專利名稱：接合方法以及接合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合于接合液晶顯示面板與驅(qū)動(dòng)電路基板的接合裝置。
背景技術(shù)：
近年來，作為個(gè)人計(jì)算機(jī)以及其他各種顯示器用的圖像顯示裝置，液晶顯示裝置正在急速普及。
這種液晶顯示裝置一般通過在液晶顯示面板的背面配設(shè)作為照明用的面狀光源的背光，來將具有規(guī)定面積的液晶面以整體上均勻的亮度進(jìn)行照射，從而滿足形成在液晶面上的圖像的可視性。
液晶顯示裝置具有液晶顯示面板，其將液晶材料封入2張玻璃基板之間而構(gòu)成；印刷電路基板，其用于驅(qū)動(dòng)被安裝在液晶顯示面板上的液晶材料；背光單元，其通過液晶顯示面板保持框架而配置在液晶顯示面板的背面；覆蓋這些構(gòu)件的外框框架。
在液晶顯示裝置中是TFT(Thin Film Transistor薄膜晶體管)液晶顯示裝置時(shí)，構(gòu)成液晶顯示面板的玻璃基板中的一方的玻璃基板具有陣列基板的結(jié)構(gòu)，另一方的玻璃基板具有彩色濾光片基板的結(jié)構(gòu)。
在陣列基板上除了作為液晶材料的驅(qū)動(dòng)元件的TFT、顯示電極、信號(hào)線以外，還形成有與印刷電路基板電連接的引出電極等，由于在玻璃基板上規(guī)則地排列有TFT，故也稱為陣列基板。
在彩色濾光片基板上，除了彩色濾光片以外，還形成有共用電極、黑色矩陣、定向膜等。
印刷電路基板一般經(jīng)由TAB(Tape Automated Bonding卷帶自動(dòng)接合)卷帶式基板(Tape Carrier)(以下簡稱為TAB)而連接(安裝)于形成在陣列基板上的引出電極?；蛘咭部梢愿鶕?jù)TAB技術(shù)安裝連接了LSI芯片的封裝(即卷帶式封裝(以下稱為TCP))。還有，并非僅限于TAB技術(shù)，作為相同的封裝技術(shù)也可以例舉出COF(Chip on Film/FPC)與SOF(System onFilm)。
并且，TAB的輸入引導(dǎo)導(dǎo)體連接于印刷電路基板上對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體。另一方面，TAB的輸出引導(dǎo)導(dǎo)體連接于陣列基板上對(duì)應(yīng)的引出電極。在連接時(shí)，即連接TAB的輸入引導(dǎo)導(dǎo)體與印刷電路基板上對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體時(shí)，例如采用焊錫或ACF(Anisotropic Conductive Film各向異性導(dǎo)電膜)或者ACP(AnisotropicConductive Paste各向異性導(dǎo)電糊劑)。或者，采用NCP(Non ConductiveParticle/Paste無導(dǎo)電粒子/糊劑)等的方法、材料等。在連接TAB的輸出引導(dǎo)導(dǎo)體與陣列基板上對(duì)應(yīng)的引出電極時(shí)，同樣也采用ACF或者ACP、NCP等。進(jìn)而，不只是在這些連接中，作為連接TCP上的LSI芯片與薄膜的技術(shù)也采用ACF或者ACP、NCP等。
除了使用TAB的安裝以外，還有被稱為COG(Chip On Glass)的安裝技術(shù)。該COG是將IC硅芯片(下面稱為硅芯片)用ACF或者ACP、NCP等接合在陣列基板上的技術(shù)。此外，下面將ACF或者ACP、NCP等簡單稱為ACF。
ACF是使由導(dǎo)電材料構(gòu)成的顆粒分散到作為粘合劑的樹脂中的材料，存在將熱塑性樹脂作為粘合劑的熱塑性ACF與將熱固化樹脂作為粘合劑的熱固化ACF2種。利用熱塑性ACF以及熱固化ACF的接合方法，在進(jìn)行伴隨加熱以及加壓的熱加壓這一點(diǎn)上是一致的，一般的方法是利用加熱器進(jìn)行熱壓接。
例如，以往采用這樣的構(gòu)成，即，在液晶顯示基板上粘貼具有粘合性的ACF，并在其上重疊TCP的引線部，利用安裝有加熱器的接合用的加熱頭對(duì)被重疊的連接部進(jìn)行加壓及加熱，從而進(jìn)行熱壓接。采用有如下的方式通過采用該加熱器，而利用熱傳導(dǎo)來加熱固化ACF，從而使各向異性導(dǎo)電薄膜熔化而熔敷連接部。
但是，以往的接合方法并不是將材料的熱膨脹以及熱收縮考慮進(jìn)去的方法，因此在需要具有窄間距以及窄邊框的大型液晶顯示面板中，由于特別是熱膨脹以及熱收縮量增大，故存在各種各樣的問題。
更具體地說，在安裝了由將聚酰亞胺等作為基體材料而形成的TAB、硅芯片等形成的安裝物時(shí)，有時(shí)由于和作為粘合劑的ACF相接的陣列基板與TAB或硅芯片等的熱膨脹之后的收縮量的不同而發(fā)生安裝不均勻。
ACF的粘合力越強(qiáng)，則該安裝不均勻的發(fā)生程度越大。特別是在硅芯片的安裝中，由于與TAB相比芯片的剛性高，因此呈現(xiàn)出鮮明的不均勻。這就是作為大型高精度液晶顯示面板的安裝技術(shù)而硅芯片的安裝沒有被普及的重要原因。
在TAB的安裝中，由于聚酰亞胺的剛性與玻璃相比充分小，因此不會(huì)呈現(xiàn)出顯著的安裝不均勻，但是與硅芯片的安裝相同也包含有安裝不均勻的原理。進(jìn)而，作為另外一點(diǎn)，例如若使固化ACF所需的溫度為200度，則必須使加熱器的加熱溫度為230℃～250℃左右。此時(shí)，陣列基板下面的溫度成為50℃～100℃左右。就是說，從硅芯片到陣列基板產(chǎn)生相當(dāng)?shù)臏囟忍荻取?br> 另一方面，若降低溫度則物體收縮，而溫度變化前后的溫度差越大則該收縮量也越多。關(guān)于硅芯片，因陣列基板的加熱溫度比硅芯片的加熱溫度低，因此硅芯片的收縮量更大。因此，由于ACF產(chǎn)生的收縮量與硅芯片產(chǎn)生的收縮量不同，所以硅芯片以及陣列基板產(chǎn)生彎曲。
