JP5259564B2 - Ｆｐｄモジュールの組立装置および組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ（FPD:Flat Panel Display）の表示基板に実装部品を実装するＦＰＤモジュールの組立装置およびＦＰＤモジュールの組立方法に関するものである。

ＦＰＤとしては、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ、プラズマディスプレイなどがある。このＦＰＤにおける表示基板の周縁部には、駆動ＩＣの搭載や、ＣＯＦ（Chip on Film）、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などのＴＡＢ（Tape Automated Bonding）接続が行われる。また、表示基板の周辺には、例えば、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）などの周辺基板が実装される。その結果、ＦＰＤモジュールが組み立てられる。

ＦＰＤモジュールの組立ラインは、複数の処理作業工程を順次行なうことで、ＦＰＤの表示基板における周縁部及び周辺に、駆動ＩＣ、ＴＡＢおよびＰＣＢなどを実装する装置である。以下、表示基板を単に「基板」と略し、その他の基板、例えばＰＣＢの場合は「ＰＣＢ基板」と明記する。

ＦＰＤモジュールの組立ラインにおける処理工程の一例としては、（１）基板端部のＴＡＢ貼付け部を清掃する端子クリーニング工程と、（２）清掃後の基板端部に異方性導電フィルム（ACF:AnisotropicConductive Film）を貼り付けるＡＣＦ工程がある。また、（３）基板のＡＣＦを貼り付けた位置に、ＴＡＢやＩＣを位置決めして搭載する搭載工程と、（４）搭載したＴＡＢやＩＣを加熱圧着してＡＣＦにより固定する圧着工程がある。さらに、（５）ＴＡＢの基板側と反対側に、予めＡＣＦを貼り付けたＰＣＢ基板を貼付け搭載するＰＣＢ工程がある。なお、ＰＣＢ工程は、複数の工程からなっている。

ＡＣＦは、接合する部材のどちらか一方に予め貼り付けられていればよい。つまり、上記ＡＣＦ工程の別な例では、ＡＣＦをＴＡＢやＩＣの側に予め貼り付ける。また、ＦＰＤモジュールの組立ラインには、処理する基板の辺の数、処理するＴＡＢやＩＣの数、各処理装置の数などに応じて、基板を回転する処理装置などが必要となる。

このような一連の工程を経ることによって、基板上の電極とＴＡＢやＩＣ等に設けた電極との間を熱圧着し、ＡＣＦ内部の導電性粒子を介して両電極の電気的な接続が行われる。なお、圧着工程を終えると、ＡＣＦ基材樹脂が硬化するため、両電極の電気的な接続と同時に、基板とＴＡＢやＩＣ等が機械的にも接続される。

一般的に、搭載するＴＡＢやＩＣの個数が増大すると、ＡＣＦの貼り付け数も増大する。なお、ＡＣＦを長い単一のシートのまま貼り付ける方法も存在するが、ＴＡＢやＩＣを搭載しない部分に貼り付けたＡＣＦが無駄になるので好まれない。また、ＴＡＢやＩＣを順次搭載する場合も、ＡＣＦの硬化を行う圧着工程（本圧着工程）では、一列に並んだＴＡＢやＩＣを一括して加熱圧着する方法がとられる。

ここで、本発明でＴＡＢと称す電子部品は、その詳細形状や部材の厚さの差異などで、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）と呼称されたり、ＣＯＦ（Chip On Film）と呼称されたりする。これらＴＣＰやＣＯＦは、スプロケット穴を有する長尺のポリイミドフィルムに配線を施したＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）に、ＩＣチップを搭載し、これを切り出して構成されたものであり、実装する上での差異はない。また、パネルの設計によってはＩＣチップなしのＦＰＣのみを実装する場合もある。ＦＰＤの実装組立工程においては、これらの部品に実質上の差異はないため、本発明ではＴＡＢと呼称する。

予めＡＣＦをＴＡＢの両側に貼り付け、これをパネルに実装する方式としては、例えば、特許文献１に開示されている。ところが、特許文献１には、ＴＡＢをパネルに実装する機構やＴＡＢにＰＣＢ基板を実装する機構については開示されていない。これに対し、特許文献２には、一連の装置上でＴＡＢの両側にＡＣＦを貼り付け、この後、ＴＡＢをパネルに貼り付ける機構と本圧着までのプロセスフローが開示されているが、本圧着の詳細については開示されていない。

特開２００６−２１０５０４号公報 特開２００８−１６５９４号公報

ここで、近年のＴＡＢ設計の変化について説明する。初期のＴＡＢの形状は、例えば、特許文献１の図１に示されているように、縦横ほぼ同寸の正方形に近いものが普通であった。これに対し、近年の大型のＦＰＤでは、ＴＡＢのベースフィルムの使用量を削減し、部材コストを軽減するため、ＴＡＢの接続側の長さを保ちつつ、接続側に直交する非接続側の長さを短くした扁平な長方形のＴＡＢを用いることが多い（図１参照）。

このような長方形のＴＡＢの表示基板側とＰＣＢ基板側の両方に予めＡＣＦを貼る場合は、次のような問題を生じやすい。

ＡＣＦは一般に、熱硬化性樹脂の接着剤を主成分とするペーストに導電性粒子を混ぜて形成されたフィルムである。このＡＣＦを仮貼りするには、６０度から１００度程度の比較的低い温度で加熱しつつ1秒前後の短時間の加圧を行う。一方、ＡＣＦを接続するには、１５０度から２３０度程度の比較的高い温度で加熱しつつ数秒間から１０秒間程度の加圧を行って樹脂を硬化させる。前者の工程を仮圧着、後者の工程を本圧着と称する。搭載する部品数に応じて、仮圧着と本圧着を連続して行う場合もあるが、いずれにしろ樹脂を硬化させるために高温状態を一定時間保たなければ、十分な接着強度は得られない。

しかし、上述した長方形のＴＡＢでは、表示基板側のＡＣＦとＰＣＢ基板側のＡＣＦが近接しており、しかもＴＡＢは反り癖がある。そのため、ＴＡＢを表示基板に本圧着しているときに、ＴＡＢにおけるＰＣＢ基板側のＡＣＦまで硬化してしまう可能性がある。樹脂の熱硬化反応は不可逆的な反応であり、搭載する相手部品との位置決め前に、ＡＣＦが硬化すると接着性が失われてしまう。

