圧着を行う第１の圧着ステージと、前記基板の第２の長辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第２の長辺側圧着手段と、この第２の長辺側圧着手段と直交して配置され、前記基板の第２の短辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第２の短辺側圧着手段とを有し、前記第２の長辺側圧着手段と前記第２の短辺側圧着手段とは、一方の圧着手段が熱圧着中に他方の圧着手段が熱圧着を行う第２の圧着ステージと、前記基板を前記第１の圧着ステージから前記第２の圧着ステージに移行させる際に、前記基板を所定角度回転させる移載手段とから構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項１の圧着装置によれば、直交して配置した長辺側圧着手段と短辺側圧着手段とは、一方の圧着手段が熱圧着中に他方の圧着手段が熱圧着を行っているため、基板の長辺側に搭載されている各電子回路部品と短辺側に搭載されている各電子回路部品とを、一方が熱圧着中に他方を熱圧着することができる。従って、基板の長辺側と短辺側とに搭載された電子回路部品を個別的に熱圧着する従来の方式に比べて、処理をオーバーラップさせることができるため、処理時間を大幅に短縮することができる。また、１つの圧着装置で２辺の電子回路部品の一方を圧着中に他方を圧着しているため、圧着機構の簡略化を図り、装置全体の省スペース化を実現することができる。
【００１０】
長辺側圧着手段と短辺側圧着手段とにより熱圧着を行うときには、長辺側圧着手段と短辺側圧着手段とが交差するコーナー部に、基板の角隅部を位置合わせした状態で各電子回路部品の熱圧着を行うようにする。熱圧着を行うときには、基板は正確にアライメントしなければならないため、アライメントの基準となる基準位置を少なくとも２箇所に設けてアライメントするようにすることが好ましい。基準位置としては、例えば基板の角隅部、基板の長辺側の任意の１点か基板の短辺側の任意の１点の合計２箇所に設定することができる。基準位置を検出するときには、画像認識を適用することが好ましい。基板の角隅部についてはエッジ部分を画像認識することにより検出することができる。長辺側又は短辺側の任意の基準位置については、アライメントマークや特異点を画像認識することにより検出することができる。勿論、２箇所の基準位置に依らなくても、基板を正確にアライメントすることができる手法であれば、任意の手法を適用することができる。
【００１１】
基板に電子回路部品を実装するときには、仮圧着処理と本圧着処理との２つの圧着処理を行うことになる。請求項１の圧着処理は、主に本圧着処理を対象としている。ただし、仮圧着処理においても、長辺側圧着手段と短辺側圧着手段とを用いて、電子回路部品を基板に対して仮圧着を行うため、仮圧着処理の場合であっても、請求項１の圧着処理を適用することができる。また、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイを構成する基板であるため、その形状は長方形が対象となるが、正方形の基板に対しても適用することができる。
【００１２】
本発明の圧着装置によれば、寸法の異なる複数種類の基板を圧着処理するように構成することができる。このためには、長辺側圧着手段及び短辺側圧着手段は、圧着処理が行われる基板のうち最も長い長辺の長さよりも長いものを圧着処理が可能な構成とする。
【００１３】
そこで、長辺側圧着手段の長さは、処理される各種サイズの基板のうち最も長い長辺の長さよりも長くし、短辺側圧着手段の長さは、処理される各種サイズの基板のうち最も長い短辺の長さよりも長くしている。このため、異なるサイズの基板に対して１つの圧着装置で処理することが可能になり、段取り替えすることを要しなくなる。
【００１４】
基板を第１の圧着ステージに搬入して、この基板の２辺に電子回路部品の圧着処理が行われ、第２の圧着ステージでは他の２辺に対して電子回路部品の熱圧着が行われる。第１の圧着ステージから第２の圧着ステージに基板を移行させる際に、基板の姿勢を９０度回転させる移載手段が設けられている。また、電子回路部品が熱圧着される前の段階で、基板は圧着手段に対して位置調整されるが、このためにアライメント機構を備えており、基板は基板支持手段に載置されて、基板が水平面上で位置調整される。
【００１５】
基板に対して電子回路部品を熱圧着するときには、長辺側圧着手段と短辺側圧着手段とに基板をアライメントする。基板支持手段はアライメント機能を備えているため、アライメント動作は基板支持手段が行い、熱圧着動作は長辺側圧着手段と短辺側圧着手段とが行っているため、２つの動作を異なる手段に割り振ることができる。このため、機構が簡略化し、容易に熱圧着を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、四角形状の基板の長辺側と短辺側とに搭載されている電子回路部品に対して、一方の熱圧着中に他方の熱圧着を行う長辺側圧着手段と短辺側圧着手段とを設けたことにより、圧着機構を簡略化することができ、長辺側と短辺側とを同時に処理するために、処理時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】パネル基板の平面図である。
【図２】パネル基板と電子回路部品との接続前の状態を示す外観図である。
【図３】パネル基板の電極と電子回路部品の電極とがＡＣＦにより接続される状態を示す説明図である。
【図４】圧着ステージの全体構成を説明する図である。
【図５】長辺圧着機構と短辺圧着機構との正面図である。
【図６】加圧刃とパネルサイズとの関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の圧着装置に適用される基板として液晶ディスプレイのパネル基板１を例示している。液晶ディスプレイのパネル基板１は、上下２枚のガラス基板１ａ、１ｂを貼り合わせて、両ガラス基板間に液晶を封入した構成としている。ガラス基板１ａ、１ｂは長方形の形状をしており、所定長さの長辺と短辺とを有している。
【００１９】
図１に示すように、ガラス基板１ａはガラス基板１ｂよりも寸法が大きいものを使用し、ガラス基板１ａがガラス基板１ｂと貼り合わせられる面の周辺部は４辺において、それぞれ所定幅の領域が張り出している。この領域（ＴＡＢ搭載領域ＴＡ）にＴＡＢ搭載を行って、複数の電子回路部品２を実装する。そして、その周囲にはＰＣＢ３を配置している。電子回路部品２はパネル基板１及びＰＣＢ３と電気的に接続されており、ＰＣＢ３からの信号をパネル基板１に出力している。ＰＣＢ３はプリント基板であり、パネル基板の各画素を駆動するためのコントローラである。電子回路部品２は、ガラス基板１ａの周囲４辺に臨んでいるＴＡＢ搭載領域ＴＡに実装される。そして、電子回路部品２の周囲にはＰＣＢ３を配置し、ＰＣＢ３と電子回路部品２とを接続する。
【００２０】
図２は、電子回路部品２の接続部分を示している。パネル基板１に形成されているＴＡＢ搭載領域ＴＡには、複数の電極が群をなして所定ピッチごとに複数の電極群４を形成している。一方、電子回路部品２はＩＣ回路素子２ａとフィルム基板２ｂとを有して構成しており、フィルム基板２ｂには多数の電極を形成している。パネル基板１のＴＡＢ搭載領域ＴＡに形成されている電極群４の各電極と電子回路部品２のフィルム基板２ｂに形成されている各電極とは電気的に接続される。このために、異方性導電フィルムであるＡＣＦ５を用いて接続を行う。
