CN101630648B

CN101630648B - 电路板的配线修补方法及其装置

Info

Publication number: CN101630648B
Application number: CN2009102029910A
Authority: CN
Inventors: 田中克己; 篠崎健一; 奥村哲也
Original assignee: Micronics Japan Co Ltd
Current assignee: Micronics Japan Co Ltd
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2029-05-26
Also published as: CN101630648A; TW201004518A; KR20100008329A; KR101042512B1; JP2010027660A

Abstract

本发明提供一种电路板的配线修补方法及其装置。该方法及装置不损伤设置在配线下侧的电绝缘膜就能够容易地修补电路板的配线。配线修补技术如下所述：将金属微粒子(24)供给到电路板(10)的欲修补的配线缺损部分(20)，将加热后的气体、即含有氧气的气体(22a)向被供给到上述配线缺损部分(20)的金属微粒子(24)喷出，烧结该金属微粒子。

Description

电路板的配线修补方法及其装置

技术领域

本发明涉及适于对组装有薄膜晶体管(TFT)的液晶显示装置用的玻璃基板这样的电子电路板的配线进行修补的配线修补方法及装置。

背景技术

作为在电路板上形成配线的技术之一，采用如下技术：在将后述的膏状物(由金属微粒子和用于将该金属微粒子保持为纳米单位的粒子径的溶剂构成)配置在电路板上而形成规定的配线图案之后，使用激光烧结所配置的金属微粒子(例如，参照专利文献1)。前述的膏状物含有具有纳米级的粒子径的金属微粒子。

但是，在将该技术用于对具有TFT的玻璃基板这样的阵列基板的配线的缺损部分进行修补的技术时，由于激光具有较高的能量密度、难以微细地调整激光的能量密度等原因，有可能破坏设置在配线的里侧(栅极线及数据线与透明导电膜之间)的电绝缘膜中的、特别是与配线缺损部分相对应的部位，不易处理。

鉴于以上原因，提出了一种将通过采用还原气体的大气等离子产生装置产生的等离子气体用于烧结金属微粒子的技术(例如，参照专利文献2)。

在最近的阵列基板中，作为上述电绝缘膜而形成有机系的绝缘膜。在将等离子气体用于烧结具有这样的有机系绝缘膜的电路板中的金属微粒子时，有机系绝缘膜对等离子气体的反应性过高，不仅金属微粒子被烧结，有机系绝缘膜也会因其与等离子气体的化学反应而被除去而被破坏。

专利文献1：日本特开2004-253449号公报

专利文献2：日本特开2007-258213号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种不损伤设置在配线下侧的电绝缘膜就能够容易地修补电路板的配线的方法及装置。

本发明的配线修补方法包括，将金属微粒子供给到电路板的欲修补的配线缺损部分，将加热后的气体、即含有氧气的气体向被供给到上述配线缺损部分的金属微粒子喷出，烧结该金属微粒子。

本发明的配线修补装置包括：支承台，具有用于配置具有欲修补的配线缺损部分的电路板的X-Y平面；可动框架，在该支承台上的上述电路板的上方沿着Y轴方向配置，而且能沿X轴方向移动；供给喷嘴，能沿Y轴方向移动地支承于上述可动框架，将金属微粒子供给到上述配线缺损部分；加热气体产生装置，产生对供给到上述配线缺损部分的金属微粒子进行加热的加热的气体、即含有氧气的气体。

在本发明中，被供给到电路板的配线缺损部分的金属微粒子通过被喷射含有氧气的加热的气体，例如迅速地被加热至220℃～500℃、优选为250℃～310℃左右的温度，在短时间内升温。因此，配置在配线缺损部分的金属微粒子通过上述那样的热烘处理、退火(annealing)处理等加热处理，在短时间内被烧结而固化，与配线的残留部分一体化。

上述本发明所采用的气体能够通过仅加热含有氧气的气体而产生，因此，能够谋求加热气体产生装置的构造简化，而且，由于不需要照射激光那样的高密度能量，因此，不会对欲修补的部位、特别是电绝缘膜造成热损伤，该处理容易。

上述气体也可以是空气或氧气本身，总之是含有氧气但不含等离子的气体即可。另外，也可以利用上述气体将上述金属微粒子加热至220℃～500℃。上述金属微粒子可以含有纳米粒子，在这种情况下，可以使用膏状的材料。

上述加热气体产生装置可以包括气体供给装置和气体加热装置；上述气体供给装置供给含有空气的气体；上述气体加热装置加热由该气体供给装置供给的气体，将加热后的气体喷出到被供给到上述配线缺损部分的金属微粒子而加热该金属微粒子。