今后，若對(duì)應(yīng)于液晶顯示裝置的薄型化而陣列基板變薄或者將剛性弱的玻璃用作基板，則彎曲的產(chǎn)生可能會(huì)成為安裝中的重大的問題。
還有，由于采用窄邊框，因此可能由于加熱器與液晶顯示面板的構(gòu)成元件相互接近而彩色濾光片等受到由于加熱器的加熱而導(dǎo)致的損傷。用于ACF的固化的加熱溫度大概為170℃～230℃，而加熱器的加熱溫度設(shè)定成比這個(gè)溫度高30～40℃左右。
所以，相當(dāng)多的熱量傳遞到液晶顯示面板的液晶材料、密封材料、彩色濾光片顏料、偏振光片等中。該熱量可能會(huì)使液晶材料、密封材料變質(zhì)。
在這一點(diǎn)上，特別是以往的接合方式采用了通過熱傳導(dǎo)而加熱TAB或者硅芯片，進(jìn)而通過來自該TAB或者硅芯片的熱傳導(dǎo)來加熱ACF的方式。利用熱傳導(dǎo)加熱ACF時(shí)，也可考慮通過熱傳導(dǎo)來加熱陣列基板，但是，由于構(gòu)成陣列基板的玻璃與TAB或者硅芯片相比，熱傳導(dǎo)性能差，因此加熱TAB或者硅芯片比加熱玻璃基板能夠更加高效率地加熱ACF。
可是，加熱TAB或者硅芯片會(huì)助長上述的溫度梯度。
因此，利用上述加熱器而以傳導(dǎo)熱來加熱陣列基板(玻璃基板)時(shí)，由于其熱傳導(dǎo)性能低而很難實(shí)現(xiàn)ACF的有效加熱。
因此，在JP特開2002-249751號(hào)公報(bào)中公開有利用加熱器而以傳導(dǎo)熱進(jìn)行加熱的同時(shí)照射近紅外線燈的方式。更具體地說，利用近紅外線燈向陣列基板、ACF以及TAB或者硅芯片全體照射近紅外線，而其一部分被陣列基板以及TAB或者硅芯片吸收，同時(shí)照射在熱固化樹脂上。
由近紅外線燈照射的熱固化樹脂由于自發(fā)熱而產(chǎn)生輻射熱。另外，還公開有這樣的構(gòu)成熱固化樹脂通過利用加熱器產(chǎn)生的來自陣列基板的傳導(dǎo)熱以及由吸收產(chǎn)生的熱量，來加熱ACF。即，通過利用近紅外線燈，設(shè)定陣列基板、ACF以及TAB或者硅芯片整體為幾乎均勻的相同溫度，而使在后述的冷卻行程中的溫度控制變得可能。
并且，公開有通過作為冷卻過程而進(jìn)行對(duì)陣列基板與硅芯片的溫度控制來抑制溫度梯度之差，從而控制收縮量的方式。
利用該結(jié)構(gòu)，能通過抑制硅芯片與陣列基板的溫度差來控制彎曲。
專利文獻(xiàn)1JP特開2002-249751號(hào)公報(bào)。
如上所述，在上述公報(bào)中公開有如下的方式為了供給用于固化ACF的熱量，利用近紅外線燈照射ACF的同時(shí)，通過在自身照射的輻射熱以及利用加熱器的玻璃基板的傳導(dǎo)熱來加熱ACF。即，公開有利用加熱器以及近紅外線燈加熱ACF的加熱方式。
但是，由于基本上是通過熱傳導(dǎo)進(jìn)行ACF的熔敷，故有需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)持續(xù)加熱ACF，而存在接合花費(fèi)時(shí)間的問題。并且，接合所花費(fèi)的時(shí)間越長，則熱量越容易傳導(dǎo)到其他的構(gòu)成元件，從而可能會(huì)成為故障的原因。
進(jìn)而，雖然公開了有關(guān)用于抑制溫度梯度的冷卻過程的內(nèi)容，但很難控制該冷卻過程，需要復(fù)雜的控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供一種接合裝置，其通過對(duì)ACF照射激光，而能夠縮短接合時(shí)間，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高速且高精度的安裝。
本發(fā)明所述的接合方法，是將引出電極與連接電極以物理方式及電氣方式分別進(jìn)行接合的方法，該引出電極由在平板顯示器的玻璃基板上排列的多個(gè)電極構(gòu)成，該連接電極由在與上述基板熱膨脹率以及/或者熱收縮率不同的構(gòu)件上以與引出電極配置對(duì)應(yīng)的方式排列的多個(gè)電極構(gòu)成，其特征在于，具有步驟A，使玻璃基板的引出電極與構(gòu)件的連接電極相對(duì)向，而使對(duì)應(yīng)的各個(gè)電極的位置對(duì)位，將由熱反應(yīng)性樹脂構(gòu)成的粘合劑中分散有導(dǎo)電性顆粒的各向異性導(dǎo)電材料，施加壓力而夾入到玻璃基板與構(gòu)件之間；步驟B，由激光光源照射激光，并使該激光透過基板以及/或者構(gòu)件而被各向異性導(dǎo)電材料吸收，從而加熱粘合劑；步驟C，在進(jìn)行激光的照射、或照射之后產(chǎn)生的粘合劑的固化之后，解除上述壓力。
優(yōu)選步驟A的壓力是通過用加壓頭以及支承臺(tái)夾住玻璃基板、上述各向異性導(dǎo)電材料以及構(gòu)件而施加的，使步驟B的激光進(jìn)而透過加壓頭或者支承臺(tái)而被各向異性導(dǎo)電材料吸收。
優(yōu)選在進(jìn)行了施加上述壓力之前的上述引出電極與上述連接電極的對(duì)位的狀態(tài)下，透過加壓頭以及/或者支承臺(tái)而拍攝引出電極以及連接電極，根據(jù)所拍攝的引出電極與連接電極的錯(cuò)位量來照射由玻璃基板吸收的光以及/或者由構(gòu)件吸收的光，由此校正引出電極與連接電極的錯(cuò)位。
優(yōu)選由上述玻璃基板吸收的光以及/或者由構(gòu)件吸收的光照射到所排列的多個(gè)電極之間。
