JP2008187122A - 電極接続装置および電極接続方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電極面積を小さくした場合であっても、導電性粒子を増やすことなく、電極同士で安定した電気的接続を可能とする電極接続装置及び電極接続方法を提供する。
【解決手段】圧着ヘッド42またはLSI配置ツール(図示せず。)には、LSI3が保持される部位に、LSI3の電極(LSIバンプ)を磁化させるバンプ磁化手段421が設けられ、バンプ磁化手段421が、LSI3を熱圧着させる前に、LSIバンプが位置する領域に水平方向(パネル搭載面に対し水平方向の)の磁場または電場を発生させることによって、LSIバンプを磁化させる。
【選択図】図1
【解決手段】圧着ヘッド42またはLSI配置ツール(図示せず。)には、LSI3が保持される部位に、LSI3の電極(LSIバンプ)を磁化させるバンプ磁化手段421が設けられ、バンプ磁化手段421が、LSI3を熱圧着させる前に、LSIバンプが位置する領域に水平方向(パネル搭載面に対し水平方向の)の磁場または電場を発生させることによって、LSIバンプを磁化させる。
【選択図】図1
Description
本発明は、電極接続装置および電極接続方法に関し、特に、異方性導電膜を用いて各電極同士を接続させるための電極接続装置および電極接続方法に関する。
例えば、ガラス基板等を用いて形成される液晶パネル上にLSI実装を行うCOG型の液晶表示装置では、異方性導電膜(ACF)を用いて液晶パネルと駆動用集積回路(以下、LSIという。)とを接続している。一般に、ACFは、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の接合剤(バインダ)内に多量の導電性粒子を含ませることによって形成され、導電性粒子により電気的導通をとりつつ、バインダにより機械的接続を行う。
図6は、LSI実装工程を模式的に示す説明図である。図6に示すように、LSI実装工程は、液晶パネル(対象パネル)1にACF2を貼り付けて、その上にLSI3を載せて仮圧着させた後、ACF2を加熱しつつ上から加圧することによって、LSI3を熱圧着させる。
また、図7は、LSI実装工程のうちのLSI圧着工程におけるACF2の状態を示している。図7(a)はLSI3に対し加圧する前のACF2の状態を示し、図7(b)はLSI3に対し加圧した後のACF2の状態を示している。なお、図7では、ACF2を用いて液晶パネル(対象パネル)1の電極11(以下、パネル電極11という。)とLSI3の電極31(以下、LSIバンプ31という。)とを接続する例を示している。ACF2は、例えば、熱硬化性樹脂等のバインダ22に、Ni等の金属メッキが施された導電性粒子21を混入したものである。
図7(a)に示す状態では、ACF2は、対象パネル1とLSI3の間に貼り付けられている。この状態から、図7(b)に示すように、ACF2を加熱しつつLSI3を押圧すると、ACF2が軟化して、LSIバンプ31とパネル電極11との間に導電性粒子21が挟み込まれる。接続される電極間で必要十分な数の導電性粒子21が捕捉されることによって電気的導通がとられる。
軟化状態となったACF2は、押圧によってLSI3の外部に向かって流れていく(図7(b)の黒矢印参照。)。なお、図7(b)において拡大して示すように、ACF2のバインダ22とともに導電性粒子21も合わせて流動している。このように、LSI圧着時(すなわち、接続される電極間に捕捉されるとき)の導電性粒子の位置は不安定である。
近年、LSIファインピッチ化やシュリンク化に伴い、電極面積が小さくなってきている。電極面積が小さくなると、接続される電極間で導電性粒子を捕捉しにくくなるという問題がある。図8に、電極面積と導電性粒子の捕捉数との関係を示す。図8は、導電性粒子21を捕捉しているLSIバンプ31の上面図である。図8に示すように、電極面積が小さくなると、電極面積に対して捕捉できる導電性粒子の数が少なくなる。また、LSI圧着時の導電性粒子の流動による影響が顕著にでることにより、さらに接続される電極間で導電性粒子を捕捉しにくくなる。
この問題を解決するための一つの方法として、バインダに含ませる導電性粒子の数を増やす方法が考えられるが、導電性粒子を増やしすぎると、隣り合う電極間で短絡が発生し絶縁性が低下してしまうため、限界がある。
特許文献1には、電極面積が小さく隣り合う電極間隔が小さい電極間の短絡を未然に防止することができるように、電極間に磁界を印加して押圧する導体の接続方法が記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載されている接続方法は、電極面積が小さい電極間でも十分な数の導電性粒子が捕捉されるように導電性粒子の数を増やしたことを前提に、隣り合う電極間の短絡を防止するための方法であると言え、上下方向に接触して配置できるだけの十分な数量の導電性粒子をバインダ内に含有させる必要がある。
