热压接装置和热压接方法.pdf

本发明提供一种即使用于液晶显示装置的玻璃基板厚度的偏差稍大些，也能可靠地将TCP等布线体与显示单元连接的热压接方法及装置。将平面显示装置的显示单元载置到载置台上，通过各向异性导电膜使用加热工具，从上方对位于上述显示单元周边部的连接凸缘群和薄片状布线体的端子群进行热压接，其特征是：对上述加热工具的上述布线体进行按压的按压部由滚状体构成。

1.  一种热压接装置，将平面显示装置的显示单元载置到载置台上，通过各向异性导电膜使用加热工具，从上方对位于上述显示单元周边部的连接凸缘群和薄片状布线体的端子群进行热压接，其特征是：
对上述加热工具的上述布线体进行按压的按压部由滚状体构成。

2.  一种热压接方法，通过各向异性导电膜使用加热工具，从上方对位于平面显示装置的显示单元周边部的连接凸缘群和薄片状布线体的端子群进行热压接，其特征是：
上述加热工具的按压部由滚状体构成，
从上述连接凸缘的基部侧向上述连接凸缘的端部侧转动上述滚状体，按压上述端子群。

热压接装置和热压接方法
本发明是就申请日为2002年12月25日、申请号为“02152844.0”、发明名称为“热压接装置和热压接方法”的发明申请所作的分案申请。
技术领域
本发明涉及在利用TCP(Tape Carrier Package)制造从外部驱动系统向显示单元进行信号输入的平面显示装置时，为在显示单元的周边部装置TCP等的热压接装置及其方法。
背景技术
液晶显示装置由排列象素形成图象显示区域的液晶单元以及将图象信号和其他驱动信号输入到该液晶单元的驱动电路构成。从该驱动电路向液晶单元的驱动信号输入，通过设置在液晶单元周边部的连接部进行。一般来说，在该周边部，配置多个按规定定时控制输入信号并生成输出信号的驱动IC芯片。
将驱动IC芯片装配在液晶单元上的方式，有直接装载驱动IC芯片的COG(Chip On Glass)方式，但大多采用利用TCP的方式。
如图16、17所示，所谓TCP3，通常是在聚酰亚胺等的绝缘薄膜9上形成布线图形而组成的矩形小片状挠性印刷电路板(FPC)上，装载驱动IC芯片6。
沿TCP3的矩形状一边设置多个输出侧端子7，在与其对向的一边设置多个输入侧端子。各TCP3的输出侧端子7与液晶单元1周边的连接凸缘8进行机械和电连接。
沿各TCP3输入侧一边的部分，用焊锡与驱动输入用印刷电路板(以下称PCB)2进行机械和电连接。
TCP的输出侧端子7的部分与液晶单元1的连接凸缘8的连接，由于这些端子群的端子间距狭窄，一般是通过各向异性导电膜来进行。所谓各向异性导电膜，是在热固性或热塑性树脂膜中，分散导电性粒子，在受到热压接的地方，实现夹住树脂膜的端子间的电导通。作为各向异性导电膜，为了作业工序上方便，一般采用作为带状薄膜供给的各向异性导电膜(ACF：Anisotropic Conductive Film)。
向液晶单元1的玻璃基板5周边部和PCB2的TCP3的装配，在使用ACF4的情况下，可按下述(1)～(5)的工序进行。图17是表示这些工序的模式图。
(1)ACF4贴在液晶单元1的周边部。
(2)用预备加热头71对ACF4进行预备加热。
(3)如图10所示，用CCD106等将各TCP3的输出侧端子7和液晶单元1上的连接凸缘8进行位置接合后，进行TCP3的试压接。
(4)用加热工具111，进行TCP3的正式压接。
(5)用锡焊加热头172，由锡焊连接TCP3的输入侧端子群和驱动输入用PCB2上的端子群。
如上所述，可将TCP3安装在液晶单元1上，当产品是不合格产品时，也可以取出TCP3，进行修复作业。
该修复作业的方法是：用烙铁使ACF4过热，剥离TCP3后，为了去掉残留的ACF4，用有机溶剂擦蹭连接凸缘8后，再对该连接凸缘8进行最后擦拭。