另外，本發(fā)明的另外的實(shí)施方式中，是將引出電極與連接電極以物理方式及電氣方式分別進(jìn)行接合的方法，該引出電極由在平板顯示器的玻璃基板上排列的多個(gè)電極構(gòu)成，該連接電極由在與基板熱膨脹率以及/或者熱收縮率不同的構(gòu)件上以與引出電極配置對(duì)應(yīng)的方式排列的多個(gè)電極構(gòu)成，其特征在于，具有步驟D，使玻璃基板的引出電極與構(gòu)件的連接電極相對(duì)向，而使對(duì)應(yīng)的各個(gè)電極的位置對(duì)位，將由熱反應(yīng)性樹脂構(gòu)成的粘合劑，施加壓力而夾入到玻璃基板與構(gòu)件之間；步驟E，由激光光源照射激光，并使該激光透過基板以及/或者構(gòu)件而被粘合劑吸收，從而進(jìn)行加熱；步驟C，在進(jìn)行激光的照射、或照射之后產(chǎn)生的粘合劑的固化之后，解除壓力。
本發(fā)明所述的接合裝置，其插入由熱反應(yīng)性樹脂構(gòu)成的粘合劑、或者插入在粘合劑中分散有導(dǎo)電性顆粒的各向異性導(dǎo)電材料，將引出電極與連接電極以物理方式及電氣方式分別進(jìn)行接合，該引出電極由在作為被接合體的玻璃基板上排列的多個(gè)電極構(gòu)成，該連接電極由在與該玻璃基板熱膨脹率以及/或者熱收縮率不同的構(gòu)件上以與引出電極配置對(duì)應(yīng)的方式排列的多個(gè)電極構(gòu)成，其特征在于，具有照射規(guī)定波長的第一激光的第一激光光源，其利用通過對(duì)由熱反應(yīng)性樹脂構(gòu)成的粘合劑、或各向異性導(dǎo)電材料進(jìn)行照射而從熱粘結(jié)性樹脂產(chǎn)生的熱，使引出電極與連接電極接合在一起；支承臺(tái)，其具有使從第一激光光源產(chǎn)生的第一激光透過的透過區(qū)域，并支承被接合體，從第一激光光源照射的第一激光被設(shè)定為透過玻璃基板以及構(gòu)件的透過率高、且相對(duì)于粘合劑的吸收率高的波長。
優(yōu)選還具有檢測透過了被接合體的第一激光的檢測裝置。
特別是，還具有用于在與支承臺(tái)之間對(duì)被接合體進(jìn)行加壓的加壓裝置，加壓裝置由第一激光的透過率高的材料形成，檢測裝置檢測經(jīng)由加壓裝置而透過的第一激光。
特別是，加壓裝置具有真空吸附被接合體的同時(shí)并對(duì)被接合體進(jìn)行加壓的吸附孔。
特別是，基于由檢測裝置檢測到的激光的受光強(qiáng)度來計(jì)測粘合劑的反應(yīng)速度。
特別是，還具有控制裝置，該控制裝置計(jì)測粘合劑的反應(yīng)速度，并基于計(jì)測結(jié)果來控制第一激光光源的照射。
優(yōu)選還具有照射易于被玻璃基板或構(gòu)件吸收的第二激光的第二激光光源，第二激光以相對(duì)于引出電極或連接電極中的一方而調(diào)整對(duì)應(yīng)的另一方的電極的方式進(jìn)行照射。
特別是，第二激光對(duì)所排列的多個(gè)電極的相鄰電極之間進(jìn)行照射，調(diào)整引出電極與連接電極的接合位置。
特別是，還具有用于在與支承臺(tái)之間對(duì)被接合體進(jìn)行加壓的加壓裝置，加壓裝置由第一以及第二激光的透過率高的材料形成。
優(yōu)選第一激光為半導(dǎo)體激光、固體激光以及光纖激光中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的接合方法以及裝置，不會(huì)對(duì)其他的電路部件給予熱傳導(dǎo)的影響，而能夠?qū)τ蔁岱磻?yīng)樹脂構(gòu)成的粘合劑供給熱量而進(jìn)行接合，因此能夠抑制伴隨熱傳導(dǎo)而發(fā)生的玻璃基板以及接合于此的構(gòu)件的彎曲以及不均勻等，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高速且高精度的安裝。


圖1是說明本發(fā)明第一實(shí)施方式的液晶顯示裝置的概略方框圖。
圖2是說明本發(fā)明第一實(shí)施方式的TCP的示意圖。
圖3A～圖3C是說明ACF的圖。
圖4是說明本發(fā)明實(shí)施方式的接合裝置100的示意圖。
圖5是說明本發(fā)明第一實(shí)施方式的激光部15的概略方框圖。
圖6是說明利用本發(fā)明第一實(shí)施方式的接合裝置進(jìn)行的陣列基板(玻璃基板)與TCP的接合的圖。
圖7是說明由于本發(fā)明實(shí)施方式的激光照射而ACF產(chǎn)生反應(yīng)的時(shí)間的圖。
圖8是說明本發(fā)明實(shí)施方式的激光照射中的激光波長與ACF的透過率之間的關(guān)系的圖。
圖9是說明利用本發(fā)明第一實(shí)施方式的接合裝置接合TCP時(shí)的安裝時(shí)間的圖。
圖10是說明本發(fā)明第二實(shí)施方式的對(duì)齊校正的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行說明。此外，對(duì)于附圖中相同或相當(dāng)部份附以相同的附圖標(biāo)記，并不再重復(fù)其說明。
(第一實(shí)施方式)圖1是說明本發(fā)明第一實(shí)施方式的液晶顯示裝置的概略方框圖。
如圖1所示，本發(fā)明的第一實(shí)施方式的液晶顯示裝置具有液晶顯示面板(以下也稱為LCD)1；接口部4，其設(shè)有與周邊電路的連接配線，該周邊電路配設(shè)在LCD1的周邊；印刷電路基板3，其用于驅(qū)動(dòng)被安裝在LCD上的液晶材料；TCP2，其設(shè)置在印刷電路基板3與液晶顯示面板LCD1之間，包含有用于驅(qū)動(dòng)液晶顯示面板的構(gòu)成元件的驅(qū)動(dòng)IC5；柔性基板(以下也稱為FPC)6，其用于將印刷電路基板3與接口部4電連接。
