JPH049821A

JPH049821A - ボンディング装置

Info

Publication number: JPH049821A
Application number: JP11016090A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Takano; 忠高野
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1992-01-14
Anticipated expiration: 2012-11-05
Also published as: JP2673596B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明はボンディング装置に関し、特に液晶パネル等の
ガラス基板上の半透明電極とその液晶を駆動するドライ
バ部品等の周辺部品とを異方性導電膜を介してボンディ
ングするボンディング装置に関する。

［背景技術］従来、この種のボンディング接続はＱＦＰ　（クワッド
・フラット・パッケージ）のような半導体集積回路のボ
ンディングを半田付で行う場合と異なり、数十ｋｇ／ｃ
ｍ”の加圧荷重及び数百度の過熱が必要とされる。この
ボンディング接続は第４図に示すような過熱されたボン
ディング工具３０（以下、ツールと呼ぶ）にて被ボンデ
イング部品に荷重が加えられツール自体の熱量及びツー
ルに伝達される熱量によって過熱接続される。即ち、第
４図に示すボンディング装置は図示せぬ昇降機構により
被ボンデイング部品を加圧して過熱接続を行う断面略Ｕ
字形状のツール３ｏと、このツール３０をツール固定ネ
ジ３１により固定保持する一対の電極３２ａ、３２ｂと
、この電極３２ａ　　３２ｂを支持する絶縁部材３３と
、前記電極３２ａ、３２ｂに電流を供給する一対のケー
ブル３４ａ、３４ｂとで構成されている。

上記構成よりなる装置において、被ボンデイング部品と
なる下面に電極の形成された接続部品５とガラス基板１
のパターン電極とが異方性導電ｗＡ３を介して加圧され
て過熱接続される。この過熱接続は前記ケーブル３４ａ
、３４ｂより電極３２ａ、３２ｂを経てツール３０に電
流が流れツール抵抗部分にて発生するジュール熱により
過熱圧接されるものである。

上記のような異方性導電膜によるボンディング接続につ
いて第５図及び第６図を用いて詳細に説明する。

第５図は液晶デイスプレィの単純マトリクスパネルの構
造を示す図であり、上下のガラス基板３６．３７の対向
する面倒にはストライブ状のｒ　Ｔ　Ｏ（ｉｎｄｉｕｍ
−ｔｉｎ−ｏｘｉｄｅ）電極３６ａ、３７ａが形成され
ている。この電極３６　ａ　＋　３７　ａは半透明電極
であり、図示のような上部の基板にデータ電極３６ａ、
下部の基板に走査電極３７ａが形成されている。また、
上下の基板３６及び３７間には液晶を注入する液晶封入
口４０及び該液晶をシールするシール部４１が設けられ
ている。

図中液晶封入口４０のある端子エリアを除（実装エリア
３９の上記ＩＴＯ端子との接続は、ポリイミドフィルム
等で形成されたテープに形成された電極と異方性導電膜
を介して加圧して過熱接着される。

この異方性導電膜は第６図に示すようなポリイミドフィ
ルム等よりなるテープ４に形成された電極とガラス基板
１上に形成された電極間に異方性導電膜３を介して過熱
圧着されるものであるが、この異方性導電膜３は加圧さ
れた部分の厚み方向には低抵抗であるが水平方向には絶
縁されているため容易に電気的に接続できるものである
。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、従来のようなボンディング装置で異方性
導電膜３を介して行うボンディング接続では以下のよう
な欠点がある。

即ち、第１に、接合部品である電極の形成されたポリイミドフ
ィルム等で形成されたテープ４は従来のような加圧して
過熱接着されるものでは、ポリイミドフィルム等で形成
されたテープ４が過熱されると収縮する傾向があり、！
極間のピッチがずれる恐れがある。しかも、このボンデ
ィングは第５図に示すように実装エリア３９を一度にボ
ンディングするので、１つの電極がずれると他の隣接す
る電極も相対的に累積してずれるという欠点がある。こ
のテープ４を介さないで直接電極および異方性導電１１
１３を加圧して過熱接着する方法を採用するとツール面
が汚れる等の問題があるので、通常ポリイミドフィルム
等で形成されたテープ４が一般的に用いられている。