在修理产品的不良部分之后，再按上述说明的方法安装新的TCP。
在上述(4)的正式压接工序中，为了可靠进行TCP3的输出侧端子7和液晶单元1的连接凸缘8的连接，热压接装置的加热头111和形成液晶单元1的连接凸缘8的玻璃基板5必须相互精密平衡。也就是，加热头111的压接面和液晶单元1的载置台之间的平行度的情况必须充分。通常，平行度由加热头111的压接面和玻璃基板5的间隔最小处与最大处之间的感觉值之差来表示。该值越小，则平行的程度越高。ACF采用的导电粒子直径，典型烧制时是5-6μm，此时平行度值必须约5μm以内。
然而，最新的液晶显示装置，为了达到薄型化要求，还必须对玻璃厂商提供的玻璃基板5进行抛光。也就是，在装配液晶单元1之后，还对液晶单元1的表面和背面进行抛光，使其厚度变薄。
具体地说，已往玻璃基板的厚度是1.1mm到0.7mm，其厚度偏差最多为5μm以下。但是，对该玻璃基板5进行抛光，最近其厚度为0.8mm到0.4mm。由此，由于这样的抛光，其厚度偏差度变大，该偏差变为40μm。
因此，在利用ACF4将TCP3连接到液晶单元1时，由于厚度偏差大，则ACF4为漂浮状态，在连接凸缘8和输出侧端子7之间会发生接触不良问题。
在进行上述修复作业时，对于再次安装了TCP3的液晶单元1，修复作业时的污染物附着在连接凸缘8附近，有电连线断开、连线缺陷不良和动作不良等对图象质量产生不好的影响地场合。
这是由于修复作业时作业者的汗和其他污染物(主要是离子类污染物)附着在连接凸缘8上，在其上配置ACF4，叠层TCP3。
当利用含有这些污染物的ACF4对连接凸缘8和TCP3的输出端子进行热压接时，在积存了熔融的ACF4的连接凸缘8的基部侧，由于污染物凝集，与其他部分比较，加速了连接凸缘8的金属腐蚀，有时连接凸缘8断线。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种即使用于平面显示装置的玻璃基板厚度的偏差稍大，也能可靠地将TCP等布线体与显示单元连接的热压接装置及其方法。
本发明还提供了一种在进行修复作业时，即使在连接凸缘表面存在污染物的状态下用ACF热压接TCP等布线体时，也可以不引起连接凸缘的金属腐蚀的热压接装置及其方法。
本发明的第1发明的热压接装置，将平面显示装置的显示单元载置到载置台上，通过各向异性导电膜利用加热工具，从上方对在上述显示单元周边部的连接凸缘群和薄片状布线体的端子群进行热压接，其特征是：按压在上述加热工具的上述布线体的按压部被分割为多个，设有将上述被分割的各按压部移动到下方的移动部件。
本发明的第2发明的热压接装置，将平面显示装置的显示单元载置到载置台上，通过各向异性导电膜利用加热工具。从上方对在上述显示单元周边部的连接凸缘群和薄片状布线体的端子群进行热压接，其特征是：按压在上述加热工具的上述布线体的按压部由滚状体构成。
本发明的第3发明的热压接方法，通过各向异性导电膜利用加热工具，从上方对在平面显示装置的显示单元周边部的连接凸缘群和薄片状布线体的端子群进行热压接，其特征是：上述加热工具的按压部沿上述连接凸缘群的配置方向被分割，在由上述被分割的中央部分按压部按压上述端子群后，由夹住上述中央部分按压部的两侧按压部顺序按压上述端子群。
本发明的第4发明的热压接方法，通过各向异性导电膜利用加热工具，从上方对在平面显示装置的显示单元周边部的连接凸缘群和薄片状布线体的端子群进行热压接，其特征是：上述加热工具的按压部沿上述连接凸缘群的长方向被分割，在由上述连接凸缘基部侧的按压部按压上述端子群后，向上述连接凸缘的端部，上述被分割的按压部顺序进行按压