そこで、本発明は、電極面積を小さくした場合であっても、導電性粒子を増やすことなく、接続される電極同士で安定した電気的接続を可能とする電極接続装置および電極接続方法を提供することを目的とする。
本発明による電極接続装置は、第1の電極と第2の電極との間に異方性導電膜を介在させて押圧することによって、電極同士を接続させる電極接続装置であって、異方性導電膜として、磁性を有する導電性粒子を接合剤内に含有している異方性導電膜を用い、第1の電極及び第2の電極のうち少なくとも片方の電極として、磁性を有する電極を用い、第1の電極及び/または第2の電極を押圧する押圧部(例えば、圧着ヘッド42)と、磁性を有する電極を磁化させる電極磁化部(例えば、バンプ磁化手段421)と、異方性導電膜の加熱手段とを備え、前記押圧部によって、異方性電導膜を加熱した状態、かつ磁性を有する電極が電極磁化部によって磁化された状態で、第1の電極及び第2の電極とを異方性導電膜を介して押圧するように構成されたことを特徴とする。
また、電極磁化部は、磁性を有する電極を備えた被押圧物を、押圧部が押圧する前に保持する部位に設けられ、前記電極磁化部は、前記被押圧物が保持された状態で、前記磁性を有する電極が位置する領域に、押圧方向に対し垂直な方向の電界または磁界を発生させて、磁性を有する電極を磁化してもよい。
また、本発明による電極接続方法は、第1の電極と第2の電極との間に異方性導電膜を介在させて押圧することによって、電極同士を接続させる電極接続方法であって、異方性導電膜として、磁性を有する導電性粒子を接合剤内に含有している異方性導電膜を用い、第1の電極及び第2の電極のうち少なくとも片方の電極として、磁性を有する電極を用い、異方性電導膜を加熱した状態で、磁化された磁性を有する電極と異方性導電膜とを接触または近接させて異方性導電膜に磁力を与え、次いで、異方性導電膜を加熱した状態で、第1の電極及び第2の電極とを前記異方性導電膜を介して押圧することを特徴とする。
本発明によれば、電極磁化部により、磁性を有する電極を磁化させ、押圧部が、磁化された電極を押圧するので、磁性を有する導電性粒子を磁化された電極に引き寄せることができる。従って、本電極接続装置を用いて導体を接続すれば、各電極同士で安定した電気的接続が可能となる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明による電極接続装置の一例を示す説明図である。図1に示す電極接続装置4は、接続対象である対象パネル1を保持するためのバックアップテーブル41と、バックアップテーブル41に保持される対象パネル1に対し、ACF2を介在させた状態でLSI3を押圧する圧着ヘッド42とを備える。なお、バックアップテーブル41上の対象パネル1にLSI3を載せるためのLSI配置ツールをさらに備えていてもよい。
圧着ヘッド42は、バックアップテーブル41に保持される対象パネル1におけるLSI実装位置に対応するように配置される。この電極接続装置4は、バックアップテーブル41上で圧着ヘッド42を下方に移動させることによって、ACF2が貼り付けられた対象パネル1に対し、LSI3を押圧できるようになっている。
図7に示された場合と同様に、ACF2はバインダ(接合剤)22内に導電性粒子21を混入したものであるが、本発明による電極接続装置4では、磁性を有する導電性粒子21を混入したACF2を用いる。なお、導電性粒子21は、Ni等の金属粒子をコアにもつものがより望ましい。また、LSI3の電極(LSIバンプ31)として、NiバンプやNiメッキ処理が施されたAuバンプなど磁性を有する電極を用いる。
なお、図示省略しているが、少なくともバックアップテーブル41または圧着ヘッド42のいずれか一方に、対象パネル1またはLSI3を介してACF2を加熱するためのヒータが設けられている。
また、本実施の形態において、圧着ヘッド42は、LSI3を保持するためのLSI保持機構を備える。すなわち、圧着ヘッド42にLSI3を保持させた状態で下方に移動させることによって、ACF2が貼り付けられた対象パネル1に対し、LSI3を押圧する。LSI保持機構は、例えば、LSI3を真空吸引する真空チャック(真空吸引用の配管および吸引ポンプを含む)であってもよい。また、例えば、LSI3の側面を狭持する固定用治具であってもよい。
なお、電極接続装置4が、圧着ヘッド42とは別に、バックアップテーブル41上の対象パネル1にLSI3を載せるためのLSI配置ツールを備えている場合には、LSI配置ツールがLSI保持機構を備えていればよい。そして、LSI配置ツールでLSI3を対象パネル1のACF2上に載せた後で、圧着ヘッド42を下方に移動させることによって、対象パネル1に載せられたLSI3に対し、押圧すればよい。そして、電極接続装置4は、このLSI保持機構によってLSI3が保持される部位に、LSIバンプ31を磁化させるバンプ磁化手段421が設けられている。バンプ磁化手段421は、LSIバンプ31が位置する領域に、水平方向(パネル搭載面に対し水平方向の)の磁場または電場をかけることによって、LSIバンプ31を磁化させる。
