專利名稱：熱壓接裝置和熱壓接方法
技術領域：
本發明涉及在利用TCP(Tape Carrier Package)制造從外部驅動系統向顯示單元進行信號輸入的平面顯示裝置時，為在顯示單元的周邊部裝置TCP等的熱壓接裝置及其方法。
背景技術：
液晶顯示裝置由排列象素形成圖象顯示區域的液晶單元以及將圖象信號和其他驅動信號輸入到該液晶單元的驅動電路構成。從該驅動電路向液晶單元的驅動信號輸入，通過設置在液晶單元周邊部的連接部進行。一般來說，在該周邊部，配置多個按規定定時控制輸入信號并生成輸出信號的驅動IC芯片。
將驅動IC芯片裝配在液晶單元上的方式，有直接裝載驅動IC芯片的COG(Chip On Glass)方式，但大多采用利用TCP的方式。
如
圖16、17所示，所謂TCP3，通常是在聚酰亞胺等的絕緣薄膜9上形成布線圖形而組成的矩形小片狀撓性印刷電路板(FPC)上，裝載驅動IC芯片6。
沿TCP3的矩形狀一邊設置多個輸出側端子7，在與其對向的一邊設置多個輸入側端子。各TCP3的輸出側端子7與液晶單元1周邊的連接凸緣8進行機械和電連接。
沿各TCP3輸入側一邊的部分，用焊錫與驅動輸入用印刷電路板(以下稱PCB)2進行機械和電連接。
TCP的輸出側端子7的部分與液晶單元1的連接凸緣8的連接，由于這些端子群的端子間距狹窄，一般是通過各向異性導電膜來進行。所謂各向異性導電膜，是在熱固性或熱塑性樹脂膜中，分散導電性粒子，在受到熱壓接的地方，實現夾住樹脂膜的端子間的電導通。作為各向異性導電膜，為了作業工序上方便，一般采用作為帶狀薄膜供給的各向異性導電膜(ACFAnisotropic Conductive Film)。
向液晶單元1的玻璃基板5周邊部和PCB2的TCP3的裝配，在使用ACF4的情況下，可按下述(1)～(5)的工序進行。圖17是表示這些工序的模式圖。
(1)ACF4貼在液晶單元1的周邊部。
(2)用預備加熱頭71對ACF4進行預備加熱。
(3)如圖10所示，用CCD106等將各TCP3的輸出側端子7和液晶單元1上的連接凸緣8進行位置接合后，進行TCP3的試壓接。
(4)用加熱工具111，進行TCP3的正式壓接。
(5)用錫焊加熱頭172，由錫焊連接TCP3的輸入側端子群和驅動輸入用PCB2上的端子群。
如上所述，可將TCP3安裝在液晶單元1上，當產品是不合格產品時，也可以取出TCP3，進行修復作業。
該修復作業的方法是用烙鐵使ACF4過熱，剝離TCP3后，為了去掉殘留的ACF4，用有機溶劑擦蹭連接凸緣8后，再對該連接凸緣8進行最后擦拭。
在修理產品的不良部分之后，再按上述說明的方法安裝新的TCP。
在上述(4)的正式壓接工序中，為了可靠進行TCP3的輸出側端子7和液晶單元1的連接凸緣8的連接，熱壓接裝置的加熱頭111和形成液晶單元1的連接凸緣8的玻璃基板5必須相互精密平衡。也就是，加熱頭111的壓接面和液晶單元1的載置臺之間的平行度的情況必須充分。通常，平行度由加熱頭111的壓接面和玻璃基板5的間隔最小處與最大處之間的感覺值之差來表示。該值越小，則平行的程度越高。ACF采用的導電粒子直徑，典型燒制時是5-6μm，此時平行度值必須約5μm以內。
然而，最新的液晶顯示裝置，為了達到薄型化要求，還必須對玻璃廠商提供的玻璃基板5進行拋光。也就是，在裝配液晶單元1之后，還對液晶單元1的表面和背面進行拋光，使其厚度變薄。
具體地說，已往玻璃基板的厚度是1.1mm到0.7mm，其厚度偏差最多為5μm以下。但是，對該玻璃基板5進行拋光，最近其厚度為0.8mm到0.4mm。由此，由于這樣的拋光，其厚度偏差度變大，該偏差變為40μm。
