JP2008187122A - 電極接続装置および電極接続方法 - Google Patents

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

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。

特開平０６−６９６４３号公報

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。

本発明による電極接続装置の一例を示す説明図である。 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。 バンプ磁化手段４２１の一例を示す説明図である。 バンプ磁化手段４２１の一例を示す説明図である。 ＬＳＩ熱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。 ＬＳＩ実装工程を模式的に示す説明図である。 ＬＳＩ実装工程のうちのＬＳＩ圧着工程におけるＡＣＦの状態を示す説明図である。 電極面積と導電性粒子の捕捉数との関係を示す説明図である。

符号の説明

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

Claims (3)

1. 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。
2. 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。
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。

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