次に、電極接続装置4による電極接続方法について説明する。図2は、電極接続装置4を用いたLSI実装工程の一例を示すフローチャートである。まず、図1に示すように、電極接続装置4のバックアップテーブル41に液晶パネル等の対象パネル1を載せ、その対象パネル1のLSI搭載位置に合わせてACF2を貼り付ける(ステップS1)。
次に、LSIバンプ31を磁化させる(ステップS2)。例えば、圧着ヘッド42(またはLSI配置ツール)の下面に設けられた真空チャックでLSI3の上面を真空吸着させた状態で、バンプ磁化手段421が、LSIバンプ31が位置する領域に、所定の磁場または電場を発生させることによって、LSIバンプ31を磁化させる。また、例えば、圧着ヘッド42(またはLSI配置ツール)の下面に設けられた固定用治具でLSI3の側面を狭持させた状態で、バンプ磁化手段421がLSIバンプ31に磁場または電場をかけることによって、LSIバンプ31を磁化させる。なお、余計なごみを吸着しないよう、LSI3を押圧する直前に磁化させることが望ましい。
そして、ヒータでACF2を加熱してACF2を軟化させつつ、圧着ヘッド42を下方に移動させ、LSIバンプ31を磁化させたLSI3を熱圧着する(ステップS3)。ACF2が軟化温度に達すると、ACF2のバインダ22は、LSI3への加圧によってLSI3の外側に向かって流動しはじめる(図7(b)参照。)。バインダ22内の導電性粒子21もバインダ22の流動にともない流動しはじめるが、磁性を有する導電性粒子21は、磁化されたLSIバンプ31またはそのLSIバンプ31に接触している付近の導電性粒子21に引き寄せられるように流動しはじめる。
圧着ヘッド42が所定の加圧域に達するまで移動すると、パネル電極11とLSIバンプ31との間に、引き寄せられた導電性粒子21が挟み込まれる。この状態で、さらにACF2のバインダ22を硬化温度に達するまで加熱することによって、バインダ22が固まり、電極同士の接続処理が完了する。
図3および図4は、バンプ磁化手段421の一例を示す説明図である。図3は、バンプ磁化手段を磁場発生手段によって実現した場合の実施例を示している。また、図4は、バンプ磁化手段を電場発生手段によって実現した場合の実施例を示している。
図3に示すように、バンプ磁化手段421は、磁場発生手段421aによって実現されていてもよい。図3(a)は、圧着ヘッド42に配設される磁場発生手段421aの一例をLSI3の側面側から示している。図3(b)は、図3(a)に示す磁場発生手段421aをLSI3の背面側(バンプ側)から示している。図3(a)に示すように、圧着ヘッド42(またはLSI配置ツール)の下面近くに、コイル等の磁場発生手段421aを配設し、圧着ヘッド42がLSI3を保持している状態で、その磁場発生手段421aを励磁する(例えば、コイルに電流を印加する)ことによって、磁場を発生させてもよい。本発明においては、少なくともLSI3を保持した状態で、LSIバンプ31が位置する領域に、パネル搭載面に対し水平方向の磁場が形成されるように磁場発生手段421aを配設する。なお、図3(b)に示すように、磁場発生手段421aは、LSIバンプ31が位置する領域においてLSI3の内部位置より外側に向かう磁場を発生させられるように配設されることが望ましい。
また、図4に示すように、バンプ磁化手段421は、電場発生手段421bによって実現されていてもよい。図4に示すように、圧着ヘッド42(またはLSI配置ツール)の下面表面の、保持されるLSI3の両側面を挟み込む位置に、2つの電極を設け、その電極にそれぞれ別々に電圧を印加することによって、電場を発生させてもよい。なお、LSI保持機構がLSI3の側面を狭持する固定用治具によって実現される場合には、電場発生手段421bを、固定用治具においてLSI3の側面を狭持している部位の下面表面に設ければよい。
図5は、LSI圧着工程における導電性粒子21の流動の様子を示す説明図である。図5に示すように、ACF2のバインダ22が軟化温度に達し流動可能な状態になると、LSI3への加圧によってバインダ22はLSI3の外側に向かって流動する。バインダ22内の導電性粒子21も、バインダ22の流動にともない流動しはじめるが、磁性を有しているため、LSIバンプ31の磁力またはそのLSIバンプ31に接触し磁化された付近の導電性粒子21の磁力に引き寄せられて流動する。
以上のように、LSI3を熱圧着させる前に、そのLSIバンプ31が位置する領域に水平方向の磁場または電場を発生させて、LSIバンプ31を磁化させることによって、LSI3を熱圧着させる際に導電性粒子21をLSIバンプ31側に引き寄せることができる。結果、電極面積を小さくした場合であっても、導電性粒子を増やすことなく、接続される電極間で必要な粒子捕獲数を安定して確保することができる。従って、本電極接続装置を用いて導体を接続すれば、電極同士で安定した電気的接続が可能となる。