第２に、従来のものではツールボンディング面の熱分布
にばらつきが発生し、電極間のピッチの相対的なずれが
発生し精度のよいボンディングができない欠点がある。

第３に、上記熱分布のばらつきによりツール３０の膨張
にもばらつきが発生しツールボンディング面の平面度が
維持できなくなる恐れがあるという欠点がある。

第４に、ツール３０の過熱によりＩＴＯ電極が形成され
た周辺のパネル等にも熱影響を与え、ツール３０の被ボ
ンデイング物に対する平行度を維持できないという欠点
がある。

第５に、従来の装置では完全に被ボンデイング物を押さ
える前に過熱が始まるので、熱によるズレが発生する欠
点がある。逆に過熱前に被ボンデイング物を押さえた場
合には熱効率が悪くなり熱の立上がりが遅いという欠点
がある。

第６に、ツールボンデインク面の加工精度が厳しく加工
が難しいという欠点がある。

第７に、形状の異なる品種の切換時にはツール３０も変
更しなければならない欠点がある。

第８に、ツール３０のボンディング面が変形するため定
期的に研磨する必要が起こるという欠点がある。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたもので、ポ
リイミドフィルム等に形成された電極とガラス基板上に
形成された電極とを異方性導電膜を介して行うボンディ
ング接続であっても被ボンデイング部品に長時間の加熱
を与えること無く精度のよいボンディング接続を行うこ
とのできるボンディング装置を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］本発明は電極の形成された基板と、１ｉ極が配置され可
撓性を有し帯状に形成された媒体と、前記基板の電極と
前記媒体の電極との接続を異方性導電膜を介して行うボ
ンディング装置であって、前記媒体を透明な板状の部材
により押さえて光学的発生手段により収束光を照射して
過熱し前記媒体の電極と前記基板上の電極とを異方性導
電膜を介して電気的に接続するように構成したものであ
る。

［実施例］次に、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第１図は本実施例に用いられるボンディング装置の正面
図であり、第２図は第１図の側面図、第３図は、第１図
の装置に組込まれたレーザヘッドと被ボンデイング部品
の一部拡大図である。なお、従来のものと同じ構成及び
機能を有するものについては同じ符合を用いて説明する
。

図において、ガラス基板１には液晶デイスプレィの透明
なＩＴｏｌを極３６ａ、３７ａが形成されており、この
ガラス基板ｌは装置本体に設けられたガラス基板受台２
上に真空吸着等の手段（図示せず）により吸着保持され
る。異方性導電膜３は通常ポリイミドフィルム等で形成
された可撓性を有する帯状のテープ４上に形成された電
極、即ち接合部品５が貼付けられて供給される。この接
合部品５が形成されたテープ４は第２図に示すようにガ
ラス基板受台２の後方に配置された吸着アーム６で吸着
できるように構成されている。この吸着アーム６は装置
本体に設けられたテープＸＹ軸７、このテープＸＹ軸７
上に載置されたテープθ軸８及びテープＺ軸９とにより
水平面（ＸＹ力方向への移動、回転方向（θ方向）への
回転及び上下方向（Ｚ軸方向）への移動ができる構成と
なっており、これにより吸着アーム６は所定の位置でテ
ープ４を吸着して位置検出のため所定の位置で停止する
ことができる。

次に、テープ４が押さえられボンディングされるボンデ
ィングヘッドの機構を説明する。

図において、装置本体上に固定されたフレームＩＯにガ
ラス基板受台２の上面と対向する側にＸ方向及びＹ方向
に移動可能なヘッドＸＹテーブル１１が設けられている
。このヘッドｘＹテーブル１１の第２図図示の前方には
カメラ１６が搭載されている。このカメラ１６はヘッド
ｘＹテーブル１１の移動によりガラス基板受台２上のガ
ラス基板１とテープ４の位置を検出してテープ４側の位
置補正を行うものである。ヘッドＸＹテーブル１１の下
部にはＺ軸１２が搭載され、このＺ軸１２によりＺ軸方
向に移動可能な可動部が設けられている。この可動部は
ヘッドθ軸１２ａと、このヘッドθ軸１２ａの回転軸に
支持され回転方向に回転可能な押さえアーム１２ｂ及び
この押さえアーム１２ｂの先端に固定されテープ４を上
面より押圧する押さえガラス１２ｃで構成されている。