上述气体供给装置可以包括将空气作为上述气体而供给到上述气体加热装置的风扇、以及供给含有氧气的恒定量的气体的质量流量控制器中的任一个。

也可以在上述可动框架上配置有能沿Y轴方向移动的底板，在该底板上，上述供给喷嘴使喷嘴口朝向上述电路板而能沿Z轴方向升降地支承，并且，上述加热气体产生装置使其气体喷射口朝向上述电路板而能沿Z轴方向升降地支承。

也可以在上述可动框架上能沿Y轴方向移动地支承有用于观察上述配线缺损部分的摄像机。

采用本发明，通过如上所述地将含有氧气的被加热了的气体用作烧结修补用的金属微粒子所采用的气体，不因加热而对配置在配线里侧的电绝缘膜造成损伤就能够对金属微粒子实施适当的加热处理。因而，不因加热而对电路板、特别是设置在配线里侧的电绝缘膜造成损伤就能够在短时间内将金属微粒子和配线缺损部分一体化，从而能够比以往更容易地修补电路板的配线。

附图说明

图1是说明本发明的修补方法的各工序的概略图，图1(A)表示接受修补的电路板的修补部位，图1(B)表示修补导电材料的堆积工序，图1(C)表示加热处理工序，各图中的上图以纵剖视图表示接受修补的电路板，下图中表示其俯视图。

图2是表示接受修补的电路板的一个例子的电路图。

图3是概略表示本发明所采用的加热气体产生装置的一个实施例的图。

图4是表示本发明的配线修补装置的一个实施例的立体图。

图5是图4所示的配线修补装置的侧视图。

图6是将图4所示的配线修补装置的主要部分放大表示的立体图。

具体实施方式

首先，参照图1说明电路板10的配线的修补方法的一个实施例。

在图1(A)～(C)的各上图中，以纵截面表示作为修补对象的电路板10，在图(A)～(C)的各图中表示电路板10的俯视图。图1所示的电路板10例如是在玻璃板12上形成有配线14而成的电路板。

作为这样的电路板10的更具体的例子，图2中表示由TFT阵列基板构成的液晶基板。该电路板10在玻璃板12上相互隔开间隔地平行形成有多个栅极线14a。

与这些栅极线14a垂直地配置的多个源极线14b在利用层间绝缘膜(未图示)从栅极线14a电隔离的状态下互相平行的形成。

在通过各线14a、14b的交叉而划分出的各区域中，形成有透明的像素电极16，而且，薄膜晶体管(TFT)18形成为用于控制各像素电极16的动作的开关晶体管。

各晶体管18是通常包括与对应的源极线14b连接的源极、与对应的像素电极16连接的漏极、和控制源极与漏极之间的通道的栅极的电场效果晶体管。栅极与对应的栅极线14a连接。

上述那样的电路板10通过控制向由栅极线14a及源极线14b构成的配线14(14a、14b)通电，能够使选择的晶体管18动作，从而能够使与该晶体管18对应的像素电极16进行显示动作。

配线修补方法能够用于对上述那样的电路板10的配线14(14a、14b)自身的缺损(断线)、或者各配线14与晶体管18的栅极或源极的连接部分的配线缺损(断线)等进行修补。

下面，为了简化说明，参照图1说明配线14自身的缺损修补方法。

首先，如图1(A)所示，在玻璃板12上的配线14(14a、14b)中发现缺损部分20时，根据需要使该缺损部分20自上述层间绝缘膜、位于最表层的保护膜等露出。

如图1(B)所示，在缺损部分20露出时，由金、银这样的导电材料构成且含有具有纳米单位的粒子径的金属微粒子的修补导电材料24自供给喷嘴26被供给到缺损部分20，以线状堆积在缺损部分20及其附近。修补导电材料24可以采用由上述金属微粒子和用于将该金属微粒子保持为纳米单位的粒子径的溶剂构成的膏状的材料。

可以采用供给喷嘴来堆积修补导电材料24，该供给喷嘴包括具有与配线14的宽度尺寸相对应的口径的喷射口。但是，根据需要可以适当采用喷气(Aerosol Jet Deposition)方式、喷墨方式等其他技术来向缺损部分20以线状供给修补导电材料24。

接着，如图1(C)所示，自加热气体产生装置22向缺损部分20短时间地喷出含有氧气的、加热后的气体22a。气体22a优选为含有氧气但不含等离子的气体。在这种情况下，气体22a可以是空气本身或氧气本身，也可以是空气或氧气与惰性气体这样的其他气体的混合气体。

气体22a被加热至能够利用加热气体产生装置22，例如在20秒～60秒、优选为30秒～50秒左右的期间里将缺损部分20加热至220℃～500℃、优选为250℃～310℃左右的温度。由此，使用气体22a进行热烘、退火等加热处理。

