一種異方性導(dǎo)電膜紫外激光固化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于微電子封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種異方性導(dǎo)電膜(Anisotropic-Conductive-Film:ACF)的紫外激光固化裝置，該裝置主要要用于COG(Chip-on-Glass，玻璃芯片)，F(xiàn)OG (FPC-on-Glass)和 FOF (FPC-on-Film)等微型電路的連接。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)品的微型化、柔性化，電子線路越來越密集，線間距越來越小，傳統(tǒng)的錫鉛焊接工藝已無法滿足上述元器件的連接要求，需要用異方性導(dǎo)電膜(ACF)來實(shí)現(xiàn)微電路之間的連接和導(dǎo)通。
[0003]ACF是一種Z方向?qū)?，XY方向絕緣的異方性導(dǎo)電膜，在利用ACF進(jìn)行微電路連接后，上下電路導(dǎo)通，導(dǎo)通電阻通常小于I Ω，左右電極之間絕緣，其絕緣阻抗達(dá)18 Ω以上，且粘結(jié)強(qiáng)度大，通常大于5N/cm，連接的可靠性高。異方性導(dǎo)電膜(ACF)的上述特點(diǎn)使其在微電路連接領(lǐng)域得到越來越廣泛應(yīng)用。
[0004]目前在利用ACF進(jìn)行微電路連接的固化工藝的裝置中，有三種類型。一種是用于熱固型ACF連接工藝的熱壓固化裝置，一種是用于UV光固化型ACF連接工藝的光固化固化裝置，另外一種是用于熱固型ACF連接工藝的超聲固化裝置。
[0005]在上述三種裝置中，熱壓固化裝置是目前廣泛采用的ACF微電路連接設(shè)備。該裝置熱傳遞途徑是:首先由電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿陌l(fā)熱裝置，加熱壓頭，再由升溫后的壓頭加熱1C、FPC(Flexible Printed Circuit，柔性線路板)等上層需要連接的微電路，最后由加熱了的上層連接微電路將熱量傳輸?shù)紸CF層。這種熱量傳輸途徑升溫速度慢，通常需要13s-20s，溫度控制難，熱量損失大。
[0006]對于現(xiàn)有的ACF光固化裝置，如中國專利CN 203760001U，將ACF進(jìn)行微電路連接固化時(shí)，先需要壓頭加熱ACF膠至熔融狀態(tài)，才能更好地進(jìn)行光固化化反應(yīng)，所以需要另外附設(shè)加熱裝置和溫度控制裝置，這就相當(dāng)于在現(xiàn)有的熱壓固化裝置的基礎(chǔ)上額外增加了一套光源裝置。
[0007]對于現(xiàn)有的ACF超聲固化裝置，如美國專利US8287670B2，在固化時(shí)雖然可以快速升溫，但在固化過程中，因超聲振動容易引起連接微電路錯(cuò)位而導(dǎo)致導(dǎo)通電阻增大，甚至出現(xiàn)導(dǎo)通失敗；超聲設(shè)備易產(chǎn)生噪聲而污染環(huán)境。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于:克服現(xiàn)有的ACF固化裝置存在的缺陷，提出一種異方性導(dǎo)電膜紫外激光固化裝置，既可用于光固化型ACF的固化，也可用于熱固化型ACF固化，且無需增加熱源裝置，升溫速度更快，溫度控制更準(zhǔn)確，縮短了固化時(shí)間，提高了工作效率。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出以下技術(shù)方案:一種異方性導(dǎo)電膜紫外激光固化裝置，其包括紫外激光源、光處理器、振鏡、石英底座、壓頭、壓力控制裝置、程序控制器；
[0010]該石英底座的材料為紫外光學(xué)石英玻璃，呈倒“U”型；
[0011]該壓頭位于該石英底座的上方；
[0012]該壓力控制裝置位于該壓頭上方，該壓力控制裝置連接該壓頭；
[0013]該程序控制器與該紫外激光源、光處理器、振鏡分別連接，該程序控制器能夠控制該紫外激光源、光處理器、振鏡；
[0014]所述光處理器對紫外激光源輸出的激光進(jìn)行處理，輸出激光矩形束斑；
[0015]所述的振鏡將上述激光矩形束斑經(jīng)全反射后照射透過該石英底座。
[0016]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步限定在于，該紫外激光源的紫外光波長范圍在180nm-400nm ;該石英底座的透光波段是180nm-2500nm，紫外光的波長范圍是100nm-400nmo
[0017]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步限定在于，該光處理器對紫外激光源輸出的激光進(jìn)行處理，包括:A、擴(kuò)束，源激光束呈圓形光束，直徑只有幾微米到幾十微米，必須進(jìn)行擴(kuò)束處理，放大激光光束；B、在擴(kuò)束之后對激光光束進(jìn)行整形，使之呈矩形輸出；C、激光光場均勻化，即在擴(kuò)束、整形的之后使激光光束的光場均勻化，使其輸出的激光矩形束斑的橫截面上各點(diǎn)的能量一致；經(jīng)過光處理器后的激光矩形束斑強(qiáng)度均勻，激光矩形束斑照射區(qū)域內(nèi)溫度升幅一致。