このため、長方形のＴＡＢを用いる場合は、両側にＡＣＦを予め貼る方法が採用されることはなく、ＡＣＦの貼り付け工程を２回に分けて実施する必要があった。その結果、生産効率を向上できないという問題があった。

本発明の目的は、上記従来技術における実情を考慮し、ＴＡＢの長手方向の両側に予めＡＣＦ層を貼り付けても、一側を本圧着しているときに他側のＡＣＦ層が熱変質することを防ぐＦＰＤの実装装置および実装方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のＦＰＤモジュールの組立装置は、ＡＣＦ貼付け部と、圧着ヘッドと、保護機構とを備える。ＡＣＦ貼付け部は、ＴＡＢの２つの長辺の一方に第１のＡＣＦ層を貼り付けるとともに、ＴＡＢの２つの長辺の他方に第２のＡＣＦ層を貼り付ける。圧着ヘッドは、第１のＡＣＦ層を介してＴＡＢを表示基板に熱圧着する。保護機構は、ＴＡＢを表示基板に熱圧着するときに、ＴＡＢの第２のＡＣＦ層を熱影響から保護する。

また、本発明のＦＰＤモジュールの組立方法は、ＡＣＦ貼付け工程と、圧着工程と、基板実装工程とを有する。ＡＣＦ貼付け工程では、ＴＡＢの２つの長辺の一方に第１のＡＣＦ層を貼付けるとともに、ＴＡＢの２つの長辺の他方に第２のＡＣＦ層を貼付ける。圧着工程では、第１のＡＣＦ層を介してＴＡＢを表示基板に圧着ヘッドで熱圧着するとともに、保護機構により第２のＡＣＦ層を熱影響から保護する。基板実装工程では、ＴＡＢの２つの長辺の他方に貼り付けられたＡＣＦ層に基板を実装する。

本発明に拠れば、ＴＡＢの２つの長辺にＡＣＦ層を貼り付けてから、ＴＡＢの２つの長辺の一方を表示基板に熱圧着しても、２つの長辺の他方のＡＣＦ層を熱影響から保護し、そのＡＣＦ層の熱変質を防止することができる。その結果、ＡＣＦ層の貼り付けを短時間で行うことができる。

本発明で実装組立を行うＦＰＤモジュールの概略構造を示す平面図。 本発明の第１の実施例のＦＰＤモジュール組立ライン全体を示すフロアレイアウト図。 本発明の第１の実施例に係るソース搭載ユニットを示す平面図。 図４（ａ）は本発明の第１の実施例に係るソース搭載ユニットのＡＣＦ貼付部を示す平面図、図４（ｂ）はＡＣＦ貼付部の立面図。 本発明の第１の実施例に係る本圧着部の斜視図。 本発明の第１の実施例に係る本圧着部が加圧状態のときの遮熱板の姿勢を示す立面図。 本発明の第１の実施例に係る本圧着部の遮熱板の冷却姿勢を示す立面図。 本発明の第１の実施例に係る本圧着部が加圧状態になる直前の遮熱板の姿勢を示す立面図。 本発明の第２の実施例に係る本圧着部の遮熱板の冷却姿勢を示す立面図。 本発明の第３の実施例に係る本圧着部の冷却板の加圧姿勢を示す立面図。 本発明の第４の実施例に係る本圧着部の遮熱板と反り矯正板の加圧姿勢を示す立面図。 本発明の第５の実施例のＦＰＤモジュール組立ライン全体を示すフロアレイアウト図。

以下、フラットパネルディスプレイの実装装置及び実装方法を実施するための形態について、図１〜図１２を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

１．第１の実施例
［ＦＰＤモジュール］
まず、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）モジュールについて、図１を参照して説明する。
図１は、本発明で実装組立を行うＦＰＤモジュールの概略構成を示す平面図である。

図１に示すように、ＦＰＤモジュール７は、表示基板１の周縁部に複数のＴＡＢ２をＡＣＦ接合により接続するとともに、一部のＴＡＢ２にＰＣＢ基板６をＡＣＦ接続して構成されている。ＴＡＢ２は、扁平な長方形のポリイミドフィルムに銅箔による印刷回路（不図示）を施したＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）４に、ＩＣチップ５を搭載してなる電子部品である。ＩＣチップ５は、ＦＰＣ４の略中央に実装されている。ＦＰＣ４の下面には、印刷回路が設けられており、長手方向の両側（２つの長辺）にアウターリード端子（不図示）が設けられている。

ＴＡＢ２の品種によっては、ＩＣチップ５が下面側にある場合（ＣＯＦタイプ）や、ＩＣチップがない場合（ＦＰＣタイプ）などもある。図１には、例としてＩＣチップ５をＦＰＣ４の穴にはめ込んだ形式（ＴＡＢタイプ）が示されている。また、ＴＡＢ２やＰＣＢ基板６は、接続部位により回路的には相互に差異があるが、搭載実装の説明には区別する必要がないので、同じものとして図示している。

［ＦＰＤモジュールの組立ライン］
次に、本発明のＦＰＤモジュールの組立装置の第１の実施例であるＦＰＤモジュール組立ラインについて、図２を参照して説明する。
図２は、ＦＰＤモジュール組立ライン全体を示すフロアレイアウト図である。

ＦＰＤモジュール組立ライン１０は、受け入れユニット１００、ソース搭載ユニット２００、ソース本圧着ユニット３００、ゲート搭載ユニット４００、ゲート本圧着ユニット５００、ＰＣＢ接続ユニット６００および搬出ユニット７００から構成される。各ユニットは、フレーム１０３、２０３、３０３、４０３、５０３、６０３および７０３を有している。各フレームの操作面側には、搬送レール１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１および７０１が設けられており、隣り合う搬送レールが連結されている。