【００２１】
ＡＣＦ５は導電粒子を混在させた熱硬化性の接着剤フィルムである。パネル基板１の電極群４に対してＡＣＦ５を貼り付けた状態で、電子回路部品２を当接させて上部から熱圧着を行う。図３（ａ）は熱圧着を行う前の状態を示しているが、この状態から、電子回路部品２に対して熱圧着を行うと、図３（ｂ）に示すように、ＡＣＦ５のフィルム５ａが熱溶融して、パネル基板１と電子回路部品２との間に密着する。このとき、パネル基板１に形成されている電極群４の電極４ｄと電子回路部品２に形成されている電極２ｄとの間で、導電粒子５ｂが挟持されて、その間が電気的に接続された状態になる。そして、ＡＣＦ５のフィルム５ａを熱硬化させることにより、電子回路部品２をパネル基板１に実装させている。なお、ＡＣＦ５には、熱可塑性の接着剤フィルムを用いてもよい。
【００２２】
ところで、電子回路部品２をパネル基板１に実装させるための処理としては、仮圧着処理と本圧着処理とがある。仮圧着処理は、電子回路部品２をパネル基板１に対して高精度にアライメントした状態で、ＡＣＦ５を介してパネル基板１に電子回路部品２を当接させた状態で僅かに熱圧着を行う。ＡＣＦ５は熱硬化性の接着剤フィルムであり、ＡＣＦ５のバインダ樹脂の硬化温度よりも低い温度で加熱を行うことでＡＣＦ５が多少粘着性を発揮する状態になり、電子回路部品２とパネル基板１とは粘着力により貼り付いた仮圧着状態になる。本圧着処理は、仮圧着処理で仮圧着状態になったパネル基板１と電子回路部品２とに対して、ＡＣＦ５の熱硬化温度で熱圧着を行って、電子回路部品２をパネル基板１に確実に圧着させる処理である。本圧着処理を経ることにより、ＡＣＦ５が熱硬化して電子回路部品２とパネル基板１との間が完全に接着された状態になる。
【００２３】
以下においては、本圧着処理における圧着装置を例示して説明する。図４に示すように、本圧着処理を行う圧着ステージは、第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とを有して主に構成している。圧着ステージで圧着処理がされるパネル基板１には電子回路部品２が仮圧着されている。そして、第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とにより、パネル基板１の周囲４辺の各電子回路部品２が本圧着される。ここで、パネル基板１は長方形状をしており、その４つの辺を、第１の長辺側Ｌ１、第１の短辺側Ｓ１、第２の長辺側Ｌ２、第２の短辺側Ｓ２として説明する。
【００２４】
圧着ステージには、搬送ベルト８等の送り機構に沿って、電子回路部品２が仮圧着されたパネル基板１が、仮圧着ステージから順次搬入される。第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とにおいて、パネル基板１は逐次的に熱圧着処理が行われる。このため、搬送ベルト８には連続してパネル基板１が供給されるようにする。
【００２５】
搬送ベルト８により搬送されるパネル基板１は、搬入位置ＳＰで停止する。この位置で停止したパネル基板１は、第１の圧着ステージ６に配置される第１のアライメントテーブル１０に受け渡される。搬送ベルト８から第１のアライメントテーブル１０にパネル基板１を受け渡すための手段としては、例えば真空吸着手段を有する移載ロボットを使用することができる。搬入位置ＳＰの上部に配置された移載ロボットが、搬送ベルト８上のパネル基板１を真空吸着して、パネル基板１の姿勢を９０度回転して、第１のアライメントテーブル１０に受け渡し可能な位置にまで移行する。第１のアライメントテーブル１０の位置にまで移行した後に、移載ロボットは吸着力を解除して、第１のアライメントテーブル１０にパネル基板１を載置する。これにより、受け渡しが可能になる。
【００２６】
第１のアライメントテーブル１０は、パネル基板１のアライメントを行った後に、圧着処理を行う。圧着処理が終了した後に、別の移載ロボットがパネル基板１を真空吸着して、第２の圧着ステージ７に配置される第２のアライメントテーブル１１にパネル基板１を受け渡す。このときに、移載ロボットは、パネル基板１の姿勢を９０度回転して、第２のアライメントテーブル１１の位置にまで移行する。これにより、受け渡しを行う。第２の圧着ステージ７では、パネル基板１のアライメントを行った後に、圧着処理を行う。圧着処理が終了した後に、さらに別の移載ロボットがパネル基板１を真空吸着して、搬出位置ＢＰにおいて搬送ベルト８にパネル基板１を受け渡す。このときに、移載ロボットは、パネル基板１の回転は行わずにそのままの姿勢で、又は１８０度回転して搬送ベルト８に移行する。搬送ベルト８に受け渡されたパネル基板１は、圧着ステージから次の処理を行うステージへ搬出されていく。従って、１基以上設けられる移載ロボットが移載手段を構成する。
【００２７】
移載ロボットによる移載作業は、全て並列的に行われる。つまり、搬送ベルト８にパネル基板１を受け渡した後の第２の圧着ステージ７には、新たに第１の圧着ステージ６からパネル基板１が受け渡されるようにする。第２の圧着ステージ７にパネル基板１を移行した後の第１の圧着ステージ６には、搬送ベルト８から新たに未処理のパネル基板１が受け渡されるようにする。そして、第１の圧着ステージ６にパネル基板１が移載された後には、圧着処理を行っている間に次のパネル基板１を搬入位置ＳＰに搬入させるようにする。
【００２８】
以上のように、第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とをパネル基板１が逐次的に搬送されて圧着処理が行われることにより、第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とにおいて、並列的に圧着処理を行うことが可能になり、処理時間の短縮化を図ることができる。
【００２９】
第１の圧着ステージ６ではパネル基板１のうち２辺について、第２の圧着ステージ７ではパネル基板１のうち残り２辺について圧着処理を行う。第１の圧着ステージには、第１の長辺側圧着手段としての第１の長辺圧着機構２１と第１の短辺側圧着手段としての第１の短辺圧着機構２２とを備えており、第２の圧着ステージには、第２の長辺側圧着手段としての第２の長辺圧着機構２３と第２の短辺側圧着手段としての第２の短辺圧着機構２４とを備えている。
【００３０】
第１の長辺圧着機構２１は第１の長辺側Ｌ１の各電子回路部品２を圧着処理するための機構であり、第１の短辺圧着機構２２は第１の短辺側Ｓ１の各電子回路部品２を圧着処理するための機構である。第２の長辺圧着機構２３は第２の長辺側Ｌ２の各電子回路部品２を圧着処理するための機構であり、第２の短辺圧着機構２４は第２の短辺側Ｓ２の各電子回路部品２を圧着するための機構である。このため、第１の長辺圧着機構２１の全長は第１の短辺圧着機構２２の全長よりも長く構成している。第２の長辺圧着機構２３と第２の短辺圧着機構２４との関係も同様である。
【００３１】