下面，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式的接合裝置，主要說明包括驅(qū)動(dòng)IC5的TCP的接合方式，該驅(qū)動(dòng)IC5被使用在液晶顯示面板LCD與印刷電路基板3之間的連接中。
圖2是說明本發(fā)明第一實(shí)施方式的TCP的示意圖。
如圖2所示，本發(fā)明的實(shí)施方式的TCP包含有驅(qū)動(dòng)IC5，并設(shè)有來自驅(qū)動(dòng)IC5的多個(gè)輸入以及輸出引導(dǎo)導(dǎo)體。
圖3A～圖3C是說明ACF的圖。
圖3A是說明ACF的結(jié)構(gòu)的圖。
如圖3A所示，ACF具有這樣的結(jié)構(gòu)，即，在環(huán)氧類或丙烯類的作為粘接劑的粘合劑10中，含有無數(shù)個(gè)微小顆粒(導(dǎo)電性粒子)11。
圖3B是說明對(duì)ACF進(jìn)行加熱以及加壓時(shí)形成導(dǎo)電路徑的情況的圖。
如圖3B所示，當(dāng)對(duì)ACF進(jìn)行加熱以及加壓，即，對(duì)微小顆粒11進(jìn)行加熱以及加壓時(shí)，內(nèi)部的通過鍍鎳(Ni)層12而被鍍膜了的樹脂芯13產(chǎn)生回彈力。由此，該無數(shù)個(gè)微小顆粒相互結(jié)合而經(jīng)由在該微小顆粒的鍍鎳層12的外側(cè)被鍍膜了的鍍金層9，例如在上部電極14與下部電極15之間形成導(dǎo)電路徑。由此，進(jìn)行接合時(shí)，能夠在接合部分形成導(dǎo)電路徑。
圖3C是說明雙層結(jié)構(gòu)的ACF的圖。
在此，表示了雙層結(jié)構(gòu)的ACF，粘合劑與微小顆粒分別分離形成在不同的區(qū)域、即粘合劑區(qū)域10a以及微小顆粒區(qū)域11a。在該結(jié)構(gòu)中也能夠與上述同樣形成導(dǎo)電路徑。此外，通過使用雙層結(jié)構(gòu)的ACF，能夠抑制進(jìn)行加熱以及加壓時(shí)的錯(cuò)位。
圖4是說明本發(fā)明實(shí)施方式的接合裝置100的示意圖。
如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施方式的接合裝置100具有激光部15，其對(duì)ACF10照射作為單色光的激光；支承臺(tái)16，其用于支承作為LCD的陣列基板(玻璃基板)1；玻璃制加壓頭25；玻璃制加壓頭(光線分束用棱鏡型)30；汽缸20；激光部40；分色鏡50；全反射鏡35；測定部45；支承玻璃55；控制部70，其控制接合裝置100的整體；真空吸附部75，其用于真空吸附對(duì)象物。并且，在汽缸20與陣列基板1之間插入有TCP2以及ACF10。
激光部15向ACF10照射規(guī)定波長的激光。具體地講，選擇與其他的波長比較而相對(duì)于玻璃的透過率相對(duì)高、且相對(duì)于ACF的吸收率高的波長。
汽缸20經(jīng)由玻璃制加壓頭25、30，而在TCP2和陣列基板1接合時(shí)用于進(jìn)行加壓。
玻璃制加壓頭25、30都由玻璃制成，而使從激光部15照射的激光透過。并且，在玻璃制加壓頭30中，使激光分束，并輸出到全反射鏡35。此外，作為玻璃制加壓頭，可采用高平面精度的加工品、即所謂的光學(xué)平晶或光學(xué)窗口。
全反射鏡35反射從玻璃制加壓頭(光線分束用棱鏡型)30射出的激光。分色鏡50再次反射由全反射鏡35反射了的激光，并輸入到測定部45。
測定部45接受從分色鏡50入射的激光，并測定其受光強(qiáng)度。
真空吸附部75基于控制部70的指示，而從設(shè)在玻璃制加壓頭的吸引孔真空固定作為對(duì)象物的本例中的TCP2。由此，能夠防止與ACF進(jìn)行粘接時(shí)由于加壓而有可能產(chǎn)生的對(duì)齊錯(cuò)動(dòng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的對(duì)齊。
此外，在本例中，激光部40是照射用于后述的對(duì)齊校正的激光的裝置，附圖中已表示出通過分色鏡50的激光，經(jīng)由全反射鏡35以及玻璃制加壓頭25、30而照射到TCP2。關(guān)于這一點(diǎn)以后再進(jìn)行說明。
還有，在圖4中，作為一例而表示出經(jīng)由玻璃制加壓頭，將一個(gè)吸引孔與真空吸附部75連接的情況，但并不僅限于此，當(dāng)然也可以利用多個(gè)吸引孔而進(jìn)行真空固定。
圖5是說明本發(fā)明第一實(shí)施方式的激光部15的概略方框圖。
如圖5所示，本發(fā)明第一實(shí)施方式的激光部15具有激光振蕩器200、光束擴(kuò)展器105、分色鏡110、狹縫115、光束取樣器120、激光反射鏡125、光束擴(kuò)展器130、激光線發(fā)生器135、對(duì)齊激光指示器140、功率儀表145。
激光振蕩器200作為一例而能夠采用射出波長為λ＝1064nm左右的激光的YAG激光器等固體激光器。從激光振蕩器200射出的激光通過光束擴(kuò)展器105而偏向?yàn)橐?guī)定寬度的平行光線。并且，通過分色鏡110之后，通過狹縫115而被收縮為狹縫寬度的光線。通過狹縫115之后，由取樣器120反射一部分光線而入射到功率儀表145中。功率儀表145檢測出所入射的光線的受光強(qiáng)度，并判斷從激光振蕩器200是否射出有所希望光強(qiáng)的激光，雖然沒有圖示，但經(jīng)由控制激光振蕩器200等的控制部70而調(diào)整激光振蕩器200的輸出。通過了狹縫115的激光由激光反射鏡125反射而入射到光束擴(kuò)展器130。光束擴(kuò)展器130對(duì)所入射的激光進(jìn)行聚光，并照射到ACF10。