搬送レール１０１、２０１、３０１、４０１、５０１および６０１には、搬送ステージ１０２、２０２、３０２、４０２、５０２および６０２が移動可能に係合されている。これら搬送ステージ１０２、２０２、３０２、４０２、５０２および６０２は、次のユニットの作業位置まで表示基板1を搬送する。なお、最後の搬出ユニット７００には、表示基板１を受け取る装置が別途設けられるが、搬送ラインからの搬出は、一般に工場ごとに仕様が異なるので、ここでは省略してある。

［ソース搭載ユニット］
次に、ソース搭載ユニット２００について、図３及び図４を参照して説明する。
図３は、ソース搭載ユニット２００の平面図である。図４（ａ）は、ソース搭載ユニット２００のＡＣＦ貼付部を示す平面図、図４（ｂ）は、ＡＣＦ貼付部の立面図である。

図３に示すように、ソース搭載ユニット２００には、表示基板１の作業辺を載せて吸着させることで平坦化を行う基準バー２０４が設けられている。この基準バー２０４と、図示しない後端支えとは、搬送ステージ２０２（図２参照）に頼ることなく、作業中の表示基板１を安定して保持する。

表示基板１のソース側に搭載するＴＡＢ２は、長尺のリボン状フィルムとしてリール２２３に巻きつけられている。このリボン状フィルムは、リール送り機構２２１により規定ピッチで送り出され、打ち抜き機構２２４により個別のＴＡＢ２に切り出される。切り出されたＴＡＢ２は、アーム２６０によってＡＣＦ貼付部２３０に供給される。ＡＣＦ貼付部２３０は、供給されたＴＡＢ２の長手方向の両側（２つの長辺）にＡＣＦテープ３のＡＣＦ層３ａを貼り付ける。

ＡＣＦテープ３は、厚さ３５μｍのリボン状のベースフィルム３ｂの片面にＡＣＦ層３ａ（２０〜３０μｍ）を塗布して形成されており、供給リール２３３にＡＣＦ層３ａを内側にして巻きつけて供給される。

図４に示すように、供給リール２３３は、送り出しモータ（不図示）により送り出し長さと速度を制御されつつＡＣＦテープ３を送り出す。ＡＣＦテープ３の送り量は、供給リール２３３のテープ残量に影響を受けるため、鍔つきのガイドローラ２３４により測定されている。通常、テープ走行の送り量を管理する場合は、ガイドローラ２３４に対向する表面がゴム製のピンチローラを設け、テープが滑らないように押さえつけている。しかしながら、本例では、ＡＣＦ層３ａが粘着性を有するためピンチローラは用いない。

ＡＣＦテープ３は、ガイドローラ２３４により方向を変えられ、ＡＣＦステージ２５０の上の定位置に送り出される。ＡＣＦステージ２５０は、表面を平滑に仕上げたステンレス製の部材であり、ヒータ内蔵のＴＡＢチャック２６１に対向する領域の表面にフッ素樹脂加工が施されている。これにより、ベースフィルム３ｂからはみ出したＡＣＦ層３ａがＡＣＦステージ２５０に固着することが無いようになっている。

ＡＣＦステージ２５０に沿って延伸されたＡＣＦテープ３のＡＣＦ層３ａには、ヒータ内蔵のＴＡＢチャック２６１によりＴＡＢ２が搬送され、押し当てられる。ここで、ＴＡＢチャック２６１は、本発明に係る仮貼り手段の一例であり、ＴＡＢ２を真空チャックするための気孔を有する。

ＴＡＢチャック２６１のＡＣＦテープ３に対向する部分には、ヒータが内蔵されており、ＴＡＢ２を例えば７０〜９０℃に加熱している。この状態で、ＴＡＢチャック２６１は、ＡＣＦテープ３の表面に対して例えば２ＭＰａの加圧となるように、下向きに押し下げられる。このときのＴＡＢ２の表面温度およびＡＣＦテープ３への加圧力は、使用するＡＣＦの特性に応じて適宜設定する。

この後、ＴＡＢチャック２６１は、真空チャックを開放し、ＴＡＢ２をＴＡＢステージ２５２の上に置く。ＴＡＢステージ２５２は、両端に円筒ドラム（不図示）を有するベルトコンベアであり、両端の円筒ドラムによりＴＡＢ２の送り量と、送り速度を制御している。

ＴＡＢチャック２６１から開放されたＴＡＢ２は、ＴＡＢステージ２５２の送りと、これに同期して供給リール２３３から送り出されるＡＣＦテープ３により１ピッチ分送り出される。この１ピッチは、ＡＣＦテープ３の無駄を省き、ベースフィルム３ｂの剥離を確実になし、ＴＡＢ２の搭載時に余分なＡＣＦ層３ａが折れ曲がったりしないよう、ＴＡＢ２の幅よりも僅かに長くする。本例では、１ピッチをＴＡＢ２の長手方向の長さに０．５ｍｍを加えた量とする。

ＡＣＦテープ３がＴＡＢ２からはみ出る長さは、短ければ短いほどベースフィルム３ｂの剥離を安定して行うことができるが、次に説明するハーフカットを安定して行うため０にすることはできない。

例えば、ＴＡＢ２が０．５ｍｍの間隔で配置されて送られると、隣り合うＴＡＢ２間のＡＣＦ層３ａにカッター刃２７０で切込みが入れられる。具体的には、上下アーム２７１に取り付けられたカッター刃２７０は、ＡＣＦステージ２５０の表面より２０〜３０μｍ上方まで、ＡＣＦ切断ユニット２７２（図４（ａ）参照）により押し下げられる。これにより、ＡＣＦテープ３にはハーフカットが施される。このとき、ＡＣＦテープ３は、ＡＣＦ層３ａが切り離され、且つ、ベースフィルム３ｂが連続性を保った状態になる。

なお、ＡＣＦステージ２５０におけるハーフカットが実施される部分は、磨耗に耐えるため、表面に硬化処理済の高速度工具鋼を象嵌してある。この高速度工具鋼は、磨耗した時に貼り替えられるようになっている。