図４に示すように、第１の長辺圧着機構２１と第１の短辺圧着機構２２とはＬ字状となるように直交配置している。第１の長辺圧着機構２１と第１の短辺圧着機構２２とが交差するコーナー部にパネル基板１の角隅部を位置合わせした状態で圧着処理を行うようにする。パネル基板１をアライメントするには、少なくとも２箇所の基準位置が必要である。本発明の実施形態では、パネル基板１を正確にアライメントするために、パネル基板１の角隅部及びその他の２箇所の合計３箇所を基準位置とする。角隅部以外の２箇所については、パネル基板１の第１の長辺側Ｌ１側の１箇所、第１の短辺側Ｓ１側の１箇所を夫々基準とする。図４に示す、相互に直交するＸ軸方向とＹ軸方向、回転方向（θ方向）の３方向において正確にアライメントをすることができる。勿論、この３方向を正確にアライメントすることができれば、任意の場所を基準とすることができる。なお、図４では、第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とを設けているが、これはパネル基板１の周囲４辺に対して圧着処理を行うためである。前述したように、パネル基板１の第１の長辺側Ｌ１と第１の短辺側Ｓ１との２箇所にのみ電子回路部品２を実装する場合もある。この場合には、第２の圧着ステージ７は不要になり、第１の圧着ステージ６のみで圧着処理は足りることになる。
【００３２】
パネル基板１を正確にアライメントすることにより、第１の長辺側Ｌ１が第１の長辺圧着機構２１により圧着される場所に位置し、第１の短辺側Ｓ１が第１の短辺圧着機構２２により圧着される場所に位置する。この状態で、第１の長辺圧着機構２１と第１の短辺圧着機構２２とを同時に作動させることにより、パネル基板１の第１の長辺側Ｌ１と第１の短辺側Ｓ１との２辺に対して一方を圧着処理中に他方の圧着処理を行っている。
【００３３】
第２の圧着ステージ７においても同様であり、第２の長辺圧着機構２３と第２の短辺圧着機構２４との交差するコーナー部に対してパネル基板１の角隅部を位置合わせして圧着処理を行う。第２の長辺圧着機構２３と第２の短辺圧着機構２４とを、一方を作動中に他方を作動させることにより、パネル基板１における第２の長辺側Ｌ２と第２の短辺側Ｓ２との２辺に対して、一方を圧着処理中に他方の圧着処理を行っている。従って、第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とにより、パネル基板１の周囲４辺に対して仮圧着状態になっている各電子回路部品２に対して、合計２回の圧着処理で、全ての辺に対しての本圧着処理を終了することができる。
【００３４】
ここで、第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とは、第１の長辺圧着機構２１と第２の短辺圧着機構２４とが対向するような位置関係で、第１の短辺圧着機構２２と第２の長辺圧着機構２３とが平行となるような位置関係で配置している。この位置関係で各圧着機構を配置すると、第１の圧着ステージ６で圧着処理が終了したパネル基板１を９０度回転させるのみで第２の圧着ステージ７で圧着処理を行う姿勢にすることができるため、動作を最小限に抑制することができる。
【００３５】
次に、圧着処理を行う圧着機構について、図５を参照して説明する。図５は、圧着機構のうち第１の圧着ステージ６の第１の長辺圧着機構２１及び第１の短辺圧着機構２２を示している。第１の長辺圧着機構２１と第１の短辺圧着機構２２とは、長さが異なる以外は、ほぼ同様の構成を採用している。また、第２の圧着ステージ７の第２の長辺圧着機構２３及び第２の短辺圧着機構２４については、配置の態様が異なるが、第１の圧着ステージ６と構成は同様であるため、説明を省略する。
【００３６】
図５は、第１の長辺圧着機構２１及び第１の短辺圧着機構２２の正面図であるが、Ｌ字状に配置した構成となっているため、第１の長辺圧着機構２１は側面から見た図になっている。第１の長辺圧着機構２１と第１の短辺圧着機構２２とは、それぞれ圧着ユニット３０を有して構成し、圧着ユニット３０は、加圧刃３１と昇降ブロック３２と上部エアシリンダ３３と昇降ガイド部材３４とを有して主に構成している。
【００３７】
圧着ユニット３０の加圧刃３１は、パネル基板１に仮圧着状態になっている電子回路部品２に対して熱圧着を行う手段である。加圧刃３１は昇降ブロック３２に連結しており、昇降ブロック３２は昇降ガイド部材３４に沿って昇降動作を行う。加圧刃３１は熱源であるヒータ３１Ｈを備えており、ヒータ３１Ｈの熱により加圧刃３１の全体が加熱される。そして、昇降ブロック３２を下降させることにより、パネル基板１に仮圧着状態になっている電子回路部品２に対して加熱及び加圧を行って熱圧着する。
【００３８】
圧着ユニット３０の下部には第１のアライメントテーブル１０が位置している。第１のアライメントテーブル１０は、第１のガイドレール５０上に配置されており、第１のスライド部５１と支持基台５２と第２のガイドレール５３と第２のスライド部５４と回転テーブル５５と基板吸着テーブル５６と基板受け部５７とを備えている。第１のアライメントテーブル１０は、パネル基板１を圧着処理するために、水平面上の相互に直交する２軸（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）と回転方向（θ方向）に位置調整を行う３つのアライメント機構を有している。
【００３９】
第１のスライド部５１は第１のガイドレール５０に沿って移動可能な手段であり、Ｘ軸方向（搬入位置ＳＰから第１の圧着ステージ６に向かう方向）におけるアライメント機構としての機能を発揮する。第１のスライド部５１は支持基台５２の下部に取り付けられ、支持基台５２の上部には第２のガイドレール５３を設けている。第２のガイドレール５３は第１のガイドレール５０の移動方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に設けている。第２のスライド部５４は第２のガイドレール５３に沿って移動を行い、第２のスライド部５４は回転テーブル５５の下部に取り付けている。第２のスライド部５４の移動方向はＹ軸方向であり、第２のスライド部５４はＹ軸方向におけるアライメント機構としての機能を発揮する。そして、回転テーブル５５は回転方向にアライメントするための機構であり、回転テーブル５５の上部にはパネル基板１をチャックする基板吸着テーブル５６を備えている。基板受け部５７は基板吸着テーブル５６に取り付けられ、加圧刃３１の加圧力を受承するためにパネル基板１を下方から支承する。従って、基板受け部５７は、加圧刃３１と同様に第１の長辺圧着機構２１の全長分の長さを有している。
【００４０】
以上により、パネル基板１は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とθ方向との３方向にアライメントされる構成となる。アライメントを行う手段としては、前記の３つの基準位置の上部にそれぞれカメラを設けておき、このカメラが撮影した画像に対して画像処理を施す。そして、画像処理の情報に基づいて、前記の３つのアライメント機構を制御して、高精度に位置合わせするようにする。画像認識の手法としては、パネル基板１の角隅部については、当該角隅部のエッジ部分を画像認識するようにして検出する。また、その他の２箇所については、例えばアライメントマークや特異点等を目印に画像認識するようにする。
【００４１】
そして、パネル基板１がアライメントされた状態で熱圧着を行う。移載ロボットがパネル基板１を第１のアライメントテーブル１０に移載するときには、基板吸着テーブル５６上にパネル基板１を載置するが、パネル基板１のうち電子回路部品２が仮圧着されている部位が基板受け部５７に搭載されるように移載を行う。これにより、第１のアライメントテーブル１０がアライメントを行った後には、加圧刃３１を下降させて加圧力を作用させるだけで、電子回路部品２に対する熱圧着が完了する。
【００４２】