因此，在利用ACF4將TCP3連接到液晶單元1時，由于厚度偏差大，則ACF4為漂浮狀態，在連接凸緣8和輸出側端子7之間會發生接觸不良問題。
在進行上述修復作業時，對于再次安裝了TCP3的液晶單元1，修復作業時的污染物附著在連接凸緣8附近，有電連線斷開、連線缺陷不良和動作不良等對圖象質量產生不好的影響的場合。
這是由于修復作業時作業者的汗和其他污染物(主要是離子類污染物)附著在連接凸緣8上，在其上配置ACF4，疊層TCP3。
當利用含有這些污染物的ACF4對連接凸緣8和TCP3的輸出端子進行熱壓接時，在積存了熔融的ACF4的連接凸緣8的基部側，由于污染物凝集，與其他部分比較，加速了連接凸緣8的金屬腐蝕，有時連接凸緣8斷線。
發明內容
針對上述問題，本發明提供了一種即使用于平面顯示裝置的玻璃基板厚度的偏差稍大，也能可靠地將TCP等布線體與顯示單元連接的熱壓接裝置及其方法。
本發明還提供了一種在進行修復作業時，即使在連接凸緣表面存在污染物的狀態下用ACF熱壓接TCP等布線體時，也可以不引起連接凸緣的金屬腐蝕的熱壓接裝置及其方法。
本發明的第1發明的熱壓接裝置，將平面顯示裝置的顯示單元載置到載置臺上，通過各向異性導電膜利用加熱工具，從上方對在上述顯示單元周邊部的連接凸緣群和薄片狀布線體的端子群進行熱壓接，其特征是按壓在上述加熱工具的上述布線體的按壓部被分割為多個，設有將上述被分割的各按壓部移動到下方的移動部件。
本發明的第2發明的熱壓接裝置，將平面顯示裝置的顯示單元載置到載置臺上，通過各向異性導電膜利用加熱工具。從上方對在上述顯示單元周邊部的連接凸緣群和薄片狀布線體的端子群進行熱壓接，其特征是按壓在上述加熱工具的上述布線體的按壓部由滾狀體構成。
本發明的第3發明的熱壓接方法，通過各向異性導電膜利用加熱工具，從上方對在平面顯示裝置的顯示單元周邊部的連接凸緣群和薄片狀布線體的端子群進行熱壓接，其特征是上述加熱工具的按壓部沿上述連接凸緣群的配置方向被分割，在由上述被分割的中央部分按壓部按壓上述端子群后，由夾住上述中央部分按壓部的兩側按壓部順序按壓上述端子群。
本發明的第4發明的熱壓接方法，通過各向異性導電膜利用加熱工具，從上方對在平面顯示裝置的顯示單元周邊部的連接凸緣群和薄片狀布線體的端子群進行熱壓接，其特征是上述加熱工具的按壓部沿上述連接凸緣群的長方向被分割，在由上述連接凸緣基部側的按壓部按壓上述端子群后，向上述連接凸緣的端部，上述被分割的按壓部順序進行按壓本發明的第5發明的熱壓接方法，通過各向異性導電膜利用加熱工具，從上方對在平面顯示裝置的顯示單元周邊部的連接凸緣群和薄片狀布線體的端子群進行熱壓接，其特征是上述加熱工具的按壓部由滾狀體構成，從上述連接凸緣的基部側向上述連接凸緣的端部側轉動上述滾狀體，按壓上述端子群。
若采用本發明的第1發明的熱壓接裝置，由于按壓布線體的按壓部被分割為多個，則可控制加熱工具的按壓力分布。該被分割的按壓部可用彈簧等彈性構件與主按壓部連接。若在布線體的寬方向分割按壓部，則能控制寬方向的按壓力分布，可吸收基板的彎曲進行熱壓接，即使基板薄型化也能得到良好的連接。
若在布線體的長方向分割按壓部，則能控制長方向的按壓力分布，若從雜質容易凝集的連接凸緣的基部側按壓，則在該區域雜質不凝集可抑制金屬腐蝕。
若采用本發明的第2發明的熱壓按裝置，由于按壓在加熱工具的上述布線體的按壓部由滾狀體構成，則通過從連接凸緣基部側按壓布線體，可以在連接凸緣的基部側抑制雜質凝集。
若采用本發明的第3發明的熱壓接方法，由于加熱工具的按壓部沿連接凸緣群的配置方向分割，在由分割端子群的中央部分按壓部按壓后，再由夾住上述中央部分按壓部的兩側按壓部順序按壓端子群，則能控制在布線體寬方向的按壓力分布，可以吸收基板的彎曲進行熱壓接，即使基板薄型化也能得到良好的連接。