通过上述加热处理，堆积在缺损部分20的修补导电材料24被迅速加热至上述250℃～310℃左右的温度而在短时间内升温。通过该加热处理，配置在缺损部分20的修补导电材料24中的溶剂被除去，残留的金属微粒子在短时间内被烧结而固化，与配线14的残留部分一体化。

接着，参照图3说明加热气体产生装置22的一个实施例。图3表示上述清洗处理及加热处理所采用的加热气体产生装置22的一个实施例。

加热气体产生装置22包括气体供给装置30和气体加热装置32；上述气体供给装置30供给含有空气但不含等离子的气体；上述气体加热装置32加热自气体供给装置30供给的气体，将加热后的气体22a喷出到被供给到配线缺损部分20的、已述的修补导电材料24而加热该修补导电材料24。

气体供给装置30可以是将空气作为上述气体而供给到气体加热装置32的风扇、以及将含有氧气但不含等离子的恒定量的气体供给到气体加热装置32的质量流量控制器中的任一个。

气体加热装置32将在玻璃管内配置镍铬合金线这样的加热源而成的加热器34配置在套管36的内侧，将由气体供给装置30供给的气体导入到加热器34与套管36之间的空间而进行加热，自设置于套管36的气体喷射口38朝向修补导电材料24喷射加热后的气体22a。

在被加热的气体22a是除空气之外的气体的情况下，气体供给装置30接受由含有氧气但不含等离子的气体的供给源供给的气体，将接受到的气体输送到加热装置32。在被加热的气体是空气的情况下，气体供给装置30将周围的空气输送到气体加热装置32。

接着，参照图4～图6说明适合实施修补方法的修补装置的一个实施例。

如图4及图5所示，修补装置40包括规定矩形的X-Y平面42的支承台44、和支承于支承台44的可动框架46。在X-Y平面42的宽度方向(Y轴方向)上的各侧部，分别沿着X-Y平面42的长度方向(X轴方向)配置有金属制的一对导轨48、48。

在X-Y平面42上，在配置于该面42的两侧部的导轨48之间配置有具有欲修补的配线缺损部分的电路板10。横跨该电路板10地沿着Y轴方向配置有可动框架46。

可动框架46形成门形，包括在电路板10的上方沿X轴方向延伸的梁部46a、和一体地形成在梁部46a两端的两支脚部46b。在各支脚部46b上设有与对应的各导轨48嵌合的滑动件50。通过该滑动件50与对应的导轨48可移动地嵌合，可动框架46能够在X-Y平面42上沿X轴方向移动。

可动框架46能够例如利用将线性电动机作为驱动源的移动机构沿X轴方向移动。因而，通过控制移动机构，能够使可动框架46沿X轴方向移动而使其停止在目标位置。

在可动框架46的梁部46a上，沿其长度方向设有一对导轨52、52，在两导轨52上支承有与两导轨52一起构成与上述同样的线性电动机的底板54。

因而，底板54在可动框架46上能够沿着可动框架46的梁部46a向Y轴方向驱动。在底板54上分别支承有上述加热气体产生装置22及供给喷嘴26，在图示例子中还支承有CCD照相机这样的摄像机56。

为了能沿上下方向、即Z轴方向保持这些加热气体产生装置22、供给喷嘴26及摄像机56，如图6所示，在底板54上固定有互相平行地沿上下方向延伸的导轨58～62。

加热气体产生装置22、供给喷嘴26及摄像机56分别固定在与对应的导轨58～62嵌合的各滑动件64上。由此，如图5所示，加热气体产生装置22的气体喷射口38朝向支承台44上的电路板10、而且供给喷嘴26使其喷嘴口朝向电路板10、并且摄像机56的物镜朝向电路板10，该加热气体产生装置22、供给喷嘴26及摄像机56被分别可移动地配置在底板54上。

各滑动件64能够例如利用将线性电动机作为驱动源的移动机构沿Z轴方向移动。因而，通过控制移动机构，能够使各滑动件64沿Z轴方向移动而使其停止在目标位置。

采用上述结构的结果，加热气体产生装置22的气体喷射口38能够将其与作为被处理物的电路板10的间隔例如、在1～100mm之间调整。另外，供给喷嘴26及摄像机56也能够各自调整为该程度。

在将电路板10配置在支承台44的X-Y平面42上时、以及自X-Y平面42取下电路板10时，能够使加热气体产生装置22、供给喷嘴26及摄像机56退避到最上方的待机位置。由此，防止它们与电路板10的干涉，能够迅速且容易地进行将电路板10配置在X-Y平面42上的作业及从X-Y平面42取出电路板10的作业。