上記ヘッドθ軸１２ａの回転軸の上端部にはヘッドＸＹ
テーブル１１より支承されたフレーム１１ａのフレーム
軸に揺動可能に支持された加圧アーム１３の先端に回転
可能なローラ１３ａが接離可能に設けられている。また
、２軸１２の前記ヘッドθ軸１２ａと反対側には加圧ア
ーム１３の他端を付勢する加圧シリンダ１４が設けられ
ている。上記加圧アーム１３はヘッドθ軸１２ａ、押さ
えアーム１２ｂ及び押さえガラス１２ｃが可動するとき
、この加圧アーム１３も追従して動作するように構成す
るため、加圧シリンダ１４には常時若しくはＺ軸１２の
駆動時に加圧アーム１３が追従するのに必要な圧力が供
給されるように構成されている。Ｚ軸１２の駆動部が下
降して押さえガラス１２ｃがテープ４に接触したとき、
加圧シリンダ１４にボンディング加圧が供給される。こ
のとき、ボンディング加圧が小さい場合には常にボンデ
ィング加圧が図示せぬ調整機構により加えられる構成と
なっている。また、押さえガラス１２ｃは交換可能に構
成されている。

次に、レーザヘッド機構を説明する。

Ｚ軸１２に支持されたレーザヘッド機構１５は、レーザ
ヘッド１５ａと、このレーザヘッド１５ａを支持するレ
ーザヘッドホルダ１５ｂ及びこのレーザヘッドホルダ１
５ｂをＸ若しくはＹ方向の何れか一方向に移動させるス
ライドレール１．５ｃとで構成されている。このスライ
ドレール１５ｃに被ボンデイング物の接合部分の長さ分
（ボンディング範囲分）案内されてレーザヘッド１、５
　ａが図示せぬレーザ発振器本体及びファイバ１、５　
ｄで伝送されるレーザを照射しながらボンディング部分
を過熱してボンディング接続させる。このレーザヘッド
１５ａにより照射されるレーザにはネオジウムヤグレー
ザＣＮｄ：ＹＡＧレーザ）等の固体レーザが使用される
。これはガラス及びテープ材料として用いられるポリイ
ミドに対する透過率が比較的高いためである。

また、押さえガラス１２ｃの材料として石英ガラスやＮ
ｄ　：　ＹＡＧレーザ用にコーティングされたガラスを
使用すると伝達効率が良い。このレーザ光の出力、送り
速度、スポット径等はレーザ発振器本体側で調整制御す
ることができるように構成されており、適宜最適な条件
を選択できるように設定する。また、スライドレール１
５ｃで案内されるレーザヘッド１５ａを図示せぬ制御回
路内の記憶手段により位置等を記憶できるように構成さ
れている。したがって、レーザヘッド１５ａの位置制御
が可能であるから品種切換の都度移動範囲を記憶させる
ことにより対応が容易である。

以上のような構成を有する装置の作用について説明する
。

まず、ヘッドＸＹテーブル１１を移動させてカメラ１６
によりガラス基板１とテープ４の位置を撮像する。この
カメラ１６により撮像されるテープ４とガラス基ａｉ　
ｉ上には予めカメラ側に位置検出用のマークが形成され
ている（但し、テープのカメラ側にマークを入れられな
い場合にはカメラをテープの下側に配置する構成とする
。）ので、このマークを検出し吸着アーム６でテープ４
を吸着しながらテープＸ、　Ｙ軸７、テープθ軸８等に
よりテープ４とガラス基板１上のマークを合わせて位置
補正（ＸＹ方向及びθ回転方向）を行い、第３図に示す
ような位置までテープＺ軸９が移動し重ね合わせた状態
で待機する。次に、押さえアーム１２ｂが図示せぬ制御
回路により制御されてＺ軸方向に下降して押さえガラス
１２ｃによりテープ４に形成されている接合部品５を押
さえる。これらの可動時、加圧シリンダ１４には常時若
しくはＺ軸駆動時に加圧アーム１３がフレーム１１ａの
フレーム軸を中心として追従できるような付勢力が付与
されているので、加圧アーム１３も追従して動作する。

Ｚ軸１２の駆動軸が下降し押さえガラス１２ｃにはテー
プ４に接触したとき加圧シリンダ１４の作用によりボン
ディング加圧が供給される。この加圧された状態にてレ
ーザヘッド１５ａがスライドレール１５ｃ上をボンディ
ング範囲公案内されてレーザを照射してボンディング接
続を行う。

上記ボンディング接続がなされた後は上記と逆の過程を
たどりもとの状態に戻る。

上記のように、本実施例よりなる装置ではガラス基板１
と接合部品５を異方性導電膜を介しボンディングするの
に必要な過熱はレーザ光により、また、加圧は第３図に
示すような押さえアーム１２ｂを介し、該押さえアーム
１２ｂに保持された押さえガラス１２ｃにより被ボンデ
イング部品を押さえると同時に加圧が加えられる。