對(duì)齊激光指示器140是對(duì)用于對(duì)齊調(diào)整的激光進(jìn)行振蕩的激光振蕩器，例如選擇作為可視光線的波長。例如，在本例中采用690nm的激光。從該對(duì)齊激光指示器140射出的激光通過激光線發(fā)生器135而被整型，并經(jīng)由分色鏡110，而與從激光振蕩器200射出的激光同樣地照射到ACF10。該激光是用于對(duì)齊調(diào)整、即對(duì)位的激光，利用該激光進(jìn)行定位控制。此外，在上述的激光部15中，說明了作為激光的反射用元件而采用激光反射鏡125的情況，但并不僅限于此，例如，當(dāng)然也可以取代激光反射鏡125而采用可微調(diào)激光的反射角度的所謂電流鏡或者多面鏡等。
圖6是說明利用本發(fā)明第一實(shí)施方式的接合裝置來進(jìn)行的陣列基板(玻璃基板)與TCP的接合的圖。
如圖6所示，對(duì)陣列基板(玻璃基板)與TCP各自的電極進(jìn)行對(duì)位，并通過來自激光振蕩器200的照射，而激光由激光反射鏡125反射，并經(jīng)過支承玻璃55而通過陣列基板(玻璃基板)1，以小針點(diǎn)狀直接照射到ACF10。關(guān)于對(duì)位，雖然未圖示但從支承玻璃55側(cè)，用攝像機(jī)通過支承玻璃55與陣列基板1進(jìn)行拍攝，從而能夠同時(shí)拍攝陣列基板與TCP，因此對(duì)位變得容易，但是若使用基準(zhǔn)標(biāo)記，則并非僅限與此，通過從TCP的上側(cè)的拍攝也可以進(jìn)行。該激光部15是所謂的激光打標(biāo)機(jī)，作為激光照射，能夠在作為試料載物臺(tái)的支承臺(tái)16上被定位的規(guī)定位置上，畫出任意的軌跡而照射激光。
一般，通常的激光打標(biāo)機(jī)能夠利用CAD數(shù)據(jù)而照射到規(guī)定的位置。因此，例如能夠直接利用液晶顯示面板LCD的CAD數(shù)據(jù)而進(jìn)行照射部位的定位控制。作為激光的照射軌跡，優(yōu)選能夠局部集中能量而使薄膜充分加熱的軌跡。此外，通過適當(dāng)控制激光的照射光量以及/或者照射軌跡，而能夠適當(dāng)調(diào)整接合強(qiáng)度，例如，也能夠采用所謂的擺動(dòng)(ワブリング)方式或者填充方式。利用擺動(dòng)方式的照射軌跡是一邊旋轉(zhuǎn)照射點(diǎn)的中心一邊進(jìn)行的方式。另一方面，所謂的填充方式是指用多條平行光線完全填充照射預(yù)定區(qū)域的方式。關(guān)于該技術(shù)，由于為一般的技術(shù)，故本申請(qǐng)的說明書中省略其詳細(xì)說明。
還有，在激光振蕩器200中，通過使用所謂的Q開關(guān)210，能夠振蕩出Q值非常高的脈沖光束。即，通過照射高能量密度的激光，而能夠?qū)崿F(xiàn)短時(shí)間內(nèi)的接合(安裝)。此外，在本實(shí)施例中，作為一例而說明了執(zhí)行利用脈沖光束的激光照射的情況，但并不僅限于此，當(dāng)然也可以照射例如持續(xù)照射規(guī)定的能量的連續(xù)波光束(CW光束)。
另外，在圖6中也表示有用未圖示的上述取樣器120而執(zhí)行激光的功率檢測的情況。
圖7是說明由于本發(fā)明實(shí)施方式的激光照射而ACF起反應(yīng)的時(shí)間的圖。其中，縱軸表示反應(yīng)速度，而橫軸表示反應(yīng)時(shí)間。此外，這里表示有通過采用射出1064nm左右波長的激光的新雙折射晶體(YVO4)的固體激光器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)的反應(yīng)時(shí)間。
(公式1) 其中，DSC反應(yīng)熱表示根據(jù)所謂的差示掃描量熱法而計(jì)測的反應(yīng)熱。差示掃描量熱法是測定使試料以及基準(zhǔn)試料以一定的速度溫度變化時(shí)所附加的能量之差，而進(jìn)行試料的熱分析、例如測定反應(yīng)熱等的有效的方法。
若基于上述式子，根據(jù)反應(yīng)熱計(jì)算出反應(yīng)速度，則如圖7所示，ACF在約70～80msec左右就能夠幾乎完全固化。此外，若過度照射激光則在ACF發(fā)生燒蝕或者發(fā)生燒焦，從而由于ACF內(nèi)部的環(huán)氧結(jié)合的數(shù)目增多而反應(yīng)熱增大，因此基于上式的反應(yīng)速度在完全固化之后看上去變成負(fù)的反應(yīng)速度。此外，圖7所示的實(shí)線是基于上述的計(jì)算結(jié)果而假設(shè)的推定曲線。
在以往的方式中為了利用熱傳導(dǎo)等使ACF幾乎完全固化，需要大概10～20秒左右，但是利用本申請(qǐng)的方式可在其10分之1以下的時(shí)間內(nèi)使ACF固化，從而能夠用ACF極其高效地進(jìn)行安裝。另外，由于固化ACF的時(shí)間短，因此能夠抑制向作為另外的構(gòu)成部件的陣列基板(玻璃基板)以及TCP的熱傳導(dǎo)，也能夠抑制基于溫度梯度之差而發(fā)生彎曲這樣的現(xiàn)象。并且，其結(jié)果，不需要在以往的方式中成為問題的、所謂冷卻行程的復(fù)雜的控制，而能夠以簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效率的安裝。
圖8是說明ACF的光的透過特性的圖。
