JP4701036B2 - 電子回路基板の配線パターン補修方法及び配線パターン補修装置 - Google Patents

Description

本発明はTFT基板などの電子回路の配線の断線等を電解メッキによって補修する配線パターン補修方法及び配線パターン補修装置に関するものである。

従来、TFT基板などの電子回路の配線の断線を補修する装置には、特許文献１、特許文献２に示されるように、前記断線部分に、金属錯体や有機金属化合物を有機溶媒に溶かし込んだ溶液または金属粒子を有機溶媒に分散させた溶液を塗布した後、その塗布部分にレーザ光を照射し、前記溶液中の有機溶媒を蒸発させて金属薄膜を前記断線部に析出させることにより、断線部の両端の配線を接続導通させる装置が知られている。
特開平２−１９８３８号公報 特開平７−２９９８２号公報

ところが、上記した従来の配線補修装置では、前記溶液の塗布部分にレーザ光を照射するため、レーザ光のエネルギーによって金属を含む溶液の一部がレーザ光の照射部の周辺に飛散してしまい、前記断線部に析出された金属薄膜の厚さが十分に形成されず配線補修が十分に行われないという問題やレーザ光による基板の局所加熱がなされるという問題の他、従来の装置では複雑な配線補修の場合、補修が正常になされたか否かについて、補修作業終了後の導通試験など工程が必要であるなどの問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、構造が簡単で、被補修箇所の薄膜金属の厚さを十分なものにすることができ、当該被補修箇所以外に対する影響が少なく、補修作業中に導通を確認しながら配線できる電子回路基板の配線パターン補修方法および配線パターン補修装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため請求項１に記載の装置では断線等の生じた電子回路基板の配線パターンの該断線部分を含む所定の範囲に紫外光硬化性樹脂を供給する手段と、電子回路基板の配線パターンの該断線部分を含む所定の範囲に供給された紫外光硬化性樹脂を硬化させる手段と、前記紫外光によって硬化された樹脂の一部を除去する除去手段と、前記除去手段によって除去された部分に、軸状のアノードを軸方向に進退可能に内蔵するノズルを介して電解液を供給するための電解液供給手段と、前記軸状のアノードを軸方向に進退させるアノード進退手段と、前記ノズルの先端と前記断線部の端面との間隙を所定の間隙内に配置するノズル配置手段と、前記アノードと前記断線部の端面の間に電圧を印加する印加手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項２に記載の方法では、請求項１記載の配線補修用装置による電子回路の配線パターンの補修方法において、断線等の生じた電子回路基板の配線パターンの該断線部分を含む所定の範囲に紫外光硬化性樹脂を供給してから、該紫外光硬化性樹脂を硬化させ、その後、前記所定の範囲上の前記硬化された樹脂の一部を除去してから、該除去された樹脂の部分に軸状アノードの先端部をディスペンサーノズルの先端口から露出した状態で、前記除去された樹脂部分に前記アノードの外面に沿って電解液を供給ししながら、前記断線部の端面と前記アノードとの間に電圧を印加することにより、前記断線部の端面と該アノードの間で電解メッキを行って、配線パターンを補修することを特徴としている。

本発明の電子回路基板の配線パターン補修方法及び配線パターン補修装置によれば、前記電解液が被補修箇所のみに保持されるため、被補修箇所以外に対する影響が生じず、電解メッキが適切に行われる。
また、電解メッキ液が飛散しないため、補修部分の薄膜金属の厚さを十分なものにすることができる。
そして、前記マイクロディスペンサノズルに内蔵された電解メッキ用のアノードと前記断線部の端面の電気的導通を確認しながら補修できるため、補修作業後に補修部分の導通試験を行う必要がなく、作業工程が短くできるという優れた効果を奏する。

以下、本発明の一実施の形態について図１〜図５を参照して説明する。
図１は本発明に係る電子回路の配線パターン補修装置の一実施の形態を示す概念図である。電子回路の配線パターン補修装置１は、集積回路や液晶表示装置等の電子回路基板であって被補修箇所を有する電子回路基板（以下、単に「ワーク」という）６を載置してＸ-Ｙ（図１の紙面に垂直な方向）方向に移動可能にするテーブルユニット４と、光学系ユニット３と、配線補修ユニット２と、これらを制御する制御ユニット５を備えている。

テーブルユニット４はワーク６を載置保持する載置台４Ａ、テーブル４Ｂ、テーブル駆動装置４Ｃを備えており、テーブル駆動装置４Ｃによって光学系ユニット３及び配線補修ユニット２が載置台４Ａと相対的に移動可能になっている。

光学系ユニット３は、ワーク６に対向する対物レンズ１１と、対物レンズ１１の光軸Ｌと同軸に配置された結像レンズ１３と、ハーフミラー１２Ａと、ハーフミラー１２Ｂと、可変スリット８と、開閉スイッチ（図示せず）が内蔵されているレーザ照射器９とを備えている他、ハーフミラー１２Ｂによって光軸Ｌから分岐された光軸Ｌ１の光軸上に配置された偏向用ミラー１２Ｃと、偏向用ミラー１２Ｃによって光軸Ｌ１から偏向された光軸Ｌ２上に配置されたＣＣＤカメラ１０を備えている。