若采用本發明的第4發明的熱壓接方法，由于加熱工具的按壓部沿連接凸緣群的長方向分割，在由連接凸緣基部側的按壓部按壓端子群后，向上述連接凸緣的端部，上述被分割的按壓部順序按壓，通過從連接凸緣的基部側按壓布線體，則可在連接凸緣的基部側抑制雜質的凝集。
若采用本發明的第5發明的熱壓接方法，加熱工具的按壓部由滾狀體構成，由于從連接凸緣的基部側向連接凸緣的端部轉動滾狀體對端子群進行按壓，則通過從連接凸緣的基部側按壓布線體，可在連接凸緣的基部側抑制雜質的凝集。
附圖的簡單說明圖1是表示本發明第1實施例的熱壓接裝置的斜視圖。
圖2是表示加熱頭內部構造的正面圖。
圖3是圖2的A-A線剖面圖。
圖4是進行熱壓接前的狀態說明圖。
圖5是進行熱壓接中途的說明圖。
圖6是熱壓接裝置10的方框圖。
圖7是第2實施例的加熱頭16的構造。
圖8是表示第3實施例的加熱工具20分割狀態的底面圖。
圖9是表示第4實施例的加熱工具20分割狀態的底面圖。
圖10是表示圖1的熱壓接裝置變形例的圖。
圖11是說明第5實施例熱壓接工序的圖。
圖12是說明第5實施例熱壓接工序的圖。
圖13是說明第5實施例熱壓接工序的圖。
圖14是表示第6實施例熱壓接裝置的圖。
圖15是表示第7實施例熱壓接裝置的圖。
圖16是表示液晶單元和TCP位置接合狀態的斜視圖。
圖17是表示TCP的組裝狀態的工序圖。
具體實施例方式
發明的實施例(第1實施例)以下，根據圖1到圖6說明本發明第1實施例的熱壓接裝置10。
(1)熱壓接裝置10的構成熱壓接裝置10，為了對液晶顯示裝置的液晶單元1的連接凸緣8和TCP3的輸出端子7進行電和機械連接，通過ACF4實行熱壓接。
圖1是熱壓接裝置10的斜視圖。
該熱壓接裝置10由載置液晶單元1的載置臺12、從該載置臺12的一邊立設的支持部14、吊掛在該支持部14的加熱頭16構成，加熱頭16通過設置在支持部14內部的馬達驅動的移動裝置18向下方移動。在以下的說明中，如圖1所示，沿信號線驅動側的方向稱為X軸方向，沿掃描線驅動側的方向稱為Y軸方向，高方向稱為Z軸方向。
圖2表示加熱頭16的內部構造，圖3是圖2的A-A剖面圖。
加熱頭16中，在每個TCP3設置加熱工具20，各加熱工具20由多個按壓部22構成。在加熱工具20的上方配置主按壓部24。該主按壓部24的下面，通過壓縮時的長度相同，中央長越向外側越短的彈性構件的彈簧，與加熱工具20的各按壓部22連接。
該彈性構件由使用相同長度構件形成相同卷數的彈簧構成，使非壓縮時的彈簧全長不同，也就是，采用從中央越向外側越壓縮的彈簧。這樣，全部按壓部按壓時，控制為均等的壓力。
各主按壓部的構造是連為一體并由移動裝置18的移動柱19支持，作為一體向下方移動。加熱工具20通過加熱加熱頭16，從200℃加熱到300℃。也就是，在由金屬等熱傳導體構成的加熱頭16中，內裝加熱器，通過與加熱工具20的各按壓部22側面接觸，加熱按壓部22。如圖10所示，也可以將加熱按壓部22的熱源與加熱頭16主體分離，設置接觸各按壓部22側面并圍成框架狀的加熱頭200。也可以在各按壓部22內部裝置加熱器。
下面根據圖3說明按壓部22的構成。
如上所述，加熱工具20被分割在多個按壓部22，其狀態如圖3所示，沿液晶單元1的連接凸緣8的配置方向分割。也就是，形成沿TCP3矩形的一邊方向分割的狀態。圖3中，為了說明簡單，連接凸緣8僅為8個，實際上有多個連接凸緣8。
圖6是表示熱壓接裝置10的電系統的方框圖。
如圖6所示，熱壓接裝置10在由計算機構成的控制裝置26上連接移動裝置18的馬達28、加熱加熱頭16的加熱裝置30、CCD等構成的位置接合裝置32。