ＴＡＢステージ２５２およびＡＣＦテープ３の送りにより送り出されたＴＡＢ２は、ＡＣＦステージ２５０の端部に設けられたナイフエッジ２５１まで送られ、剥離チャック２６６により全面を真空吸着される。この剥離チャック２６６は、通常の真空吸着穴ではなく、多孔質セラミックからなる吸着パッドを有しており、ＴＡＢ２を確実に真空吸着するようになっている。

ハーフカットがナイフエッジ２５１に掛かる直前で剥離チャック２６６に吸着されたＴＡＢ２は、ＡＣＦテープ３の送り速度に同期した速度で図４中の左方向に引き出される。これにより、ベースフィルム３ｂが剥離され、剥離工程が終了する。このとき、ベースフィルム３ｂは、ナイフエッジ２５１の鋭角部分でしごかれながら、ＴＡＢ２から引き剥がされるため、ベースフィルム３ｂが安定して剥離される。

特に、剥離の開始点となるＴＡＢ２の左端部（進行方向の前側の端部）近傍では、予めＡＣＦ層３ａにハーフカットが施されており、剥離するきっかけが得やすくなっている。万一、ハーフカットを挟んで隣り合うＡＣＦ層３ａが再度粘着しても、ハーフカットより前側にあるＡＣＦ層３ａは、図４中左方向に前回の剥離により引き伸ばされており、糸引き方向がベースフィルム３ｂ方向ではないため剥離が生じやすい。

剥離されたベースフィルム３ｂは、鍔付きのガイドローラ２３４とゴム加工されたピンチローラ２３５により、規定の送り量、規定の送り速度で巻き上げられ、回収リール２３６に巻き取られる。ここでは、既にＡＣＦ層３ａを失ったベースフィルム３ｂをピンチローラ２３５が巻き取っているため、ピンチローラ２３５やガイドローラ２３４の表面にＡＣＦ層３ａが付着して汚染される心配がない。

このようにして長手方向の両側にＡＣＦ層３ａを貼り付けられたＴＡＢ２は、ＴＡＢ排出部２６５（図３参照）により搭載部２８０に渡される。ＴＡＢ２は、シャトルチャック２８１に２枚ずつ渡される。シャトルチャック２８１は、Ｙ軸ガイド２８２に移動可能に支持されている。そして、Ｙ軸ガイド２８２は、Ｘ軸ガイド２８３に移動可能に支持されている。これにより、シャトルチャック２８１は、水平方向に移動自在になっている。

シャトルチャック２８１及びＹ軸ガイド２８２は、ＴＡＢ供給部２２０の両側に１つずつ設けられている。そして、２つのＹ軸ガイド２８２は、Ｘ軸ガイド２８３を共有している。

シャトルチャック２８１は、表示基板１の搭載辺（ソース側）のいずれかの位置で搭載作業中の搭載ヘッド２９０に接近し、ＴＡＢ台２８５にＴＡＢ２を渡す。ＴＡＢ台２８５は、受け渡し部２８６、搭載ヘッド２９０と共に搭載ベース２８４上に配置されている。搭載ベース２８４は、Ｘ軸ガイド２８７に移動可能に支持されており、搭載位置に移動する。受け渡し部２８６は、ＴＡＢ台２８５上のＴＡＢ２を搭載ヘッド２９０に渡す。

搭載ヘッド２９０は、受け渡し部２８６から供給されたＴＡＢ２を表示基板１の搭載位置に仮圧着する。この際、搭載ベース２８４の移動に先立って移動する一組のカメラ部２９５が、予め搭載位置を下方から測定し、搭載位置の個別調整値を搭載ヘッド２９０に転送している。この個別調整値により搭載位置の調整（位置決め）が行われる。

なお、搭載ベース２８４、ＴＡＢ台２８５、受け渡し部２８６、搭載ヘッド２９０及び一組のカメラ部２９５からなる搭載ブロックは、シャトルチャック２８１に対応して２組設けられている。そして、２つの搭載ベース２８４は、Ｘ軸ガイド２８７を共有している。

表示基板１は、基準バー２０４に配置される際に、予め両端の基準マークをカメラ部２９５により撮影し、概略のアライメント調整を行った状態で渡される。しかし、表示基板１の寸法誤差による搭載位置のずれを避けるため、搭載ヘッド２９０による搭載においても、個々にアライメントを行う。ソース搭載ユニット２００において、ＴＡＢ２の仮圧着が終了した表示基板１は、ソース本圧着ユニット３００に送られる（図２参照）。

［ソース本圧着ユニット］
次に、ソース本圧着ユニット３００について、図５及び図６を参照して説明する。
図５は、ソース本圧着ユニット３００における本圧着部３２０の斜視図である。図６は、本圧着部３２０の本圧着ヘッド３３０を示す立面図である。

図５では、後述する本圧着ヘッド３３０の動作を判りやすくするため、搬送レール３０１、搬送ステージ３０２、基準バー３０４（図２参照）および遮熱機構３４０Ａ，３４０Ｂ（図６参照）は省略してある。

ここで、基準バー３０４について簡単に説明する。図２に示す基準バー３０４は、表示基板１の作業辺を載せて吸着させることで表示基板１の平坦化を行う。この基準バー３０４と、図示しない後端支えとは、搬送ステージ３０２に頼ることなく、作業中の表示基板１を安定して保持する。

図５に示すように、本圧着部３２０は、下部フレーム３２１に支持されている。この本圧着部３２０は、加圧ベース３２４、上下機構３２５、本圧着ヘッド３３０、下刃３９１などを備えている。

下部フレーム３２１上には、下刃台３９０が設置されており、この下刃台３９０には、下刃３９１が設置されている（図６参照）。下刃３９１は、図示しないヒータユニットを含み、先端部分が６０℃乃至１００℃に保温されている。この下刃３９１の先端部分の温度は、使用するＡＣＦの特性などに応じて適宜設定される。

さらに、下部フレーム３２１上には、下刃３９１を跨ぐように、上部外殻フレーム３２２が設置されており、上部外殻フレーム３２２の内側には、上部内フレーム３２３が配置されている。この上部内フレーム３２３には、加圧ベース３２４が上下可能にガイド支持されている。加圧ベース３２４は、上下機構３２５により上下に駆動される。この構成により、加圧力を発生させても上部内フレーム３２３に歪みを生じにくくしており、後述する上刃３３４が圧着時にずれる心配を軽減している。