つまり、熱圧着を行うときには、パネル基板１の正確なアライメント作業と加熱された加圧刃３１による圧着作業との２つの作業が必要になるが、アライメント作業は第１のアライメントテーブル１０が行い、圧着作業は第１の長辺圧着機構２１が行うため、２つの作業は独立の機構により別個に行われる。このため、１つの機構がアライメント作業と圧着作業とを行う場合と比較して、機構が簡単になり、容易にアライメント作業及び圧着作業を行うことができる。
【００４３】
ところで、近年のパネルサイズの大型化に伴い、圧着処理されるパネル基板のサイズも大型化している一方、小型サイズのパネル基板にも対応しなければならず、多様なサイズのパネル基板に対応して圧着処理を行う必要がある。このため、各圧着機構で用いる加圧刃３１の長さを、圧着処理がされるパネル基板１のうち最大サイズのパネル基板１よりも長く構成している。
【００４４】
図６に示すように、第１の長辺圧着機構２１の加圧刃３１を長辺加圧刃３１Ｘとし、第１の短辺圧着機構２２の加圧刃３１を短辺加圧刃３１Ｙとする。また、長辺加圧刃３１Ｘの長さをＣＸとし、短辺加圧刃３１Ｙの長さをＣＹとする。
【００４５】
長辺加圧刃３１Ｘと短辺加圧刃３１Ｙとによりパネル基板１が熱圧着されるが、圧着処理が可能なパネル基板１は多様なサイズとなる。図６で示すパネル基板１Ｌ（図中において実線で示す）は処理されるパネル基板１のうち最大サイズのパネル基板であり、パネル基板１Ｓ（図中において二点鎖線で示す）は最小サイズのパネル基板である。このとき、長辺加圧刃３１Ｘの長さＣＸは、処理されるパネル基板１のうち長辺の長さが最も長いものよりも長く構成している。ここでは、パネル基板１Ｌの長辺ＰＸが最も長いものとなるため、長辺加圧刃３１Ｘの長さＣＸは「ＣＸ≧ＰＸ」となるように構成する。同様に、パネル基板１Ｌの短辺ＰＹが最も長い短辺となるため、短辺加圧刃３１Ｙの長さＣＹは「ＣＹ≧ＰＹ」となるように構成する。
【００４６】
長辺加圧刃３１Ｘと短辺加圧刃３１Ｙとのコーナー部に、パネル基板１の角隅部を位置合わせして熱圧着を行う。最小サイズのパネル基板１Ｓを処理する場合には、パネル基板１Ｓの短辺と長辺との角隅部をコーナー部に位置合わせして熱圧着を行い、最大サイズのパネル基板１Ｌを処理する場合には、パネル基板１Ｌの短辺と長辺との角隅部をコーナー部に位置合わせして熱圧着を行う。従って、パネル基板１のサイズとは無関係に角隅部とコーナー部との位置合わせを行うことで、そして長辺加圧刃３１Ｘ及び短辺加圧刃３１Ｙの長さを、処理されるパネル基板１のうち最大サイズの長辺及び短辺の長さよりも長く構成しているため、多様なサイズのパネル基板１に対応して圧着処理を行うことができる。このため、段取り替えを全く必要としなくなる。
【符号の説明】
【００４７】
１ パネル基板 １ａ ガラス基板
１ｂ ガラス基板 ２ 電子回路部品
６ 第１の圧着ステージ ７ 第２の圧着ステージ
２１ 第１の長辺圧着機構 ２２ 第１の短辺圧着機構
２３ 第２の長辺圧着機構 ２４ 第２の短辺圧着機構
３１ 加圧刃 ３１Ｈ ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にＡＣＦを介して搭載された電子回路部品を圧着させる圧着装置及びフラットパネルディスプレイの製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイの１つに液晶ディスプレイがある。液晶ディスプレイは、２枚の透明基板の間に液晶を封入して構成されるパネル基板にドライバＩＣを搭載した電子回路部品を実装する技術が一般的に用いられている。基板の周囲には多数の電極が形成されており、基板上の電極に対してＡＣＦを介して電子回路部品を熱圧着することにより、電子回路部品の実装を行っている。
【０００３】
基板に対して電子回路部品を実装するときには、仮圧着処理と本圧着処理との２つの処理を行って実装を行う。仮圧着処理では、基板上の電極にＡＣＦを形成しておき、基板と電子回路部品とを高精度にアライメントした状態で、バインダ樹脂の熱硬化温度より低い温度で熱圧着を行って、基板と電子回路部品とを仮圧着状態にしておく。ＡＣＦは異方性導電性を有するバインダ樹脂であり、熱硬化温度よりも低い温度で熱圧着を行うことにより、所定の粘着力を発揮する。そして、本圧着処理において、仮圧着状態になっている基板と電子回路部品とに対して、熱硬化温度で熱圧着を行うことにより、基板に対して電子回路部品が確実に貼り付けられた状態になり、実装されることになる。
【０００４】
ＡＣＦを介して基板に対して電子回路部品を実装する技術が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の技術は、基板を受ける受け部材を軟質の部材とすることにより、加圧ヘッドの作動時に受け部材が加圧ヘッドに倣うようにして、均一な加圧力を作用させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２９４９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電子回路部品の実装は基板の周囲２辺乃至４辺に対して行われるが、電子回路部品を基板に実装するときには、各辺の夫々に対して個別的に実装を行っている。前述した特許文献１においても、１対の加圧ヘッドと受け部材とを設けた電子回路部品の圧着機構を用いて、基板の各辺に対して電子回路部品を実装している。従って、基板の周囲４辺に対して電子回路部品の実装を行うときには、基板に対する電子回路部品の圧着は４回行われることになり、圧着機構を４箇所に設けて、各圧着機構において各辺の電子回路部品の実装を行うことになる。このため、圧着機構が複雑になり、圧着処理には多くの時間を要することになり、機構の複雑化及び処理時間の遅延化といった問題を招来する。また、従来の圧着機構は、異なるサイズの基板に対応した構成を採用していないため、多様なサイズの基板に対応することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、基板に電子回路部品を実装するときに、圧着機構の簡略化及び処理時間の短縮化を図り、多様なパネルサイズの基板に対応することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１の圧着装置は、四角形状の基板の第１の長辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第１の長辺側圧着手段と、この第１の長辺側圧着手段と直交して配置され、前記基板の第１の短辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第１の短辺側圧着手段とを有し、前記第１の長辺側圧着手段と前記第１の短辺側圧着手段とは、一方の圧着手段が熱圧着中に他方の圧着手段が熱圧着を行う第１の圧着ステージと、前記基板の第２の長辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第２の長辺側圧着手段と、この第２の長辺側圧着手段と直交して配置され、前記基板の第２の短辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第２の短辺側圧着手段とを有し、前記第２の長辺側圧着手段と前記第２の短辺側圧着手段とは、一方の圧着手段が熱圧着中に他方の圧着手段が熱圧着を行う第２の圧着ステージと、前記基板を前記第１の圧着ステージから前記第２の圧着ステージに移行させる際に、前記基板を所定角度回転させる移載手段とから構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項１の圧着装置によれば、直交して配置した長辺側圧着手段と短辺側圧着手段とは、一方の圧着手段が熱圧着中に他方の圧着手段が熱圧着を行っているため、基板の長辺側に搭載されている各電子回路部品と短辺側に搭載されている各電子回路部品とを、一方が熱圧着中に他方を熱圧着することができる。従って、基板の長辺側と短辺側とに搭載された電子回路部品を個別的に熱圧着する従来の方式に比べて、処理をオーバーラップさせることができるため、処理時間を大幅に短縮することができる。また、１つの圧着装置で２辺の電子回路部品の一方を圧着中に他方を圧着しているため、圧着機構の簡略化を図り、装置全体の省スペース化を実現することができる。