なお、本実施例ではレーザ光の移動を一方向のみで設定
しているが、レーザ装置をＸＹテーブルに搭載すること
によりＸ方向及びＹ方向にも移動できるように構成して
も良（、また、レーザ光の照射を本実施例とは反対のガ
ラス基板の裏側（図示下側）より照射するような装置の
構成としても良い。また、接合部品５はテープ４に貼付
は若しくは一体に形成するようにしても良い。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、以下のような効果
がある。

即ち、第１に、本発明によれば収束されたレーザ光で被ボンデ
イング部品が過熱されるので熱分布のばらつきがなく、
精度の良いボンディングが行われる。

第２に、本発明によれば収束されたレーザ光の照射され
たスポットのみが過熱されるので押さえガラスが発熱せ
ず常に平面が維持できる。しかも、局部過熱なので周囲
への熱影響が少ない。

第３に、本発明によれば押さえガラスにより完全に被ボ
ンデイング物を押さえてから過熱されるので、押さえる
前の熱によるずれがない。

第４に、本発明に、よれば収束されたレーザ光が用いら
れるので熱の立上がりが早く、短時間で通熱できるので
、電極が形成されたテープ状媒体に悪影響を及ぼすこと
がなく電極間のピッチのずれ等が発生しない。

第５に、ボンディング面はガラスなので、該ガラスの平
面を出せばよくツール３０に比べて加工も簡単で更に押
さえガラスを交換可能にしておけば汚れ等で使用不能に
なったときの対応も容易である。

第６に、品種切換時、ツール３０の交換が不要であり、
押さえ面積をある程度の領域まで考廖しておけば押さえ
ガラスや押さえアームの交換も不要になる。また、１ノ
−ザヘッドのスライドを位置制御可能とし、品種切換の
都度移動範囲を記憶させれば対応が容易である。従って
、多品種の場合にはツール３０を製作する必要がなく経
済的である。

第７に、押さえにはガラスを使用しているので、減りや
変形が少ないため、安定したボンディングができる。ま
た、保守や製品管理上も効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であり、本発明に用いられる
ボンディング装置の正面図、第２図は第１図の側面図、
第３図は第１図の装置に組込まれたレーザヘッドと被ボ
ンデイング部品の一部拡大図、第４図は従来のボンディ
ング装置の構成の概略を示す図、第５図は液晶デイスプ
レィの単純マトリクスパネルの構造を示す図、第６図は
異方性導電膜の接続原理を説明する図である。１・・・ガラス基板、２・・・ガラス基板受台１．３・
・・異方性導ｔ１Ｍ、４・・・テープ、５・・・接合部
品、６・・・吸着アーム、７・・・テープ状媒体、８・
・・テープθ軸、９・・・テープｚ軸、１０・・・フレ
ーム、１１・・・ヘッドｘＹテーブル、１２・・・Ｚ軸
、１３・・・加圧アーム、１４・・・加圧シリンダ、１
５ａ・・・レーザヘッド、１５ｂ・・・レーザヘッドホ
ルダ、１５ｃ・・・スライドレール、１５ｄ・・・ファ
イバ。特許出願人　　海上′＠機株式会社代理人　弁理士　羽　切　正　治１・・・・・汀うス早板２　・　ｎ゛ラス４及ｉＳ３・・　　周方°ｊ１萼電ｌ戻４・　・・　テープ゛１５ａ・　　レーア△、７ト１５ｂ・・・　レーアへ、汁ホルダ１５ｃｍ・　ス’７ｉトレーＩＶ第１　図５・・片８肯ｐあ第図第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電極の形成された基板と、電極が配置され可撓性
を有し帯状に形成された媒体と、前記基板の電極と前記
媒体の電極との接続を異方性導電膜を介して行うボンデ
ィング装置であって、前記媒体を透明な板状の部材によ
り押さえて光学的発生手段により収束光を照射して過熱
し前記媒体の電極と前記基板上の電極とを異方性導電膜
を介して電気的に接続するようにしたことを特徴とする
ボンディング装置。
（２）前記光学的発生手段より発生する収束光は固体レ
ーザであることを特徴とする請求項１記載のボンディン
グ装置。
（３）前記光学的発生手段は前記帯状に形成された媒体
と平行に移動できるように構成されたことを特徴とする
請求項１又は請求項２記載のボンディング装置。