一方、加圧ベース３２４の下部には、図示しない左右レールが取り付けられており、これら左右レールに本圧着ヘッド３３０が１２セット、左右移動可能に取り付けられている。

本圧着ヘッド３３０は、エアシリンダ３３１を用いた空気バネ構造となっており、加圧ロッド３３２を介して上刃フレーム３３３を押し下げる。上刃フレーム３３３には、上刃３３４が固定されており、加圧ベース３２４が下降して、上刃３３４がＴＡＢ２（表示基板１）に接触すると、エアシリンダ３３１による空気バネの加圧力によりＴＡＢ２に均一な加圧がなされる。

なお、本圧着ヘッド３３０がＴＡＢ２の数より多い場合は、例えば、図５に示すように、両端に位置するエアシリンダ３３１に逆圧を掛け、上刃３３４を引き上げる。これにより、両端に位置する上刃３３４は、加圧時にＴＡＢ２に接触しなくなる。

このように、複数の上刃３３４の下方には、幅の狭いリボン状のクッションシート３６０が張り渡されている。図５に示す状態において、クッションシート３６０は、表示基板１の上方１０ｍｍの位置にあり、ＴＡＢ２（表示基板１）および上刃３３４のいずれにも接触していない。このクッションシート３６０は、加圧時にＴＡＢ２（表示基板１）と上刃３３４との間に介在されて、両者に接触する。

また、クッションシート３６０を張り渡している上下ローラ３６１は、クッションシート機構３８０により高さ方向の位置を自在に変えることができる。つまり、上下ローラ３６１の高さ方向の位置を変えるクッションリール３６２は、クッションシート機構３８０により、クッションシート３６０の送り量を調節することができる。

図６は、ＴＡＢ２を表示基板１に本圧着する様子を示している。図６において、ＴＡＢ２は、ＩＣチップ５をＦＰＣ４の下面に搭載したＣＯＦタイプのＴＡＢとして例示している。ＴＡＢ２の下面には、回路端子が形成されており、長手方向の両側には、第１のＡＣＦ層３ａ_１および第２のＡＣＦ層３ａ_２が貼り付けられている。ＴＡＢ２は、第１のＡＣＦ層３ａ_１を表示基板１に仮圧着することにより、表示基板１の端子部に仮固定されている。

上刃３３４は、ヒータブロック３３６に固定されている。ヒータブロック３３６は、断熱セラミック３３５により断熱されて上刃フレーム３３３に固定されている。このヒータブロック３３６は、内部のヒータ３３７で加熱され、熱電対３３８により温調されている。

また、下刃３９１の側方には、上刃３３４からの赤外線輻射や気流による対流熱伝達を遮断するＴＡＢ側遮熱機構３４０Ａと、基板側遮熱機構３４０Ｂが配設されている。ＴＡＢ側遮熱機構３４０Ａ及び基板側遮熱機構３４０Ｂは、同一の構成であり、遮熱板（板状部材）３４１と、遮熱板３４１に圧縮空気を噴射するノズル３４２と、ノズル３４２に接続された圧空チューブ３４３を備えている。

遮熱板３４１は、例えば、アルミニウム鋼板やステンレス鋼板によって形成されている。アルミニウム鋼板は、赤外線の反射が期待でき、熱を拡散し易くて冷却が容易であるため、上刃３３４の輻射熱を遮断するための部材に好適である。なお、アルミニウム鋼板に陽極酸化処理を施すことにより、耐食性及び耐摩耗性を向上させることができる。また、ステンレス鋼板は、赤外線を反射しやすく熱を伝え難いため、上刃３３４の輻射熱を遮断するための部材に好適である。

ノズル３４２は、取付部３４５に取り付けられており、遮熱板３４１の上面に向けて空気を噴射する。圧空チューブ３４３には、電磁バルブ（不図示）が設けられている。この電磁バルブを開閉することで、図示しないエアタンク内の圧縮空気をノズル３４２へ送ったり、エアタンクからノズル３４２へ向かう空気を遮断したりすることができる。

図６に示すように、ＴＡＢ２を表示基板１に本圧着するには、ＴＡＢ２を仮圧着した表示基板１を下側から下刃３９１で支えつつ、上刃３３４で加圧する。上刃３３４により加圧されたＡＣＦ層３ａ_１は、例えば、１９０℃で５秒間加熱されて熱硬化する。

このとき、第２のＡＣＦ層３ａ_２は、ＴＡＢ側遮熱機構３４０Ａにより上刃３３４から隔てられており、上刃３３４からの赤外線輻射や気流による対流熱伝達により加熱されることが無い。その結果、ＡＣＦ層３ａ_２の熱変質が防止され、次のＰＣＢ基板６の圧着工程でＡＣＦ層３ａ_２を問題なく使用することができる。

［ソース本圧着ユニットの動作］
次に、ソース本圧着ユニット３００の動作について、図６〜図８を参照して説明する。
図７は、本圧着部３２０における遮熱板３４１の冷却姿勢を示す立面図である。図８は、本圧着部３２０が加圧状態になる直前の遮熱板３４１の姿勢を示す立面図である。
なお、図６〜図８では、クッションシート３６０を省略した。

図７に示す状態は、ソース本圧着ユニット３００（図２参照）に表示基板１が運び込まれる直前の状態である。この状態では、加圧ベース３２４（図５参照）が上に上がっており、上刃３３４は、下刃３９１から遠ざかっている。このとき、遮熱機構３４０Ａ，３４０Ｂは、退避姿勢（冷却姿勢）を取っている。遮熱機構３４０Ａ，３４０Ｂが退避姿勢のとき、遮熱板３４１は、取付部３４５とは反対側の先端が下方に向き、ノズル３４２は、圧空チューブ３４３から供給された加圧エアを冷却ガス８として遮熱板３４１に吹き付けている。