如圖8所示可知，ACF具有對(duì)于激光照射而激光透過率非常低的特性。換而言之，其具有對(duì)于激光照射而激光吸收率非常高的特性。例如，針對(duì)具有700nm左右的波長的激光，通過試驗(yàn)結(jié)果可以計(jì)測出，其透過率與其他波長相比較低，能量的吸收率高。因此，在本實(shí)施方式中，將采用1064nm左右波長的激光的情況為例而進(jìn)行說明。
在這一點(diǎn)上，上述的圖7中，與反應(yīng)速度根據(jù)ACF的固化而變化相同，該透過率也當(dāng)然發(fā)生變化。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，通過實(shí)時(shí)測定ACF的透過率來實(shí)時(shí)測定ACF的固化狀態(tài)。更具體地說，將初期對(duì)ACF照射激光時(shí)的ACF的透過率作為閾值，并從該透過率發(fā)生變化時(shí)，能夠判定為ACF已被固化。作為該結(jié)構(gòu)，能夠測定入射到在圖4中說明過的測定部45的激光強(qiáng)度，在控制部70中，由入射到測定部45的激光強(qiáng)度的測定結(jié)果計(jì)算出透過率，并基于與作為閾值的透過率的比較來計(jì)測ACF的反應(yīng)速度。
由此，無需上述那樣基于DSC反應(yīng)熱來計(jì)測ACF的反應(yīng)速度。即，上述的差示掃描量熱法，為了只測定作為樣品的試料而必須去除其他的附屬結(jié)構(gòu)部件，從而變成破壞檢查。另一方面，在本申請(qǐng)的實(shí)施方式中說明過的方法是能基于ACF的透過率來判別ACF的固化狀態(tài)的非破壞檢查，還有，能實(shí)時(shí)測定ACF的固化狀態(tài)，因此，充分可能對(duì)每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性預(yù)測。
還有，通過上述方法，在判別了ACF的固化時(shí)能夠進(jìn)行下一個(gè)接合的處理，因此能夠進(jìn)行對(duì)應(yīng)固化狀態(tài)的激光的照射，從而能夠期望均勻且穩(wěn)定的接合。進(jìn)而，通過組合過去的反應(yīng)速度數(shù)據(jù)、視場不良等的相關(guān)信息，并進(jìn)行知識(shí)信息性處理算法，而能夠執(zhí)行具有學(xué)習(xí)功能的控制。
圖9是說明利用本發(fā)明第一實(shí)施方式的接合裝置接合TCP時(shí)的安裝時(shí)間的圖。
其中表示有激光輸出(Watt)、頻率(kHz)、脈沖能量(mJoule/Pulse)、1個(gè)芯片的預(yù)測安裝時(shí)間(msec)以及代表性的激光器的例子。此外，芯片的底面積為20mm2。還有，固化所需的能量實(shí)測值為200mJoule/mm2。另外，這里作為激光器而代表性的表示有YVO4激光器、光纖激光器、YAG激光器等。如這里所示，通過照射高輸出的激光能量，而能夠在更短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行安裝。有關(guān)每個(gè)芯片的安裝時(shí)間已得到相當(dāng)于1秒左右以內(nèi)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而可知，通過利用本申請(qǐng)發(fā)明的接合裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)極其高效的安裝。
如上所述，通過利用本發(fā)明的接合裝置，即通過用規(guī)定波長的激光照射ACF，使ACF以小針點(diǎn)狀起反應(yīng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)縮短接合時(shí)間的高速且高精密的安裝。
此外，作為激光振蕩器而使用半導(dǎo)體激光器、YAG激光器或采用了YVO4等晶體的固體激光器或者光纖激光器，也能夠以規(guī)定的點(diǎn)徑以及規(guī)定的操作軌跡進(jìn)行照射。此外，選擇波長必須對(duì)應(yīng)玻璃的OH基(羥基)化學(xué)結(jié)合的吸收帶偏差而進(jìn)行選擇。例如，已經(jīng)知道波長為2.7μm左右的透過率幾乎下降為0。另外，一般在4μm左右以上～10μm左右的電磁波的透過率顯著變差，反而損傷玻璃。因此，能夠考慮基于材質(zhì)等的吸收帶而進(jìn)行適當(dāng)波長的選擇。
本發(fā)明實(shí)施方式并非是使用加熱器工具而通過熱傳導(dǎo)的熱量來固化ACF的方式，而是在必要時(shí)只通過必要的高效的激光照射而熔敷ACF來進(jìn)行固化的方式，因此能夠在實(shí)效的消耗電力的方面也期望充分的效果。
還有，在使用激光照射過程中能夠向ACF極其局部地施加安裝能量，從而能夠利用所謂單色光線的特征來實(shí)現(xiàn)向ACF的能量集中效率與位置精度高的精密安裝。
另外，在以往的方式中，由于安裝時(shí)吸熱而TCP、驅(qū)動(dòng)IC、陣列基板(玻璃基板)等膨脹，需要事先考慮縮小校正而設(shè)計(jì)部件，但是，基于本發(fā)明實(shí)施方式的方法是極其短時(shí)間的熱反應(yīng)處理，因此理想的是不需要縮小校正，而能夠?qū)崿F(xiàn)極其高精度的對(duì)齊。
此外，在上述內(nèi)容中主要說明了執(zhí)行陣列基板(玻璃基板)與TCP的安裝的接合裝置，但并不僅限于此，同樣可以適用于其他的安裝、例如COG的安裝技術(shù)、TAB/COF等的部件制造技術(shù)中。還有，即使取代ACF而使用不含有導(dǎo)電性顆粒的熱反應(yīng)性樹脂的粘合劑，由于對(duì)陣列基板與TCP等施加壓力而在夾入的狀態(tài)下固化粘合劑，因此面對(duì)面的電極彼此接觸，而能夠以導(dǎo)通的狀態(tài)進(jìn)行接合。