【００１０】
長辺側圧着手段と短辺側圧着手段とにより熱圧着を行うときには、長辺側圧着手段と短辺側圧着手段とが交差するコーナー部に、基板の角隅部を位置合わせした状態で各電子回路部品の熱圧着を行うようにする。熱圧着を行うときには、基板は正確にアライメントしなければならないため、アライメントの基準となる基準位置を少なくとも２箇所に設けてアライメントするようにすることが好ましい。基準位置としては、例えば基板の角隅部、基板の長辺側の任意の１点か基板の短辺側の任意の１点の合計２箇所に設定することができる。基準位置を検出するときには、画像認識を適用することが好ましい。基板の角隅部についてはエッジ部分を画像認識することにより検出することができる。長辺側又は短辺側の任意の基準位置については、アライメントマークや特異点を画像認識することにより検出することができる。勿論、２箇所の基準位置に依らなくても、基板を正確にアライメントすることができる手法であれば、任意の手法を適用することができる。
【００１１】
基板に電子回路部品を実装するときには、仮圧着処理と本圧着処理との２つの圧着処理を行うことになる。請求項１の圧着処理は、主に本圧着処理を対象としている。ただし、仮圧着処理においても、長辺側圧着手段と短辺側圧着手段とを用いて、電子回路部品を基板に対して仮圧着を行うため、仮圧着処理の場合であっても、請求項１の圧着処理を適用することができる。また、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイを構成する基板であるため、その形状は長方形が対象となるが、正方形の基板に対しても適用することができる。
【００１２】
本発明の圧着装置によれば、寸法の異なる複数種類の基板を圧着処理するように構成することができる。このためには、長辺側圧着手段及び短辺側圧着手段は、圧着処理が行われる基板のうち最も長い長辺の長さよりも長いものを圧着処理が可能な構成とする。
【００１３】
そこで、長辺側圧着手段の長さは、処理される各種サイズの基板のうち最も長い長辺の長さよりも長くし、短辺側圧着手段の長さは、処理される各種サイズの基板のうち最も長い短辺の長さよりも長くしている。このため、異なるサイズの基板に対して１つの圧着装置で処理することが可能になり、段取り替えすることを要しなくなる。
【００１４】
基板を第１の圧着ステージに搬入して、この基板の２辺に電子回路部品の圧着処理が行われ、第２の圧着ステージでは他の２辺に対して電子回路部品の熱圧着が行われる。第１の圧着ステージから第２の圧着ステージに基板を移行させる際に、基板の姿勢を９０度回転させる移載手段が設けられている。また、電子回路部品が熱圧着される前の段階で、基板は圧着手段に対して位置調整されるが、このためにアライメント機構を備えており、基板は基板支持手段に載置されて、基板が水平面上で位置調整される。
【００１５】
基板に対して電子回路部品を熱圧着するときには、長辺側圧着手段と短辺側圧着手段とに基板をアライメントする。基板支持手段はアライメント機能を備えているため、アライメント動作は基板支持手段が行い、熱圧着動作は長辺側圧着手段と短辺側圧着手段とが行っているため、２つの動作を異なる手段に割り振ることができる。このため、機構が簡略化し、容易に熱圧着を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、四角形状の基板の長辺側と短辺側とに搭載されている電子回路部品に対して、一方の熱圧着中に他方の熱圧着を行う長辺側圧着手段と短辺側圧着手段とを設けたことにより、圧着機構を簡略化することができ、長辺側と短辺側とを同時に処理するために、処理時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】パネル基板の平面図である。
【図２】パネル基板と電子回路部品との接続前の状態を示す外観図である。
【図３】パネル基板の電極と電子回路部品の電極とがＡＣＦにより接続される状態を示す説明図である。
【図４】圧着ステージの全体構成を説明する図である。
【図５】長辺圧着機構と短辺圧着機構との正面図である。
【図６】加圧刃とパネルサイズとの関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の圧着装置に適用される基板として液晶ディスプレイのパネル基板１を例示している。液晶ディスプレイのパネル基板１は、上下２枚のガラス基板１ａ、１ｂを貼り合わせて、両ガラス基板間に液晶を封入した構成としている。ガラス基板１ａ、１ｂは長方形の形状をしており、所定長さの長辺と短辺とを有している。
【００１９】
図１に示すように、ガラス基板１ａはガラス基板１ｂよりも寸法が大きいものを使用し、ガラス基板１ａがガラス基板１ｂと貼り合わせられる面の周辺部は４辺において、それぞれ所定幅の領域が張り出している。この領域（ＴＡＢ搭載領域ＴＡ）にＴＡＢ搭載を行って、複数の電子回路部品２を実装する。そして、その周囲にはＰＣＢ３を配置している。電子回路部品２はパネル基板１及びＰＣＢ３と電気的に接続されており、ＰＣＢ３からの信号をパネル基板１に出力している。ＰＣＢ３はプリント基板であり、パネル基板の各画素を駆動するためのコントローラである。電子回路部品２は、ガラス基板１ａの周囲４辺に臨んでいるＴＡＢ搭載領域ＴＡに実装される。そして、電子回路部品２の周囲にはＰＣＢ３を配置し、ＰＣＢ３と電子回路部品２とを接続する。
【００２０】
図２は、電子回路部品２の接続部分を示している。パネル基板１に形成されているＴＡＢ搭載領域ＴＡには、複数の電極が群をなして所定ピッチごとに複数の電極群４を形成している。一方、電子回路部品２はＩＣ回路素子２ａとフィルム基板２ｂとを有して構成しており、フィルム基板２ｂには多数の電極を形成している。パネル基板１のＴＡＢ搭載領域ＴＡに形成されている電極群４の各電極と電子回路部品２のフィルム基板２ｂに形成されている各電極とは電気的に接続される。このために、異方性導電フィルムであるＡＣＦ５を用いて接続を行う。
【００２１】
ＡＣＦ５は導電粒子を混在させた熱硬化性の接着剤フィルムである。パネル基板１の電極群４に対してＡＣＦ５を貼り付けた状態で、電子回路部品２を当接させて上部から熱圧着を行う。図３（ａ）は熱圧着を行う前の状態を示しているが、この状態から、電子回路部品２に対して熱圧着を行うと、図３（ｂ）に示すように、ＡＣＦ５のフィルム５ａが熱溶融して、パネル基板１と電子回路部品２との間に密着する。このとき、パネル基板１に形成されている電極群４の電極４ｄと電子回路部品２に形成されている電極２ｄとの間で、導電粒子５ｂが挟持されて、その間が電気的に接続された状態になる。そして、ＡＣＦ５のフィルム５ａを熱硬化させることにより、電子回路部品２をパネル基板１に実装させている。なお、ＡＣＦ５には、熱可塑性の接着剤フィルムを用いてもよい。
【００２２】