ここで冷却ガス８は、室温付近の常温であるため、高温の上刃３３４に冷却ガス８を吹き付けると温度ムラを生ずる恐れがある。したがって、ノズル３４２を上刃３３４から背けている。これにより。冷却ガス８が上刃３３４に直接吹き付いて、温度ムラを生じる心配は無い。なお、下刃３９１には回り込んだ多少の風が当たるが、下刃３９１の設定温度は上刃より低く常温に近いので影響は少ない。このように、常温の冷却ガス８で冷却することにより、遮熱板３４１の温度を常温付近に保つ。そして、本圧着中に遮熱板３４１を上刃３３４に近接させたときに、遮熱板３４１が帯熱することを防いでいる。

この後、冷却ガス８が止められ、図８に示すように、遮熱機構３４０Ａ，３４０Ｂは、遮熱板３４１が概ね水平になるように回動する。そして、ＴＡＢ２を仮圧着した表示基板１が下刃３９１に載置される。ここで遮熱板３４１は、ワークである表示基板１およびＴＡＢ２より上方にあり接触していないので、ワークを擦って傷を付ける心配は無い。また、冷却ガス８は止めているので、上刃３３４の刃先を冷やす心配は無い。

次に、図６に示すように、上刃フレーム３３３が降下することで、上刃３３４が押し下げられ、上刃３３４の刃先は、遮熱板３４１の隙間を抜けてＴＡＢ２（表示基板１）を加圧する。上刃３３４は、刃先温度が約２３０℃になっており、根元はさらに高温である。しかしながら、輻射熱が遮熱板３４１に遮られるため、表示基板１の表面に配置された熱で変色しやすい偏光フィルムや、ＴＡＢ２のＡＣＦ層３ａ_２（ＰＣＢ接続用）が変質する心配は無い。

また、この状態では、冷却ガス８を止めているため、遮熱板３４１の温度が上刃３３４からの輻射熱で僅かに昇温する。しかし、加圧時間は５秒から１０秒程度の短時間であり、遮熱板３４１は赤外線を反射するため、ＴＡＢ２に熱変質が生じることは無い。

再び図２に戻って、残りの実装プロセスの説明を続ける。ソース側本圧着が終了した表示基板１は、次にゲート搭載ユニット４００に搬送される。ゲート搭載ユニット４００では、表示基板１にゲート用のＴＡＢ２が仮圧着される。近年はゲート用のＴＡＢ２にＰＣＢ基板を接続しない場合が多いので、ゲート搭載ユニット４００のＡＣＦ貼付部４３０はＴＡＢ２の片側にＡＣＦ層３ａ_１を貼り付ける構造としている。また、ゲート側のＴＡＢ２は表示基板１の両側に設けられるため、途中で表示基板１の向きを１８０度変えて仮圧着を行う。そのため、方向転換のタイムロスは生じるがゲート側のＴＡＢ２の数が少ないのでユニット間のタクトバランスは取れる。

ゲート側のＴＡＢ２が搭載された表示基板１は、次に２台のゲート本圧着ユニット５００により順次、本圧着される。ゲート本圧着ユニット５００ではＡＣＦ層３ａ_２があるＴＡＢ２を用いないため、ＡＣＦ層３ａ_２用の遮熱機構は存在しない。なお、本圧着時間はＴＡＢ２の数が少なくても同じ時間の加圧加熱を要するため、タクトバランスを考慮すると、ゲート本圧着ユニット５００は２台必要となる。

ゲート本圧着ユニット５００における処理が終わると、ＰＣＢ接続ユニット６００において表示基板１にＰＣＢ基板６が接続される。ＰＣＢ接続ユニット６００は、ソース本圧着ユニット３００と同様の構成であり、背面にＰＣＢ供給部６２０を２セット設けた構造になっている。

ＰＣＢ接続ユニット６００のＰＣＢ移載部６４０は、ＰＣＢトレイ６３０からＰＣＢ基板６（図１参照）を取り出して、基準バー６０４に置かれた表示基板１のＴＡＢ２におけるＡＣＦ層３ａ_２に重ねる。そして、本圧着部６５０によってＴＡＢ２とＰＣＢ基板６との本圧着が行われる。ＴＡＢ２のＡＣＦ層３ａ_２はソース搭載ユニット２００で貼付済みであるため、当然ながら、ＰＣＢ接続ユニット６００には、ＡＣＦテープ３の貼付機構は不要である。

ＰＣＢ基板６の接続が終わった表示基板１は、搬送ステージ６０２により搬出ユニット７００に搬出される。

本実施例では、近年のパネル設計の趨勢から、ゲート側にＰＣＢ基板６を実装しない構造とした。つまり、ゲート搭載ユニット４００のＡＣＦ貼付部４３０は、ＴＡＢ２の片側にのみＡＣＦ層を貼り付ける構成とし、ゲート本圧着ユニット５００は、ＡＣＦ層を熱変位から保護する遮熱板を備えない構成とした。しかしながら、ゲート側にＰＣＢ基板６を実装する製品を混流する場合は、これらのユニットに、ソース搭載ユニット２００およびソース本圧着ユニット３００に準じて省略した機構を追加するとともに、ゲート側のＰＣＢ接続ユニットを設けるとよい。

以上本発明の第１の実施例を図１から図８を用いて説明したが、本発明はその趣旨を生かすため、以下のような変形も可能である。

２．第２の実施例
次に、本発明のＦＰＤモジュールの組立装置の第２の実施例について、図９を参照して説明する。
図９は、本発明の第２の実施例に係る本圧着部の遮熱板の冷却姿勢を示す立面図である。

本発明の第２の実施例は、第１の実施例のＦＰＤモジュール組立ライン１０と同様の構成を有している。本発明の第２の実施例が第１の実施例のＦＰＤモジュール組立ライン１０と異なる点は、ＴＡＢ側遮熱機構及び基板側遮熱機構にボルテックスチューブを設けた点である。

図９に示すように、本発明の第２の実施例に係るＴＡＢ側遮熱機構３５０Ａ及び基板側遮熱機構３５０Ｂは、遮熱板３４１の冷却を強化するため、ノズル３４２の後ろ側にボルテックスチューブ３４４を有している。