本发明的第5发明的热压接方法，通过各向异性导电膜利用加热工具，从上方对在平面显示装置的显示单元周边部的连接凸缘群和薄片状布线体的端子群进行热压接，其特征是：上述加热工具的按压部由滚状体构成，从上述连接凸缘的基部侧向上述连接凸缘的端部侧转动上述滚状体，按压上述端子群。
若采用本发明的第1发明的热压接装置，由于按压布线体的按压部被分割为多个，则可控制加热工具的按压力分布。该被分割的按压部可用弹簧等弹性构件与主按压部连接。若在布线体的宽方向分割按压部，则能控制宽方向的按压力分布，可吸收基板的弯曲进行热压接，即使基板薄型化也能得到良好的连接。
若在布线体的长方向分割按压部，则能控制长方向的按压力分布，若从杂质容易凝集的连接凸缘的基部侧按压，则在该区域杂质不凝集可抑制金属腐蚀。
若采用本发明的第2发明的热压按装置，由于按压在加热工具的上述布线体的按压部由滚状体构成，则通过从连接凸缘基部侧按压布线体，可以在连接凸缘的基部侧抑制杂质凝集。
若采用本发明的第3发明的热压接方法，由于加热工具的按压部沿连接凸缘群的配置方向分割，在由分割端子群的中央部分按压部按压后，再由夹住上述中央部分按压部的两侧按压部顺序按压端子群，则能控制在布线体宽方向的按压力分布，可以吸收基板的弯曲进行热压接，即使基板薄型化也能得到良好的连接。
若采用本发明的第4发明的热压接方法，由于加热工具的按压部沿连接凸缘群的长方向分割，在由连接凸缘基部侧的按压部按压端子群后，向上述连接凸缘的端部，上述被分割的按压部顺序按压，通过从连接凸缘的基部侧按压布线体，则可在连接凸缘的基部侧抑制杂质的凝集。
若采用本发明的第5发明的热压接方法，加热工具的按压部由滚状体构成，由于从连接凸缘的基部侧向连接凸缘的端部转动滚状体对端子群进行按压，则通过从连接凸缘的基部侧按压布线体，可在连接凸缘的基部侧抑制杂质的凝集。
附图的简单说明
图1是表示本发明第1实施例的热压接装置的斜视图。
图2是表示加热头内部构造的正面图。
图3是图2的A-A线剖面图。
图4是进行热压接前的状态说明图。
图5是进行热压接中途的说明图。
图6是热压接装置10的方框图。
图7是第2实施例的加热头16的构造。
图8是表示第3实施例的加热工具20分割状态的底面图。
图9是表示第4实施例的加热工具20分割状态的底面图。
图10是表示图1的热压接装置变形例的图。
图11是说明第5实施例热压接工序的图。
图12是说明第5实施例热压接工序的图。
图13是说明第5实施例热压接工序的图。
图14是表示第6实施例热压接装置的图。
图15是表示第7实施例热压接装置的图。
图16是表示液晶单元和TCP位置接合状态的斜视图。
图17是表示TCP的组装状态的工序图。
具体实施方式
发明的实施例
(第1实施例)
以下，根据图1到图6说明本发明第1实施例的热压接装置10。
(1)热压接装置10的构成
热压接装置10，为了对液晶显示装置的液晶单元1的连接凸缘8和TCP3的输出端子7进行电和机械连接，通过ACF4实行热压接。
图1是热压接装置10的斜视图。
该热压接装置10由载置液晶单元1的载置台12、从该载置台12的一边立设的支持部14、吊挂在该支持部14的加热头16构成，加热头16通过设置在支持部14内部的马达驱动的移动装置18向下方移动。在以下的说明中，如图1所示，沿信号线驱动侧的方向称为X轴方向，沿扫描线驱动侧的方向称为Y轴方向，高方向称为Z轴方向。
图2表示加热头16的内部构造，图3是图2的A-A剖面图。
加热头16中，在每个TCP3设置加热工具20，各加热工具20由多个按压部22构成。在加热工具20的上方配置主按压部24。该主按压部24的下面，通过压缩时的长度相同，中央长越向外侧越短的弹性构件的弹簧，与加热工具20的各按压部22连接。