また、捕捉数を確保するためにACF内に混在させる導電性粒子の数を増やす必要がないので、その分のコストを削減できる。また、粒子捕捉が安定することによって、接続を安定させ、品質を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、液晶パネルを対象パネルとし、その液晶パネルにLSIを接続するための電極接続装置を例に示したが、ACFを用いて電極同士を接続するための装置であれば、対象パネルは液晶パネルに限定されず、また対象パネルに接続させる側もLSIに限定されない。例えば、対象パネルがフレキシブル基板やプリント基板であってもよい。また、対象パネルに接続させる側がフレキシブル基板であってもよい。具体的には、COF(Chip On Film)や、FOG(Film On Glass )、FOB(Film On Board)、COB(Chip On Board)のための電極接続装置であってもよい。
本発明は、液晶表示装置の製造工程に用いられる電極接続装置に限らず、導電性粒子を混在させてなる異方性導電膜を用いて電極同士を接続させるための電極接続装置であれば、好適に適用可能である。
1 対象パネル
2 異方性導電膜(ACF)
21 導体性粒子
22 バインダ(接合剤)
3 駆動用集積回路(LSI)
4 電極接続装置
41 バックアップテーブル
411 磁界発生機構
42 圧着ヘッド
2 異方性導電膜(ACF)
21 導体性粒子
22 バインダ(接合剤)
3 駆動用集積回路(LSI)
4 電極接続装置
41 バックアップテーブル
411 磁界発生機構
42 圧着ヘッド
Claims (3)
- 第1の電極と第2の電極との間に異方性導電膜を介在させて押圧することによって、前記電極同士を接続させる電極接続装置であって、
前記異方性導電膜として、磁性を有する導電性粒子を接合剤内に含有している異方性導電膜を用い、前記第1の電極及び第2の電極のうち少なくとも片方の電極として、磁性を有する電極を用い、
前記第1の電極及び/または第2の電極を押圧する押圧部と、前記磁性を有する電極を磁化させる電極磁化部と、前記異方性導電膜の加熱手段とを備え、
前記押圧部によって、前記異方性電導膜を加熱した状態、かつ前記磁性を有する電極が前記電極磁化部によって磁化された状態で、前記第1の電極及び第2の電極とを前記異方性導電膜を介して押圧するように構成された
ことを特徴とする電極接続装置。 - 前記電極磁化部は、前記磁性を有する電極を備えた被押圧物を、前記押圧部が押圧する前に保持する部位に設けられ、
前記電極磁化部は、前記被押圧物が保持された状態で、前記磁性を有する電極が位置する領域に、押圧方向に対し垂直な方向の電界または磁界を発生させて、前記磁性を有する電極を磁化する
請求項1に記載の電極接続装置。 - 第1の電極と第2の電極との間に異方性導電膜を介在させて押圧することによって、前記電極同士を接続させる電極接続方法であって、
前記異方性導電膜として、磁性を有する導電性粒子を接合剤内に含有している異方性導電膜を用い、
前記第1の電極及び第2の電極のうち少なくとも片方の電極として、磁性を有する電極を用い、
前記異方性電導膜を加熱した状態で、磁化された前記磁性を有する電極と前記異方性導電膜とを接触または近接させて前記異方性導電膜に磁力を与え、
次いで、前記異方性導電膜を加熱した状態で、前記第1の電極及び第2の電極とを前記異方性導電膜を介して押圧する
ことを特徴とする電極接続方法。
Priority Applications (1)
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JP2007021233A JP2008187122A (ja) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | 電極接続装置および電極接続方法 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011135083A (ja) * | 2009-12-23 | 2011-07-07 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | 少なくとも1つのチップとワイヤ要素をアセンブルする方法、変形する接続要素を有する電子チップ、複数のチップを製造する方法、及び、少なくとも1つのチップとワイヤ要素のアセンブリ |
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CN108260301A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-07-06 | 友达光电(苏州)有限公司 | 一种压合装置 |
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2007
- 2007-01-31 JP JP2007021233A patent/JP2008187122A/ja active Pending
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