ボルテックスチューブ３４４は、圧空が供給されると、後端部から熱風を排気し、前端部からマイナス数十度の冷風を冷却ガス８として噴出する機構を有するチューブである。ボルテックスチューブ３４４の前端部からノズル３４２を介して噴出する冷却ガス８は、上述したように、常温より温度が低いため、漏れ広がった僅かな風が下刃３９１に当たっても、下刃３９１は温度むらを生じやすい。したがって、ノズル３４２は、遮熱板３４１において、待機姿勢で下刃３９１と反対側になる面に配置されている。

本実施例では、ボルテックスチューブ３４４を設けたことにより、極低温の冷却ガス８を使用することができる。これにより、遮熱板３４１は、短時間で室温より低くい温度まで冷却され、ＡＣＦ層３ａ_２などへの熱影響（熱変質）をより確実に回避できる。なお、極端な冷却により遮熱板３４１が露点に達すると、遮熱板３４１に結露が生じる可能性がある。そのため、冷却温度を適宜調整し、遮熱板３４１を露点以上の温度に保つことが好ましい。ただし、万一、遮熱板３４１の温度が下がりすぎた場合でも、遮熱板３４１がワーク（表示基板１やＴＡＢ２）に触れないため、結露や過冷却などの影響をワークに与える心配は少ない。

３．第３の実施例
次に、本発明のＦＰＤモジュールの組立装置の第３の実施例について、図１０を参照して説明する。
図１０は、本発明の第３の実施例に係る本圧着部の冷却板の加圧姿勢を示す立面図である。

上述した第１及び第２の実施例では、主に上刃３３４の輻射熱からＴＡＢ２を守ることを目的に遮熱板３４１を用いた。しかしながら、ＴＡＢ２が極端に扁平な場合は、ＴＡＢ２のベースフィルム（ＦＰＣ４）を伝達する熱の影響も大きくなる。そこで、極端に扁平なＴＡＢ２を実装する場合にも好適な機構となるように、第３の実施例は、遮熱板３４１に替わって冷却板（冷却部材）３４６を用いたＴＡＢ側冷却機構３５１Ａ及び基板側冷却機構３５１Ｂを備えている。

冷却板３４６は、アルミ製の板体を加工して、図１０に示すように、先端が平坦に仕上げられた楔形に形成されている。この冷却板３４６先端部を表示基板１およびＴＡＢ２の表面に接触させることで、表示基板１およびＴＡＢ２自体に伝わる熱を外部に引き出してＡＣＦ層３ａ_２などへの熱影響（熱変質）を避けることができる。

冷却板３４６は、ワークに接触するため、過冷却や熱を帯びることは好ましくない。そこで、冷却板３４６の内部にノズル（不図示）を配置し、常温の圧空を常に吹き付けて冷却板３４６を常温に保っている。本実施例は、上刃３３４の輻射熱を冷却板３４６によって遮ることができるため、ＴＡＢ２が極端に扁平ではない場合にも適用できるが、ＴＡＢ２の厚みが厚くて熱を横に伝え易いため、ワーク自体を伝わる熱の影響も無視できない場合に効果が大きい。

４．第４の実施例
次に、本発明のＦＰＤモジュールの組立装置の第４の実施例について、図１１を参照して説明する。
図１１は、本発明の第４の実施例に係る本圧着部の遮熱板と反り矯正板の加圧姿勢を示す立面図である。

本発明の第４の実施例は、ＴＡＢ２が上刃３３４に近接しないように保つ例である。ＴＡＢ２の反り癖が大きく、ＴＡＢ２のＡＣＦ層３ａ_２側の端部が跳ね上がると、上刃３３４に接近したＡＣＦ層３ａに熱変質が生じる場合がある。そこで、第４の実施例は、ＴＡＢ側遮熱機構３４０Ａの替わりに、反り矯正板（押し当て部材）３４７を有するＴＡＢ側矯正機構３５２を備え、ＴＡＢ２の跳ね上がりを防止する。

図１１に示すように、反り矯正板３４７は、圧着状態でＴＡＢ２に軽く触れる位置にあり、上に反る癖があるＴＡＢ２を下に押し下げる。この反り矯正板３４７は、多少の熱を帯びても問題が無いため、冷却用のノズル３４２を設ける必要が無く、待機時に下向きに姿勢変更する必要も無い。その結果、駆動機構を大幅に簡略化できるという利点がある。

なお、ＴＡＢ２は、品種やロットによって反り癖が上反りになる場合も、下反りになる場合もある。下反りになる場合は、この実施例の効果は低いが、反り矯正板３４７の遮熱板としての効果は期待できる。

５．第５の実施例
次に、本発明のＦＰＤモジュールの組立装置の第５の実施例について、図１２を参照して説明する。
図１２は、本発明の第５の実施例のＦＰＤモジュール組立ライン全体を示すフロアレイアウト図である。

図１２に示すように、第５の実施例のＦＰＤモジュール組立ライン１１は、受け入れユニット１００、ソースゲート搭載ユニット８００、ソースゲート本圧着ユニット９００、ＰＣＢ接続ユニット６００および搬出ユニット７００を備えている。

ソースゲート搭載ユニット８００は、ソース搭載ユニット２００（図２参照）と同様に、搬送レール８０１、搬送ステージ８０２、フレーム８０３、基準バー８０４、ＴＡＢ供給部８２０、ＡＣＦ貼付部８３０、ソース側の搭載部８８０を有している。さらに、ソースゲート搭載ユニット８００は、表示基板１（図１参照）の短辺側を支える基準バー８０５と、左右に配置されたゲート側の搭載部８９０とを有しており、３方向からそれぞれのＴＡＢ２を同時に搭載して仮圧着可能に構成されている。

ソースゲート搭載ユニット８００におけるゲート側のＴＡＢ搭載は、ＴＡＢ２の搬送距離が長くなる。しかしながら、ゲート側のＴＡＢ２は搭載数が少ないため、予め打ち抜きとＡＣＦ貼付をして左右に搬送しておくことでタクトタイムの遅れを少なくすることができる。