在本实施例中，如图5及图6所示，在底板54的上部保持有保留金属微粒子的罐66，经由自罐66向供给喷嘴26延伸的配管68供给含有金属微粒子的膏状的修补金属材料。

在修补装置40中，通过使可动框架46沿X轴方向移动，使底板54沿Y轴方向移动，能够使摄像机56的视场移动到电路板10的期望位置。该摄像机56的画面能够根据需要映出在液晶这样的显示装置中，从而能够在该画面上观察电路板10的配线14上的缺损部分20。

由摄像机56的位置求出欲修补的缺损部分20的位置(x、y)时，通过底板54的移动，供给喷嘴26替代摄像机56而移动到该缺损部分20的位置(x、y)。

此时，如图1(B)所示，供给喷嘴26在向缺损部分20供给含有金属微粒子的膏状的修补导电材料24的同时、根据需要进行移动，从而扫描缺损部分20附近。由此，含有金属微粒子的需要量的修补导电材料24被堆积在缺损部分20上。

在金属微粒子完成堆积时，替代供给喷嘴26而将加热气体产生装置22移动到缺损部分20的位置(x、y)。此时，加热气体产生装置22向堆积在缺损部分20的修补导电材料24喷出加热后的气体22a。由此，该修补导电材料24中的溶剂被除去，残留在缺损部分20的金属微粒子被加热而烧结。结果，残留在缺损部分20的金属微粒子与配线14的残留部一体化。

由此，配线14的修补结束。但是，根据需要，可以通过替代加热气体产生装置22而使摄像机56再次移动到修补部位来观察该修补部位的修补状态。

如上所述，通过使用修补装置40，能够在支承台44上向修补部位供给作为修补材料的金属微粒子并进行其加热处理。

可以不需要摄像机56，但如上所述，由于能够在支承台44上观察配线14的缺损部分20，而且能够观察修补后的状态，因此，在迅速地进行更可靠的修补这一点上，最好在可动框架46中设置摄像机56。

作为可动框架46及底板54等的驱动机构而示出了线性电动机的例子，但也可以取而代之采用各种驱动机构，也可以对它们进行手动操作。

工业实用性

本发明并不限于上述实施例，只要不脱离其主旨就能够进行各种变更。

Claims

1.一种电路板的配线修补方法，其中，

包括：将金属微粒子供给到电路板的欲修补的配线缺损部分，将加热后的气体、即含有氧气的气体向被供给到上述配线缺损部分的金属微粒子喷出，烧结该金属微粒子。

2.根据权利要求1所述的配线修补方法，其中，

上述气体含有氧气但不含等离子。

3.根据权利要求1所述的配线修补方法，其中，

将空气用作上述气体。

4.根据权利要求1所述的配线修补方法，其中，

利用上述气体将上述金属微粒子加热至220℃～500℃。

5.根据权利要求1所述的配线修补方法，其中，

上述金属微粒子含有纳米粒子。

6.一种电路板的配线修补装置，其中，

包括：

支承台，具有用于配置具有欲修补的配线缺损部分的电路板的X-Y平面；

可动框架，在该支承台上的上述电路板的上方沿着Y轴方向配置，而且能沿X轴方向移动；

供给喷嘴，能沿Y轴方向移动地支承于上述可动框架，将金属微粒子供给到上述配线缺损部分；

加热气体产生装置，产生对被供给到上述配线缺损部分的金属微粒子进行加热的加热的气体、即含有氧气的气体。

7.根据权利要求6所述的配线修补装置，其中，

上述加热气体产生装置包括：

气体供给装置，供给含有氧气的气体；

气体加热装置，加热自该气体供给装置供给的气体，将加热后的气体喷出到被供给到上述配线缺损部分的金属微粒子而加热该金属微粒子。

8.根据权利要求7所述的配线修补装置，其中，

上述气体供给装置包括将空气作为上述气体而供给到上述气体加热装置的风扇、以及供给含有氧气的气体的质量流量控制器中的任一个。

9.根据权利要求6所述的配线修补装置，其中，

在上述可动框架上配置有能沿Y轴方向移动的底板，在该底板上，上述供给喷嘴的喷嘴口朝向上述电路板，而且该供给喷嘴被能沿Z轴方向升降地支承，并且，上述加热气体产生装置的气体喷射口朝向上述电路板，而且该加热气体产生装置被能沿Z轴方向升降地支承。

10.根据权利要求6所述的配线修补装置，其中，

在上述可动框架上能沿Y轴方向移动地还支承有用于观察上述配线缺损部分的摄像机。