ところで、電子回路部品２をパネル基板１に実装させるための処理としては、仮圧着処理と本圧着処理とがある。仮圧着処理は、電子回路部品２をパネル基板１に対して高精度にアライメントした状態で、ＡＣＦ５を介してパネル基板１に電子回路部品２を当接させた状態で僅かに熱圧着を行う。ＡＣＦ５は熱硬化性の接着剤フィルムであり、ＡＣＦ５のバインダ樹脂の硬化温度よりも低い温度で加熱を行うことでＡＣＦ５が多少粘着性を発揮する状態になり、電子回路部品２とパネル基板１とは粘着力により貼り付いた仮圧着状態になる。本圧着処理は、仮圧着処理で仮圧着状態になったパネル基板１と電子回路部品２とに対して、ＡＣＦ５の熱硬化温度で熱圧着を行って、電子回路部品２をパネル基板１に確実に圧着させる処理である。本圧着処理を経ることにより、ＡＣＦ５が熱硬化して電子回路部品２とパネル基板１との間が完全に接着された状態になる。
【００２３】
以下においては、本圧着処理における圧着装置を例示して説明する。図４に示すように、本圧着処理を行う圧着ステージは、第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とを有して主に構成している。圧着ステージで圧着処理がされるパネル基板１には電子回路部品２が仮圧着されている。そして、第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とにより、パネル基板１の周囲４辺の各電子回路部品２が本圧着される。ここで、パネル基板１は長方形状をしており、その４つの辺を、第１の長辺側Ｌ１、第１の短辺側Ｓ１、第２の長辺側Ｌ２、第２の短辺側Ｓ２として説明する。
【００２４】
圧着ステージには、搬送ベルト８等の送り機構に沿って、電子回路部品２が仮圧着されたパネル基板１が、仮圧着ステージから順次搬入される。第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とにおいて、パネル基板１は逐次的に熱圧着処理が行われる。このため、搬送ベルト８には連続してパネル基板１が供給されるようにする。
【００２５】
搬送ベルト８により搬送されるパネル基板１は、搬入位置ＳＰで停止する。この位置で停止したパネル基板１は、第１の圧着ステージ６に配置される第１のアライメントテーブル１０に受け渡される。搬送ベルト８から第１のアライメントテーブル１０にパネル基板１を受け渡すための手段としては、例えば真空吸着手段を有する移載ロボットを使用することができる。搬入位置ＳＰの上部に配置された移載ロボットが、搬送ベルト８上のパネル基板１を真空吸着して、パネル基板１の姿勢を９０度回転して、第１のアライメントテーブル１０に受け渡し可能な位置にまで移行する。第１のアライメントテーブル１０の位置にまで移行した後に、移載ロボットは吸着力を解除して、第１のアライメントテーブル１０にパネル基板１を載置する。これにより、受け渡しが可能になる。
【００２６】
第１のアライメントテーブル１０は、パネル基板１のアライメントを行った後に、圧着処理を行う。圧着処理が終了した後に、別の移載ロボットがパネル基板１を真空吸着して、第２の圧着ステージ７に配置される第２のアライメントテーブル１１にパネル基板１を受け渡す。このときに、移載ロボットは、パネル基板１の姿勢を９０度回転して、第２のアライメントテーブル１１の位置にまで移行する。これにより、受け渡しを行う。第２の圧着ステージ７では、パネル基板１のアライメントを行った後に、圧着処理を行う。圧着処理が終了した後に、さらに別の移載ロボットがパネル基板１を真空吸着して、搬出位置ＢＰにおいて搬送ベルト８にパネル基板１を受け渡す。このときに、移載ロボットは、パネル基板１の回転は行わずにそのままの姿勢で、又は１８０度回転して搬送ベルト８に移行する。搬送ベルト８に受け渡されたパネル基板１は、圧着ステージから次の処理を行うステージへ搬出されていく。従って、１基以上設けられる移載ロボットが移載手段を構成する。
【００２７】
移載ロボットによる移載作業は、全て並列的に行われる。つまり、搬送ベルト８にパネル基板１を受け渡した後の第２の圧着ステージ７には、新たに第１の圧着ステージ６からパネル基板１が受け渡されるようにする。第２の圧着ステージ７にパネル基板１を移行した後の第１の圧着ステージ６には、搬送ベルト８から新たに未処理のパネル基板１が受け渡されるようにする。そして、第１の圧着ステージ６にパネル基板１が移載された後には、圧着処理を行っている間に次のパネル基板１を搬入位置ＳＰに搬入させるようにする。
【００２８】
以上のように、第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とをパネル基板１が逐次的に搬送されて圧着処理が行われることにより、第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とにおいて、並列的に圧着処理を行うことが可能になり、処理時間の短縮化を図ることができる。
【００２９】
第１の圧着ステージ６ではパネル基板１のうち２辺について、第２の圧着ステージ７ではパネル基板１のうち残り２辺について圧着処理を行う。第１の圧着ステージには、第１の長辺側圧着手段としての第１の長辺圧着機構２１と第１の短辺側圧着手段としての第１の短辺圧着機構２２とを備えており、第２の圧着ステージには、第２の長辺側圧着手段としての第２の長辺圧着機構２３と第２の短辺側圧着手段としての第２の短辺圧着機構２４とを備えている。
【００３０】
第１の長辺圧着機構２１は第１の長辺側Ｌ１の各電子回路部品２を圧着処理するための機構であり、第１の短辺圧着機構２２は第１の短辺側Ｓ１の各電子回路部品２を圧着処理するための機構である。第２の長辺圧着機構２３は第２の長辺側Ｌ２の各電子回路部品２を圧着処理するための機構であり、第２の短辺圧着機構２４は第２の短辺側Ｓ２の各電子回路部品２を圧着するための機構である。このため、第１の長辺圧着機構２１の全長は第１の短辺圧着機構２２の全長よりも長く構成している。第２の長辺圧着機構２３と第２の短辺圧着機構２４との関係も同様である。
【００３１】
図４に示すように、第１の長辺圧着機構２１と第１の短辺圧着機構２２とはＬ字状となるように直交配置している。第１の長辺圧着機構２１と第１の短辺圧着機構２２とが交差するコーナー部にパネル基板１の角隅部を位置合わせした状態で圧着処理を行うようにする。パネル基板１をアライメントするには、少なくとも２箇所の基準位置が必要である。本発明の実施形態では、パネル基板１を正確にアライメントするために、パネル基板１の角隅部及びその他の２箇所の合計３箇所を基準位置とする。角隅部以外の２箇所については、パネル基板１の第１の長辺側Ｌ１側の１箇所、第１の短辺側Ｓ１側の１箇所を夫々基準とする。図４に示す、相互に直交するＸ軸方向とＹ軸方向、回転方向（θ方向）の３方向において正確にアライメントをすることができる。勿論、この３方向を正確にアライメントすることができれば、任意の場所を基準とすることができる。なお、図４では、第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とを設けているが、これはパネル基板１の周囲４辺に対して圧着処理を行うためである。前述したように、パネル基板１の第１の長辺側Ｌ１と第１の短辺側Ｓ１との２箇所にのみ電子回路部品２を実装する場合もある。この場合には、第２の圧着ステージ７は不要になり、第１の圧着ステージ６のみで圧着処理は足りることになる。
【００３２】