该弹性构件由使用相同长度构件形成相同卷数的弹簧构成，使非压缩时的弹簧全长不同，也就是，采用从中央越向外侧越压缩的弹簧。这样，全部按压部按压时，控制为均等的压力。
各主按压部的构造是连为一体并由移动装置18的移动柱19支持，作为一体向下方移动。加热工具20通过加热加热头16，从200℃加热到300℃。也就是，在由金属等热传导体构成的加热头16中，内装加热器，通过与加热工具20的各按压部22侧面接触，加热按压部22。如图10所示，也可以将加热按压部22的热源与加热头16主体分离，设置接触各按压部22侧面并围成框架状的加热头200。也可以在各按压部22内部装置加热器。
下面根据图3说明按压部22的构成。
如上所述，加热工具20被分割在多个按压部22，其状态如图3所示，沿液晶单元1的连接凸缘8的配置方向分割。也就是，形成沿TCP3矩形的一边方向分割的状态。图3中，为了说明简单，连接凸缘8仅为8个，实际上有多个连接凸缘8。
图6是表示热压接装置10的电系统的方框图。
如图6所示，热压接装置10在由计算机构成的控制装置26上连接移动装置18的马达28、加热加热头16的加热装置30、CCD等构成的位置接合装置32。
(2)热压接方法
根据图4和图5说明上述构成的热压接装置10的热压接方法。
在载置台12上载置液晶单元1。这时，液晶单元1的玻璃基板5被抛光到膜厚0.5mm，厚度偏差为40μm。
如图4所示，使用位置接合装置32等通过ACF4，在对TCP3的输出侧端子7和液晶单元1的连接凸缘8进行位置接合的状态下，试压接。
然后，控制装置26将移动装置18移动到下方。于是，主按压部24移动到下方，在多个弹簧34吊挂的各按压部22也移动到下方，在TCP3上面进行接触按压。这时，主按压部24的临时表面为中央部向下方突出的状态，分割的按压部22的表面为中央部向下方突出的状态，在分割的按压部22中，首先位于中央部分的按压部22对液晶单元1按压TCP3，通过ACF4，该位置的输出端子7和连接凸缘8进行电和机械连接。
如图5所示，当主按压部24移动到下方时，按压部22从中央部顺序向两侧按压TCP3，再顺序向两侧对TCP3的输出侧端子7和液晶单元1的连接凸缘8进行热压接。在全部按压部22按压TCP3的状态下，控制按压部22的中央压力为均等。
当热压接结束时，控制装置26使加热头16上升，热压接工序结束。
若是上述热压接方法，首先，由于从中央部分向两侧顺序进行热压接，则液晶单元1和TCP3不产生位置偏移，可在所定位置正确地进行热压接。
并且，由于按压部22为分割状态，即使液晶单元1的玻璃基板5上有些偏差，因为按压部22的各个按压TCP3的输出端子7，则ACF4内的导电粒子被压碎，能够可靠地进行电和机械的热压接。
(第2实施例)
第1实施例中，用弹簧34分别连接主按压部24和各按压部22，但也可以用以下构造予以代替。
如图7所示，在主按压部24的下方，设置在袋体36中收纳流动体38的弹性构件40，在该弹性构件40的下方设置分割的按压部22。
该构造中，当主按压部24移动到下方时，通过弹性构件40，各按压部22其中央部分先按压TCP3，进行热压接。
(第3实施例)
上述实施例中，沿连接凸缘8的布线方向也就是TCP3的输出侧端子7的配置侧将按压部22分割为带状，然而如图8所示，也可以是分割为格子状的加热工具20。
然后，形成分别按压该分割的按压部22的构造。
若是这种构造，可以按照玻璃基板5的厚度更精细地热压接TCP3。
(第4实施例)
第1实施例中，沿着连接凸缘8的布线方向也就是输出侧端子7的布线方向分割按压部22，但在本实施例，如图9所示，在与这些配线倾向的方向分割加热工具20构成按压部22。