(2)熱壓接方法根據圖4和圖5說明上述構成的熱壓接裝置10的熱壓接方法。
在載置臺12上載置液晶單元1。這時，液晶單元1的玻璃基板5被拋光到膜厚0.5mm，厚度偏差為40μm。
如圖4所示，使用位置接合裝置32等通過ACF4，在對TCP3的輸出側端子7和液晶單元1的連接凸緣8進行位置接合的狀態下，試壓接。
然后，控制裝置26將移動裝置18移動到下方。于是，主按壓部24移動到下方，在多個彈簧34吊掛的各按壓部22也移動到下方，在TCP3上面進行接觸按壓。這時，主按壓部24的臨時表面為中央部向下方突出的狀態，分割的按壓部22的表面為中央部向下方突出的狀態，在分割的按壓部22中，首先位于中央部分的按壓部22對液晶單元1按壓TCP3，通過ACF4，該位置的輸出端子7和連接凸緣8進行電和機械連接。
如圖5所示，當主按壓部24移動到下方時，按壓部22從中央部順序向兩側按壓TCP3，再順序向兩側對TCP3的輸出側端子7和液晶單元1的連接凸緣8進行熱壓接。在全部按壓部22按壓TCP3的狀態下，控制按壓部22的中央壓力為均等。
當熱壓接結束時，控制裝置26使加熱頭16上升，熱壓接工序結束。
若是上述熱壓接方法，首先，由于從中央部分向兩側順序進行熱壓接，則液晶單元1和TCP3不產生位置偏移，可在所定位置正確地進行熱壓接。
并且，由于按壓部22為分割狀態，即使液晶單元1的玻璃基板5上有些偏差，因為按壓部22的各個按壓TCP3的輸出端子7，則ACF4內的導電粒子被壓碎，能夠可靠地進行電和機械的熱壓接。
(第2實施例)第1實施例中，用彈簧34分別連接主按壓部24和各按壓部22，但也可以用以下構造予以代替。
如圖7所示，在主按壓部24的下方，設置在袋體36中收納流動體38的彈性構件40，在該彈性構件40的下方設置分割的按壓部22。
該構造中，當主按壓部24移動到下方時，通過彈性構件40，各按壓部22其中央部分先按壓TCP3，進行熱壓接。
(第3實施例)上述實施例中，沿連接凸緣8的布線方向也就是TCP3的輸出側端子7的配置側將按壓部22分割為帶狀，然而如圖8所示，也可以是分割為格子狀的加熱工具20。
然后，形成分別按壓該分割的按壓部22的構造。
若是這種構造，可以按照玻璃基板5的厚度更精細地熱壓接TCP3。
(第4實施例)第1實施例中，沿著連接凸緣8的布線方向也就是輸出側端子7的布線方向分割按壓部22，但在本實施例，如圖9所示，在與這些配線傾向的方向分割加熱工具20構成按壓部22。
若是這樣分割的構造，由于形成了相對于各連接凸緣8傾斜、而且在與布線方向正交的方向鄰接的按壓部22，則可用1個按壓部22進行多個布線間的連接，能夠更可靠地進行熱壓接。即使存在未動作的按壓部22，鄰接的其他按壓部22也可以進行壓接，進一步提高了制造的成品率。
各按壓部22也可以分離配置。
(變更例1)上述實施例中，是在液晶單元1上連接TCP3的構造，然而即使在液晶單元1上連接撓性基板(FPC)取代其的情況下，也可適用該熱壓接裝置10。
(變更例2)不限于液晶顯示裝置，對于有機EL顯示裝置等一般顯示裝置也能適用。
(變更例3)也可以由計算機控制，進行各按壓部的上下移動。
(第5實施例)用圖11至圖13說明本實施例的熱壓接裝置和熱壓接方法。本實施例的熱壓接裝置與圖1所示第1實施例的不同點是第1實施例中，按壓部在按壓的布線的寬方向分割，而本實施例中，按壓部在按壓的布線的長方向分割。
第1工序是將液晶單元1載置在載置臺12上。該載置的液晶單元1可以是裝配后首次安裝TCP3的產品，也可以是修復作業后進行修理的產品。
第2工序是利用位置接合裝置32進行液晶單元1的連接凸緣8和TCP3的輸出端子7的位置接合。圖11是進行該位置接合的狀態。