パネル基板１を正確にアライメントすることにより、第１の長辺側Ｌ１が第１の長辺圧着機構２１により圧着される場所に位置し、第１の短辺側Ｓ１が第１の短辺圧着機構２２により圧着される場所に位置する。この状態で、第１の長辺圧着機構２１と第１の短辺圧着機構２２とを同時に作動させることにより、パネル基板１の第１の長辺側Ｌ１と第１の短辺側Ｓ１との２辺に対して一方を圧着処理中に他方の圧着処理を行っている。
【００３３】
第２の圧着ステージ７においても同様であり、第２の長辺圧着機構２３と第２の短辺圧着機構２４との交差するコーナー部に対してパネル基板１の角隅部を位置合わせして圧着処理を行う。第２の長辺圧着機構２３と第２の短辺圧着機構２４とを、一方を作動中に他方を作動させることにより、パネル基板１における第２の長辺側Ｌ２と第２の短辺側Ｓ２との２辺に対して、一方を圧着処理中に他方の圧着処理を行っている。従って、第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とにより、パネル基板１の周囲４辺に対して仮圧着状態になっている各電子回路部品２に対して、合計２回の圧着処理で、全ての辺に対しての本圧着処理を終了することができる。
【００３４】
ここで、第１の圧着ステージ６と第２の圧着ステージ７とは、第１の長辺圧着機構２１と第２の短辺圧着機構２４とが対向するような位置関係で、第１の短辺圧着機構２２と第２の長辺圧着機構２３とが平行となるような位置関係で配置している。この位置関係で各圧着機構を配置すると、第１の圧着ステージ６で圧着処理が終了したパネル基板１を９０度回転させるのみで第２の圧着ステージ７で圧着処理を行う姿勢にすることができるため、動作を最小限に抑制することができる。
【００３５】
次に、圧着処理を行う圧着機構について、図５を参照して説明する。図５は、圧着機構のうち第１の圧着ステージ６の第１の長辺圧着機構２１及び第１の短辺圧着機構２２を示している。第１の長辺圧着機構２１と第１の短辺圧着機構２２とは、長さが異なる以外は、ほぼ同様の構成を採用している。また、第２の圧着ステージ７の第２の長辺圧着機構２３及び第２の短辺圧着機構２４については、配置の態様が異なるが、第１の圧着ステージ６と構成は同様であるため、説明を省略する。
【００３６】
図５は、第１の長辺圧着機構２１及び第１の短辺圧着機構２２の正面図であるが、Ｌ字状に配置した構成となっているため、第１の長辺圧着機構２１は側面から見た図になっている。第１の長辺圧着機構２１と第１の短辺圧着機構２２とは、それぞれ圧着ユニット３０を有して構成し、圧着ユニット３０は、加圧刃３１と昇降ブロック３２と上部エアシリンダ３３と昇降ガイド部材３４とを有して主に構成している。
【００３７】
圧着ユニット３０の加圧刃３１は、パネル基板１に仮圧着状態になっている電子回路部品２に対して熱圧着を行う手段である。加圧刃３１は昇降ブロック３２に連結しており、昇降ブロック３２は昇降ガイド部材３４に沿って昇降動作を行う。加圧刃３１は熱源であるヒータ３１Ｈを備えており、ヒータ３１Ｈの熱により加圧刃３１の全体が加熱される。そして、昇降ブロック３２を下降させることにより、パネル基板１に仮圧着状態になっている電子回路部品２に対して加熱及び加圧を行って熱圧着する。
【００３８】
圧着ユニット３０の下部には第１のアライメントテーブル１０が位置している。第１のアライメントテーブル１０は、第１のガイドレール５０上に配置されており、第１のスライド部５１と支持基台５２と第２のガイドレール５３と第２のスライド部５４と回転テーブル５５と基板吸着テーブル５６と基板受け部５７とを備えている。第１のアライメントテーブル１０は、パネル基板１を圧着処理するために、水平面上の相互に直交する２軸（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）と回転方向（θ方向）に位置調整を行う３つのアライメント機構を有している。
【００３９】
第１のスライド部５１は第１のガイドレール５０に沿って移動可能な手段であり、Ｘ軸方向（搬入位置ＳＰから第１の圧着ステージ６に向かう方向）におけるアライメント機構としての機能を発揮する。第１のスライド部５１は支持基台５２の下部に取り付けられ、支持基台５２の上部には第２のガイドレール５３を設けている。第２のガイドレール５３は第１のガイドレール５０の移動方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に設けている。第２のスライド部５４は第２のガイドレール５３に沿って移動を行い、第２のスライド部５４は回転テーブル５５の下部に取り付けている。第２のスライド部５４の移動方向はＹ軸方向であり、第２のスライド部５４はＹ軸方向におけるアライメント機構としての機能を発揮する。そして、回転テーブル５５は回転方向にアライメントするための機構であり、回転テーブル５５の上部にはパネル基板１をチャックする基板吸着テーブル５６を備えている。基板受け部５７は基板吸着テーブル５６に取り付けられ、加圧刃３１の加圧力を受承するためにパネル基板１を下方から支承する。従って、基板受け部５７は、加圧刃３１と同様に第１の長辺圧着機構２１の全長分の長さを有している。
【００４０】
以上により、パネル基板１は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とθ方向との３方向にアライメントされる構成となる。アライメントを行う手段としては、前記の３つの基準位置の上部にそれぞれカメラを設けておき、このカメラが撮影した画像に対して画像処理を施す。そして、画像処理の情報に基づいて、前記の３つのアライメント機構を制御して、高精度に位置合わせするようにする。画像認識の手法としては、パネル基板１の角隅部については、当該角隅部のエッジ部分を画像認識するようにして検出する。また、その他の２箇所については、例えばアライメントマークや特異点等を目印に画像認識するようにする。
【００４１】
そして、パネル基板１がアライメントされた状態で熱圧着を行う。移載ロボットがパネル基板１を第１のアライメントテーブル１０に移載するときには、基板吸着テーブル５６上にパネル基板１を載置するが、パネル基板１のうち電子回路部品２が仮圧着されている部位が基板受け部５７に搭載されるように移載を行う。これにより、第１のアライメントテーブル１０がアライメントを行った後には、加圧刃３１を下降させて加圧力を作用させるだけで、電子回路部品２に対する熱圧着が完了する。
【００４２】
つまり、熱圧着を行うときには、パネル基板１の正確なアライメント作業と加熱された加圧刃３１による圧着作業との２つの作業が必要になるが、アライメント作業は第１のアライメントテーブル１０が行い、圧着作業は第１の長辺圧着機構２１が行うため、２つの作業は独立の機構により別個に行われる。このため、１つの機構がアライメント作業と圧着作業とを行う場合と比較して、機構が簡単になり、容易にアライメント作業及び圧着作業を行うことができる。
【００４３】
ところで、近年のパネルサイズの大型化に伴い、圧着処理されるパネル基板のサイズも大型化している一方、小型サイズのパネル基板にも対応しなければならず、多様なサイズのパネル基板に対応して圧着処理を行う必要がある。このため、各圧着機構で用いる加圧刃３１の長さを、圧着処理がされるパネル基板１のうち最大サイズのパネル基板１よりも長く構成している。
【００４４】
図６に示すように、第１の長辺圧着機構２１の加圧刃３１を長辺加圧刃３１Ｘとし、第１の短辺圧着機構２２の加圧刃３１を短辺加圧刃３１Ｙとする。また、長辺加圧刃３１Ｘの長さをＣＸとし、短辺加圧刃３１Ｙの長さをＣＹとする。