[0018]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步限定在于，該振鏡將激光矩形束斑經(jīng)全反射后照射在放置在石英底座和壓頭之間的異方性導(dǎo)電膜上的同時(shí)，通過振鏡的運(yùn)動使激光矩形束斑沿異方性導(dǎo)電膜的長度方向掃描。
[0019]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步限定在于，激光矩形束斑的長度大于異方性導(dǎo)電膜的寬度Imm左右，激光矩形束斑的寬度與長度之比不小于1/7。
[0020]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步限定在于，該程序控制器利用程序設(shè)定和調(diào)控紫外激光源的功率和激光照射時(shí)間、利用程序設(shè)定控制激光處理器輸出的激光矩形束斑的長和寬、利用程序設(shè)定控制該振鏡偏轉(zhuǎn)角度和掃描頻率。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0022]本實(shí)用新型異方性導(dǎo)電膜紫外激光固化裝置，可用于光固化型ACF的固化，也可用于熱固化型ACF固化。
[0023]本實(shí)用新型異方性導(dǎo)電膜紫外激光固化裝置，利用激光穿過石英底座和ITO玻璃或ITO膜直接照射在ACF層，ACF直接吸收激光光能而使ACF快速升溫到熔融或固化所需溫度，升溫速度快，熱傳導(dǎo)路程短，熱能損失小。又因激光功率和照射時(shí)間易于控制，所以溫度控制準(zhǔn)確。對于光固化型ACF的固化也無需另外附設(shè)加熱裝置。在固化過程中，本實(shí)用新型裝置既沒有振動，也不會產(chǎn)生噪聲，固化質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，環(huán)境友好。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型異方性導(dǎo)電膜(ACF)紫外激光固化裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖2為激光掃描ACF時(shí)激光矩形束斑與ACF的相對位置的示意圖。
[0026]圖3為石英底座材料的透光光譜圖。
[0027]圖4為石英底座呈倒“U”形設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1所示，本發(fā)明提出一種異方性導(dǎo)電膜(ACF)紫外激光固化裝置，其包括紫外激光源10、光處理器11、振鏡12、石英底座13、壓頭17、壓力控制裝置18、程序控制器20。
[0029]該石英底座13整體呈倒“U”形結(jié)構(gòu)(如圖4所示)，該底座的厚度是d。
[0030]該石英底座13的材料是紫外光學(xué)石英玻璃(JGS2)，其透光波段是180nm-2500nm，紫外光的波長范圍是100nm-400nmo
[0031]該壓頭17位于該石英底座13的上方。
[0032]該壓力控制裝置18位于該壓頭17上方，該壓力控制裝置18連接該壓頭17。
[0033]使用過程中，在該石英底座13和該壓頭17之間從下向上依次放有透明ITO(氧化銦錫)玻璃或ITO (氧化銦錫)膜14、ACF(異方性導(dǎo)電膜)15和FPC (Flexible PrintedCircuit，柔性線路板)或IC16。
[0034]該FPC或IC 16和ITO玻璃或ITO膜14電極對好位后，壓力控制裝置18開始對壓頭17施壓，然后紫外激光源10開始照射，激光光束通過光處理器11進(jìn)行擴(kuò)束、整形、光場均勻化處理，輸出激光矩形束斑19 (激光矩形束斑19的長度須大于ACF 15的寬度Imm左右，激光矩形束斑19的寬度與長度之比不小于1/7)，經(jīng)過振鏡12反射后，激光矩形束斑19穿過倒“U”形的石英底座13以及透明的ITO玻璃或ITO膜14，然后照射在ACF 15上，將激光矩形束斑19沿ACF15的長度方向掃描(如圖2所示)，ACF 15吸收激光光能發(fā)熱快速升溫。掃描角度根據(jù)ACF 15的長度設(shè)定，掃描范圍超過ACF 15的長度即可，掃描速率控制在500mm/s-1000mm/s。
[0035]該程序控制器20與該紫外激光源10、光處理器11、振鏡12分別連接，該程序控制器20能夠控制該紫外激光源10、光處理器11、振鏡12。
[0036]光固化時(shí)，使得ACF 15短時(shí)間內(nèi)(0.5s)到達(dá)熔融溫度，同時(shí)UV光引發(fā)ACF 15中的光固化劑，實(shí)現(xiàn)ACF固化。
[0037]熱固化時(shí)，使得ACF 15快速升到固化溫度，通常時(shí)間〈1.0s。同時(shí)引發(fā)熱固化劑，實(shí)現(xiàn)ACF固化。
[0038]在上述固化過程中，當(dāng)ACF膠處于熔融狀態(tài)時(shí)，壓力控制裝置18在激光照射前對該壓頭17施壓，當(dāng)ACF膠處于熔融狀態(tài)時(shí)，該壓力使得導(dǎo)電微球在電極間變形，增大了導(dǎo)通接觸面積，因此，固化后上下連接電路獲得良好的導(dǎo)通性。
[0039]所述的紫外激光源10是紫外