第3工序是由移動裝置18將支持柱19移動支下方(Z軸方向)，當將加熱頭16移動到下方時，主按壓部24也移動到下方，在彈簧34吊掛的各按壓部22也移動到下方。然后，分割的按壓部22中，首先，位于連接凸緣8基部側(相對于液晶單元1端邊的內側)的按壓部22按壓TCP3(圖12的狀態)，此后，向連接凸緣8的端部側，按壓部22順序按壓TCP3。這時，通過彈性構件彈簧34，按壓部22可沿TCP3的表面按壓TCP3。當從連接凸緣8的基部側向端部側按壓時，溶化的ACF從連接凸緣8的基部側滾向端部側，ACF4的溢出部分到達連接凸緣8的端部側。接著，最端部的按壓部22按壓TCP3，TCP3的熱壓接工序結束。這時，ACF4積存在連接凸緣8的端部側，而不積存在連接凸緣8的基部側(圖13)。
第4工序是由移動裝置18提升加熱頭16，熱壓接工序結束。
若采用本實施例的熱壓接方法，由于ACF4積存在連接凸緣8的端部側，而不積存在基部側，則連接凸緣8的基部側不會引起金屬腐蝕。因此，不會發生已往的顯示不良。
(第6實施例)根據圖14說明第6實施例。
第5實施例中，使用彈簧34作為彈性構件，但如圖14所示，可用在袋體36中收納流動體38的彈性體40代替。
使用該彈性體40，.沿連接凸緣8的長方向分割的按壓部22可以順序按壓TCP3。
(第7實施例)根據圖15說明第7實施例。
第5實施例中，用分割加熱工具20的按壓部22按壓TCP3，但在本實施例中，用圖15所示加熱的滾狀體按壓TCP來代替。該滾狀體的加熱，與圖1所示熱壓接裝置一樣，將加熱器內裝于由金屬等熱傳導體構成的加熱頭16中，可以通過與滾狀體側面接觸進行，也可以將加熱器內裝于滾狀體中。
用加熱的滾狀體42按壓TCP3的方法是由滾狀體42按壓位于連接凸緣8基部側的CTP3，此后，一邊向連接凸緣8端部側轉動滾狀體42一邊按壓TCP3。
這樣，在利用ACF4進行TCP3熱壓接時，與第5實施例一樣，ACF4在連接凸緣8的端部側擠出，污染物也同樣凝集在連接凸緣8的端部側。
因此，可防止連接凸緣8的金屬腐蝕，不會發生顯示不良。
本發明中，構成加熱工具有按壓部被分割為多個，每個分割的按壓部可按壓TCP等布線體。
通過在布線體寬方向分割按壓部，即使構成顯示單元的玻璃基板厚度有些偏差，也能可靠地按壓布線體，進行電和機械連接。通過在布線體長方向分割按壓部，可以防止ACF的污染物凝集在連接凸緣的基部側，防止金屬腐蝕等不良情況的發生。
權利要求
1.一種熱壓接裝置，將平面顯示裝置的顯示單元載置到載置臺上，通過各向異性導電膜使用加熱工具，從上方對位于上述顯示單元周邊部的連接凸緣群和薄片狀布線體的端子群進行熱壓接，其特征是對上述加熱工具的上述布線體進行按壓的按壓部由滾狀體構成。
2.一種熱壓接方法，通過各向異性導電膜使用加熱工具，從上方對位于平面顯示裝置的顯示單元周邊部的連接凸緣群和薄片狀布線體的端子群進行熱壓接，其特征是上述加熱工具的按壓部由滾狀體構成，從上述連接凸緣的基部側向上述連接凸緣的端部側轉動上述滾狀體，按壓上述端子群。
全文摘要
本發明提供一種即使用于液晶顯示裝置的玻璃基板厚度的偏差稍大些，也能可靠地將TCP等布線體與顯示單元連接的熱壓接方法及裝置。將平面顯示裝置的顯示單元載置到載置臺上，通過各向異性導電膜使用加熱工具，從上方對位于上述顯示單元周邊部的連接凸緣群和薄片狀布線體的端子群進行熱壓接，其特征是對上述加熱工具的上述布線體進行按壓的按壓部由滾狀體構成。
文檔編號G02F1/1345GK1607425SQ20041008587
公開日2005年4月20日 申請日期2002年12月25日 優先權日2001年12月25日
發明者越前谷清行, 富山秀樹, 池上公一 申請人:株式會社東芝