ソースゲート本圧着ユニット９００は、ソース本圧着ユニット３００（図２参照）と同様に、搬送レール９０１、搬送ステージ９０２、フレーム９０３、基準バー９０４、ソース側の本圧着部９２０を有している。さらに、ソースゲート本圧着ユニット９００は、左右に配置されたゲート側の本圧着部９３０を有しており、３方向からそれぞれのＴＡＢ２を同時に本圧着可能に構成されている。

このソースゲート本圧着ユニット９００では、ゲート側の本圧着部９３０が左右方向へ移動する必要があるが、最もタクトタイムの長い本圧着プロセスを同時に実施できるため、全体のアラウンドタイムを短くすることができるという利点がある。本実施例では、機構が複雑になるが、第１〜第４の実施例に比べてユニット数が少なくなり、フレームや搬送ステージの数を削減することができる。その結果、装置コストを削減できるという利点がある。

１…表示基板、 ２…ＴＡＢ、 ３…ＡＣＦテープ、 ３ａ…ＡＣＦ層、 ３ａ_１…第１のＡＣＦ層３ａ、 ３ａ_２…第２のＡＣＦ層、 ３ｂ…ベースフィルム、 ４…ＦＰＣ、 ５…ＩＣチップ、 ６…ＰＣＢ基板、 ７…ＦＰＤモジュール、 ８…冷却ガス、 １０，１１…ＦＰＤモジュール組立ライン、 １００…受け入れユニット、 １０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１，９０１…搬送レール、 １０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２，８０２，９０２…搬送ステージ、 １０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３，７０３，８０３，９０３…フレーム、 ２００…ソース搭載ユニット、 ２０４，３０４，４０４，５０４，６０４，８０４，８０５，９０４…基準バー、 ２２０，８２０…ＴＡＢ供給部、 ２３０，８３０…ＡＣＦ貼付部、 ２８０，８８０，８９０…搭載部、 ３００…ソース本圧着ユニット、 ３２０，９２０，９３０…本圧着部、 ３３０…本圧着ヘッド、 ３３１…エアシリンダ、 ３３２…加圧ロッド、 ３３３…上刃フレーム、 ３３４…上刃、 ３３５…断熱セラミック、 ３３６…ヒータブロック、 ３３７…ヒータ、 ３３８…熱電対、 ３４０Ａ，３５０Ａ…ＴＡＢ側遮熱機構、 ３４０Ｂ，３５０Ｂ…基板側遮熱機構、 ３４１…遮熱板（板状部材）、 ３４２…ノズル、 ３４３…圧空チューブ、 ３４４…ボルテックスチューブ、 ３４５…取付部、 ３４６…冷却板（冷却部材）、 ３４７…反り矯正板（押し当て部材）、 ３５１Ａ…ＴＡＢ側冷却機構、 ３５１Ｂ…基板側冷却機構、 ３５２…ＴＡＢ側矯正機構、 ３９０…下刃台、 ３９１…下刃、 ４００…ゲート搭載ユニット、 ４３０…ＡＣＦ貼付部、 ５００…ゲート本圧着ユニット、 ６００…ＰＣＢ接続ユニット、 ７００…搬出ユニット、 ８００…ソースゲート搭載ユニット、 ９００…ソースゲート本圧着ユニット

Claims (10)

1. ＴＡＢの長手方向の一側に第１のＡＣＦ層を貼付けるとともに、前記ＴＡＢの長手方向の他側に第２のＡＣＦ層を貼付けるＡＣＦ貼付け部と、
   前記第１のＡＣＦ層を介して前記ＴＡＢを表示基板に熱圧着する圧着ヘッドと、
   前記圧着ヘッドの熱影響から前記ＴＡＢの前記第２のＡＣＦ層を保護する保護機構と、
   を備えることを特徴とするＦＰＤモジュールの組立装置。
2. 前記保護機構は、前記圧着ヘッドと前記ＴＡＢとの間に介在される板状部材と、前記板状部材に気体を噴出する空冷ノズルとを有する遮熱機構であることを特徴とする請求項１記載のＦＰＤモジュールの組立装置。
3. 前記空冷ノズルは、ボルテックスチューブを用いた冷却ガスを噴出することを特徴とする請求項２記載のＦＰＤモジュールの組立装置。
4. 前記保護機構は、空冷機能を有する冷却部材を前記ＴＡＢに押し当てることで伝達熱を吸収する冷却機構であることを特徴とする請求項１記載のＦＰＤモジュールの組立装置。
5. 前記保護機構は、前記ＴＡＢに押し当て部材を押し当てることで前記ＴＡＢの反りを矯正する矯正機構であることを特徴とする請求項１記載のＦＰＤモジュールの組立装置。
6. ＴＡＢの長手方向の一側に第１のＡＣＦ層を貼付けるとともに、前記ＴＡＢの長手方向の他側に第２のＡＣＦ層を貼付けるＡＣＦ貼付け工程と、
   前記第１のＡＣＦ層を介して前記ＴＡＢを表示基板に圧着ヘッドで熱圧着するとともに、保護機構により前記圧着ヘッドの熱影響から前記第２のＡＣＦ層を保護する圧着工程と、
   前記ＴＡＢの長手方向の他側に貼り付けられた前記ＡＣＦ層に基板を実装する基板実装工程と、
   を有するＦＰＤモジュールの組立方法。
7. 前記圧着工程では、空冷ノズルを有する板状部材を用いて、前記ＴＡＢの前記第２のＡＣＦ層を遮熱して該第２のＡＣＦ層を熱影響から保護することを特徴とする請求項６記載のＦＰＤモジュールの組立方法。
8. 前記第２のＡＣＦ層の遮熱は、常温より冷たい冷却ガスで冷却した板状部材を用いることを特徴とする請求項７記載のＦＰＤモジュールの組立方法。
9. 前記圧着工程では、空冷機能を有する冷却部材を前記ＴＡＢに押し当てて伝達熱を吸収し、前記第２のＡＣＦ層を熱影響から保護することを特徴とする請求項６記載のＦＰＤモジュールの組立方法。
10. 前記圧着工程では、押し当て部材を前記ＴＡＢに押し当てて前記ＴＡＢの反りを矯正し、前記第２のＡＣＦ層を熱影響から保護することを特徴とする請求項６記載のＦＰＤモジュールの組立方法。

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