(第二實(shí)施方式)近年來，在微細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，配線間距也顯著變窄。與此相伴，需要進(jìn)行高精度的接合。但是，必須也要考慮在制造階段的一定程度的偏差，從而一般需要在考慮制造階段的偏差的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)配線間距等。即，必須設(shè)計(jì)成具有一定程度的安全系數(shù)的配線間距。
在本發(fā)明第二實(shí)施方式中，說明即使在進(jìn)一步縮小了配線間距的情況下也能夠進(jìn)行高精度的接合的對(duì)齊校正方式。
圖10是說明本發(fā)明第二實(shí)施方式的對(duì)齊校正的圖。
這里，說明將TCP側(cè)的下部電極與陣列基板(玻璃基板)側(cè)的上部電極接合的情況。例如，假設(shè)上部電極與下部電極為例如凸部的形狀。一般來說，接合部附近的對(duì)齊是通過CCD攝像機(jī)(有時(shí)簡單稱為攝像機(jī))來執(zhí)行的，而在本例中，從下部用攝像機(jī)60執(zhí)行位置調(diào)整。即，對(duì)陣列基板的電極與TCP的對(duì)應(yīng)的電極進(jìn)行對(duì)位而使其互相接近，并在其之間夾入ACF而施加壓力之前，用CCD攝像機(jī)進(jìn)行拍攝。并且，從拍攝的圖像了解所排列的多個(gè)電極中哪一個(gè)電極錯(cuò)位(間距錯(cuò)開)。針對(duì)錯(cuò)位電極的位置，若陣列基板側(cè)的電極的間隔大，則通過向TCP的相應(yīng)部分照射對(duì)齊用的激光而使其吸收而膨脹，相反地，若間隔小，則通過向陣列基板的相應(yīng)部分照射對(duì)齊用的激光并使其吸收而膨脹，從而校正錯(cuò)位。并且，之后夾入ACF并施加壓力，這次是照射使ACF吸收的激光而接合電極。
更具體地說，接合上部電極與下部電極時(shí)，如上述的第一實(shí)施方式所說明的那樣，從下部向ACF照射激光而使ACF熔敷接合，同時(shí)也從上部照射激光。更具體地說，從在圖4中說明的激光部40進(jìn)行激光照射。并且，對(duì)電極之間照射激光。與此相伴，在電極之間區(qū)域的附近，由于激光照射而產(chǎn)生伸張。通過控制由于該激光照射而產(chǎn)生的芯片的伸張或者薄膜的伸張，而能夠更加高精度地執(zhí)行上部電極與下部電極的接合。此外，來自激光部40的激光優(yōu)選設(shè)定成能夠透過玻璃的同時(shí)相對(duì)芯片封裝或薄膜易于吸收的波長。對(duì)齊用的激光照射并非僅限于電極與電極之間，也可以對(duì)因?yàn)殡姌O之間間隔短而發(fā)生了錯(cuò)位的部份的全體(包括電極部)進(jìn)行照射。
因此，以往只能設(shè)計(jì)成具有安全系數(shù)的配線間距，而通過執(zhí)行本申請(qǐng)實(shí)施方式的對(duì)齊校正，能夠執(zhí)行狹窄間距的配線接合，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更加高精度的安裝。理所當(dāng)然地，也可以取代TCP而采用硅芯片等的集成電路，也能夠通過選擇透過激光的波長，而逆轉(zhuǎn)與陣列基板(玻璃基板)的上下關(guān)系。
這次公開的實(shí)施方式在所有方面只是示例，而不可視為限定。本發(fā)明的范圍并非由上述的說明而是由權(quán)利要求來限定，其中包括與權(quán)利要求均等的內(nèi)容以及范圍內(nèi)的所有的變更。
權(quán)利要求
1.一種接合方法，是將引出電極與連接電極以物理方式及電氣方式分別進(jìn)行接合的方法，該引出電極由在平板顯示器的玻璃基板上排列的多個(gè)電極構(gòu)成，該連接電極由在與上述基板熱膨脹率以及/或者熱收縮率不同的構(gòu)件上以與上述引出電極配置對(duì)應(yīng)的方式排列的多個(gè)電極構(gòu)成，其特征在于，具有步驟A，使上述玻璃基板的引出電極與上述構(gòu)件的連接電極相對(duì)向，而使對(duì)應(yīng)的各個(gè)電極的位置對(duì)位，將由熱反應(yīng)性樹脂構(gòu)成的粘合劑中分散有導(dǎo)電性顆粒的各向異性導(dǎo)電材料，施加壓力而夾入到上述玻璃基板與上述構(gòu)件之間；步驟B，由激光光源照射激光，并使該激光透過上述基板以及/或者上述構(gòu)件而被上述各向異性導(dǎo)電材料吸收，從而加熱上述粘合劑；步驟C，在進(jìn)行上述激光的照射、或照射之后產(chǎn)生的上述粘合劑的固化之后，解除上述壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的接合方法，其特征在于，步驟A的壓力是通過用加壓頭以及支承臺(tái)夾住上述玻璃基板、上述各向異性導(dǎo)電材料以及上述構(gòu)件而施加的，使步驟B的激光進(jìn)而透過加壓頭或者支承臺(tái)而被上述各向異性導(dǎo)電材料吸收。
3.如權(quán)利要求2所述的接合方法，其特征在于，在相應(yīng)步驟中，在進(jìn)行了施加上述壓力之前的上述引出電極與上述連接電極的對(duì)位的狀態(tài)下，透過上述加壓頭以及/或者上述支承臺(tái)而拍攝上述引出電極以及上述連接電極，根據(jù)所拍攝的引出電極與連接電極的錯(cuò)位量來照射由上述玻璃基板吸收的光以及/或者由上述構(gòu)件吸收的光，由此校正上述引出電極與上述連接電極的錯(cuò)位。