【００４５】
長辺加圧刃３１Ｘと短辺加圧刃３１Ｙとによりパネル基板１が熱圧着されるが、圧着処理が可能なパネル基板１は多様なサイズとなる。図６で示すパネル基板１Ｌ（図中において実線で示す）は処理されるパネル基板１のうち最大サイズのパネル基板であり、パネル基板１Ｓ（図中において二点鎖線で示す）は最小サイズのパネル基板である。このとき、長辺加圧刃３１Ｘの長さＣＸは、処理されるパネル基板１のうち長辺の長さが最も長いものよりも長く構成している。ここでは、パネル基板１Ｌの長辺ＰＸが最も長いものとなるため、長辺加圧刃３１Ｘの長さＣＸは「ＣＸ≧ＰＸ」となるように構成する。同様に、パネル基板１Ｌの短辺ＰＹが最も長い短辺となるため、短辺加圧刃３１Ｙの長さＣＹは「ＣＹ≧ＰＹ」となるように構成する。
【００４６】
長辺加圧刃３１Ｘと短辺加圧刃３１Ｙとのコーナー部に、パネル基板１の角隅部を位置合わせして熱圧着を行う。最小サイズのパネル基板１Ｓを処理する場合には、パネル基板１Ｓの短辺と長辺との角隅部をコーナー部に位置合わせして熱圧着を行い、最大サイズのパネル基板１Ｌを処理する場合には、パネル基板１Ｌの短辺と長辺との角隅部をコーナー部に位置合わせして熱圧着を行う。従って、パネル基板１のサイズとは無関係に角隅部とコーナー部との位置合わせを行うことで、そして長辺加圧刃３１Ｘ及び短辺加圧刃３１Ｙの長さを、処理されるパネル基板１のうち最大サイズの長辺及び短辺の長さよりも長く構成しているため、多様なサイズのパネル基板１に対応して圧着処理を行うことができる。このため、段取り替えを全く必要としなくなる。
【符号の説明】
【００４７】
１ パネル基板 １ａ ガラス基板
１ｂ ガラス基板 ２ 電子回路部品
６ 第１の圧着ステージ ７ 第２の圧着ステージ
２１ 第１の長辺圧着機構 ２２ 第１の短辺圧着機構
２３ 第２の長辺圧着機構 ２４ 第２の短辺圧着機構
３１ 加圧刃 ３１Ｈ ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
四角形状の基板の第１の長辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第１の長辺側圧着手段と、この第１の長辺側圧着手段と直交して配置され、前記基板の第１の短辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第１の短辺側圧着手段とを有し、前記第１の長辺側圧着手段と前記第１の短辺側圧着手段とは、一方の圧着手段が熱圧着中に他方の圧着手段が熱圧着を行う第１の圧着ステージと、
前記基板の第２の長辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第２の長辺側圧着手段と、この第２の長辺側圧着手段と直交して配置され、前記基板の第２の短辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第２の短辺側圧着手段とを有し、前記第２の長辺側圧着手段と前記第２の短辺側圧着手段とは、一方の圧着手段が熱圧着中に他方の圧着手段が熱圧着を行う第２の圧着ステージと、
前記基板を前記第１の圧着ステージから前記第２の圧着ステージに移行させる際に、前記基板を所定角度回転させる移載手段と
を備える構成としたことを特徴とする圧着装置。
【請求項２】
前記基板は基板支持手段に設置されており、前記第１，第２の圧着ステージには、それぞれ前記基板支持手段を水平面上の相互に直交する２軸と回転方向に位置調整を行うアライメント機構が設けられ、前記基板の角隅部を直交配置された前記長辺側圧着手段と前記短辺側圧着手段とのコーナー部に位置を合わせる構成としたことを特徴とする請求項１記載の圧着装置。
【請求項３】
前記長辺側及び短辺側の圧着手段により圧着されるのはサイズの異なる複数種類の基板であり、前記長辺側圧着手段は、前記コーナー部から圧着処理がなされる前記基板のうちの最も長い長辺を圧着処理可能なものであり、前記短辺側圧着手段は、前記コーナー部から圧着処理がなされる前記基板のうちの最も長い短辺を圧着処理可能なものであることを特徴とする請求項２記載の圧着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧着装置を有するフラットパネルディスプレイの製造装置。
【請求項１】
四角形状の基板の第１の長辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第１の長辺側圧着手段と、この第１の長辺側圧着手段と直交して配置され、前記基板の第１の短辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第１の短辺側圧着手段とを有し、前記第１の長辺側圧着手段と前記第１の短辺側圧着手段とは、一方の圧着手段が熱圧着中に他方の圧着手段が熱圧着を行う第１の圧着ステージと、
前記基板の第２の長辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第２の長辺側圧着手段と、この第２の長辺側圧着手段と直交して配置され、前記基板の第２の短辺側に対して複数の電子回路部品を熱圧着させる第２の短辺側圧着手段とを有し、前記第２の長辺側圧着手段と前記第２の短辺側圧着手段とは、一方の圧着手段が熱圧着中に他方の圧着手段が熱圧着を行う第２の圧着ステージと、
前記基板を前記第１の圧着ステージから前記第２の圧着ステージに移行させる際に、前記基板を所定角度回転させる移載手段と
を備える構成としたことを特徴とする圧着装置。
【請求項２】
前記基板は基板支持手段に設置されており、前記第１，第２の圧着ステージには、それぞれ前記基板支持手段を水平面上の相互に直交する２軸と回転方向に位置調整を行うアライメント機構が設けられ、前記基板の角隅部を直交配置された前記長辺側圧着手段と前記短辺側圧着手段とのコーナー部に位置を合わせる構成としたことを特徴とする請求項１記載の圧着装置。
【請求項３】
前記長辺側及び短辺側の圧着手段により圧着されるのはサイズの異なる複数種類の基板であり、前記長辺側圧着手段は、前記コーナー部から圧着処理がなされる前記基板のうちの最も長い長辺を圧着処理可能なものであり、前記短辺側圧着手段は、前記コーナー部から圧着処理がなされる前記基板のうちの最も長い短辺を圧着処理可能なものであることを特徴とする請求項２記載の圧着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧着装置を有するフラットパネルディスプレイの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−９７０９５（Ｐ２０１１−９７０９５Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７４８２（Ｐ２０１１−７４８２）
【出願日】平成２３年１月１８日（２０１１．１．１８）
【分割の表示】特願２００７−２９０８５３（Ｐ２００７−２９０８５３）の分割
【原出願日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１８日（２０１１．１．１８）
【分割の表示】特願２００７−２９０８５３（Ｐ２００７−２９０８５３）の分割
【原出願日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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