若是这样分割的构造，由于形成了相对于各连接凸缘8倾斜、而且在与布线方向正交的方向邻接的按压部22，则可用1个按压部22进行多个布线间的连接，能够更可靠地进行热压接。即使存在未动作的按压部22，邻接的其他按压部22也可以进行压接，进一步提高了制造的成品率。
各按压部22也可以分离配置。
(变更例1)
上述实施例中，是在液晶单元1上连接TCP3的构造，然而即使在液晶单元1上连接挠性基板(FPC)取代其的情况下，也可适用该热压接装置10。
(变更例2)
不限于液晶显示装置，对于有机EL显示装置等一般显示装置也能适用。
(变更例3)
也可以由计算机控制，进行各按压部的上下移动。
(第5实施例)
用图11至图13说明本实施例的热压接装置和热压接方法。本实施例的热压接装置与图1所示第1实施例的不同点是：第1实施例中，按压部在按压的布线的宽方向分割，而本实施例中，按压部在按压的布线的长方向分割。
第1工序是：将液晶单元1载置在载置台12上。该载置的液晶单元1可以是装配后首次安装TCP3的产品，也可以是修复作业后进行修理的产品。
第2工序是：利用位置接合装置32进行液晶单元1的连接凸缘8和TCP3的输出端子7的位置接合。图11是进行该位置接合的状态。
第3工序是：由移动装置18将支持柱19移动支下方(Z轴方向)，当将加热头16移动到下方时，主按压部24也移动到下方，在弹簧34吊挂的各按压部22也移动到下方。然后，分割的按压部22中，首先，位于连接凸缘8基部侧(相对于液晶单元1端边的内侧)的按压部22按压TCP3(图12的状态)，此后，向连接凸缘8的端部侧，按压部22顺序按压TCP3。这时，通过弹性构件弹簧34，按压部22可沿TCP3的表面按压TCP3。当从连接凸缘8的基部侧向端部侧按压时，溶化的ACF从连接凸缘8的基部侧滚向端部侧，ACF4的溢出部分到达连接凸缘8的端部侧。接着，最端部的按压部22按压TCP3，TCP3的热压接工序结束。这时，ACF4积存在连接凸缘8的端部侧，而不积存在连接凸缘8的基部侧(图13)。
第4工序是：由移动装置18提升加热头16，热压接工序结束。
若采用本实施例的热压接方法，由于ACF4积存在连接凸缘8的端部侧，而不积存在基部侧，则连接凸缘8的基部侧不会引起金属腐蚀。因此，不会发生已往的显示不良。
(第6实施例)
根据图14说明第6实施例。
第5实施例中，使用弹簧34作为弹性构件，但如图14所示，可用在袋体36中收纳流动体38的弹性体40代替。
使用该弹性体40，.沿连接凸缘8的长方向分割的按压部22可以顺序按压TCP3。
(第7实施例)
根据图15说明第7实施例。
第5实施例中，用分割加热工具20的按压部22按压TCP3，但在本实施例中，用图15所示加热的滚状体按压TCP来代替。该滚状体的加热，与图1所示热压接装置一样，将加热器内装于由金属等热传导体构成的加热头16中，可以通过与滚状体侧面接触进行，也可以将加热器内装于滚状体中。
用加热的滚状体42按压TCP3的方法是：由滚状体42按压位于连接凸缘8基部侧的CTP3，此后，一边向连接凸缘8端部侧转动滚状体42一边按压TCP3。
这样，在利用ACF4进行TCP3热压接时，与第5实施例一样，ACF4在连接凸缘8的端部侧挤出，污染物也同样凝集在连接凸缘8的端部侧。
因此，可防止连接凸缘8的金属腐蚀，不会发生显示不良。
本发明中，构成加热工具有按压部被分割为多个，每个分割的按压部可按压TCP等布线体。
通过在布线体宽方向分割按压部，即使构成显示单元的玻璃基板厚度有些偏差，也能可靠地按压布线体，进行电和机械连接。通过在布线体长方向分割按压部，可以防止ACF的污染物凝集在连接凸缘的基部侧，防止金属腐蚀等不良情况的发生。