4.如權(quán)利要求3所述的接合方法，其特征在于，由上述玻璃基板吸收的光以及/或者由上述構(gòu)件吸收的光照射到所排列的多個(gè)電極之間。
5.一種接合方法，是將引出電極與連接電極以物理方式及電氣方式分別進(jìn)行接合的方法，該引出電極由在平板顯示器的玻璃基板上排列的多個(gè)電極構(gòu)成，該連接電極由在與上述基板熱膨脹率以及/或者熱收縮率不同的構(gòu)件上以與上述引出電極配置對(duì)應(yīng)的方式排列的多個(gè)電極構(gòu)成，其特征在于，具有步驟D，使上述玻璃基板的引出電極與上述構(gòu)件的連接電極相對(duì)向，而使對(duì)應(yīng)的各個(gè)電極的位置對(duì)位，將由熱反應(yīng)性樹脂構(gòu)成的粘合劑，施加壓力而夾入到上述玻璃基板與上述構(gòu)件之間；步驟E，由激光光源照射激光，并使該激光透過上述基板以及/或者上述構(gòu)件而被上述粘合劑吸收，從而進(jìn)行加熱；步驟C，在進(jìn)行上述激光的照射、或照射之后產(chǎn)生的上述粘合劑的固化之后，解除上述壓力。
6.一種接合裝置，其插入由熱反應(yīng)性樹脂構(gòu)成的粘合劑、或者插入在上述粘合劑中分散有導(dǎo)電性顆粒的各向異性導(dǎo)電材料，將引出電極與連接電極以物理方式及電氣方式分別進(jìn)行接合，該引出電極由在作為被接合體的玻璃基板上排列的多個(gè)電極構(gòu)成，該連接電極由在與該玻璃基板熱膨脹率以及/或者熱收縮率不同的構(gòu)件上以與上述引出電極配置對(duì)應(yīng)的方式排列的多個(gè)電極構(gòu)成，其特征在于，具有照射規(guī)定波長的第一激光的第一激光光源，其利用通過對(duì)由上述熱反應(yīng)性樹脂構(gòu)成的粘合劑、或上述各向異性導(dǎo)電材料進(jìn)行照射而從上述粘合劑產(chǎn)生的熱，使上述引出電極與上述連接電極接合在一起；支承臺(tái)，其具有使從上述第一激光光源產(chǎn)生的第一激光透過的透過區(qū)域，并支承上述被接合體，從上述第一激光光源照射的第一激光被設(shè)定為透過上述玻璃基板以及上述構(gòu)件的透過率高、且相對(duì)于上述粘合劑的吸收率高的波長。
7.如權(quán)利要求6所述的接合裝置，其特征在于，還具有檢測透過了上述被接合體的第一激光的檢測裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的接合裝置，其特征在于，還具有用于在與上述支承臺(tái)之間對(duì)上述被接合體進(jìn)行加壓的加壓裝置，上述加壓裝置由上述第一激光的透過率高的材料形成，上述檢測裝置檢測經(jīng)由上述加壓裝置而透過的第一激光。
9.如權(quán)利要求8所述的接合裝置，其特征在于，上述加壓裝置具有真空吸附上述被接合體的同時(shí)并對(duì)上述被接合體進(jìn)行加壓的吸附孔。
10.如權(quán)利要求7所述的接合裝置，其特征在于，基于由上述檢測裝置檢測到的上述激光的受光強(qiáng)度來計(jì)測上述粘合劑的反應(yīng)速度。
11.如權(quán)利要求10所述的接合裝置，其特征在于，還具有控制裝置，該控制裝置計(jì)測上述粘合劑的反應(yīng)速度，并基于計(jì)測結(jié)果來控制上述第一激光光源的照射。
12.如權(quán)利要求6所述的接合裝置，其特征在于，還具有照射易于被上述玻璃基板或上述構(gòu)件吸收的第二激光的第二激光光源，上述第二激光以對(duì)上述引出電極或上述連接電極中的一方調(diào)整與對(duì)應(yīng)的另一方的電極的接合位置的方式進(jìn)行照射。
13.如權(quán)利要求12所述的接合裝置，其特征在于，上述第二激光對(duì)所排列的多個(gè)電極的相鄰電極之間進(jìn)行照射，調(diào)整上述引出電極與上述連接電極的接合位置。
14.如權(quán)利要求12所述的接合裝置，其特征在于，還具有用于在與上述支承臺(tái)之間對(duì)上述被接合體進(jìn)行加壓的加壓裝置，上述加壓裝置由上述第一以及第二激光的透過率高的材料形成。
15.如權(quán)利要求6所述的接合裝置，其特征在于，上述第一激光為半導(dǎo)體激光、固體激光以及光纖激光中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種接合裝置，其通過對(duì)作為安裝用粘合劑的各向異性導(dǎo)電膜(ACF)照射激光，而能夠縮短接合時(shí)間的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速且高精度的安裝。通過來自激光振蕩器(200)的照射，激光由激光反射鏡(125)反射，經(jīng)由支承玻璃(55)并通過陣列基板(玻璃基板)(1)，以小針點(diǎn)狀直接照射到ACF(10)上。來自激光振蕩器(200)的激光，被設(shè)定為透過被插入了ACF的TCP(2)以及陣列基板(1)的透過率比其他的波長高的波長。通過該激光照射，ACF被熔敷而將TCP(2)與陣列基板(1)接合在一起。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1818754SQ20061000708
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月10日
發(fā)明者児島榮作, 和田竹彥 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社