さらに、光学系ユニット３は、ハーフミラー１２Ａによって光軸Ｌから分岐された光軸Ｌ３上に配置され、光軸Ｌ３の一部を分岐するハーフミラー１２Ｄと、ハーフミラー１２Ｄによって光軸Ｌ３から分岐された光軸Ｌ４の光軸上に配置され、前記光軸Ｌとワーク６との交点イを含む所定の領域に光を照射するための照明手段９Ａと、ハーフミラー１２Ｄを透過した光軸Ｌ３上に配置され、後述の紫外光硬化性樹脂７に紫外線を照射するための開閉用シャッター（図示せず）が内蔵されている紫外線照射器９Ｂを備えている。

そして、ＣＣＤカメラ１０は表示器１１に電気的に接続しており、ＣＣＤカメラ１０によって取込まれた画像が表示器１１に表示できるようになっている。
また、可変スリット８は図２に示すように、スリット板８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを有し、これらスリット板８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄは、制御ユニット５の制御器５Ａに電気的に接続されたスリット駆動手段（図示せず）によって図２の矢印ロ方向に独立して移動可能になっている他、可変スリット８全体が図２の矢印ハの方向に回転可能になっており、開口部８Ｅの形状および開口部８Ｅの中心位置、回転各を調整することによって、レーザ照射器９からワーク６に照射するレーザ光の形状および位置が調整できるようになっている。

配線補修ユニット２は、第１のディスペンサーノズル１３と、アノード１４を内蔵した第２のディスペンサーノズル１５を備えている。
第１のディスペンサーノズル１３は第１のディスペンサーノズル移動手段１３Ａによって位置イに対し矢印β方向に沿って進退可能になっており、第１のディスペンサーノズル１３には紫外光硬化性樹脂供給装置１３Ｂが接続しており、紫外光硬化性の樹脂７が第１のディスペンサーノズル１３の先端からワーク６の断線部Ｍを含む所定の範囲に供給できるようになっている。

第２のディスペンサーノズル１５は第２のディスペンサーノズル移動手段１５Ａによって位置イに対し矢印α方向に沿って接近離間可能になっている。
そして、第２のディスペンサーノズル１５の先細の先端口１５ａの反対側の開口部１５ｂにはＣｕ塩からなる電解メッキ液１８の電解メッキ液供給装置１５Ｂが接続され、電解液２３が第２のディスペンサーノズル１５の先端口１５ａからワーク２の被補修箇所に供給できるようになっている。

ディスペンサーノズル１５の先端口１５ａからワーク２の被補修箇所に電解メッキ液１８を供給するときには、先端口１５ａを断線部Ｍの端面に接触させてから電解メッキ液１８を供給することによって、電解メッキ液１８が先端口１５ａの外周面に液滴（図５（ｄ））を形成しないため、断線部Ｍの端面に精度よく電解メッキ液１８を供給できる。

アノード１４は軸状で、アノード進退手段１４Ａによって該軸方向に進退可能にされており、アノード１４の先端と断線部Ｍ（図３（ａ））の端面との距離を電解メッキの条件に合わせて設定できるようになっている。

アノード１４とワーク６の断線部分Ｍの配線の端部には電解メッキをするための電圧を印加する電源装置１４Ｂが接続されており、電源装置１４Ｂには電解メッキ中の電流と電圧の表示ができるようになっており、アノード１４の端部を接続コード１６を介して電気メッキ用の電源装置１４Ｂの正電極に接続している。電源装置１４Ｂの負電極には接続コード１６を介して断線部分Ｍの配線を接続しカソード１７を形成している。

制御ユニット５は制御装置５Ａと外部入力装置５Ｂを備えており、制御装置５Ａにはテーブル移動手段４、可変スリット８のスリット駆動手段、レーザ照射器９Ａの開閉スイッチ、ＣＣＤカメラ１０、照明手段９Ｃ、紫外光照射器９Ｂ、ディスペンサーノズル移動手段１３Ａ、ディスペンサーノズル移動手段１５Ａ、アノード進退手段１４Ａ、電源装置１４Ｂ、外部入力装置５Ａが電気的に接続しており、外部入力装置５Ａによって可変スリット８の開口部８Ｅの形状および中心位置の設定が自由に行えるようになっている。
制御装置１７によって、電気メッキによる前記配線パターンの断線部ＭのＣｕの析出速度に応じた速度でワーク６を移動させるようになっており、常時、アノード１４と断線部ＭのＣｕ析出面との間隔を所定距離に保持できるように、テーブル移動手段４が制御できるようになっている。

次に、前記実施の形態の配線パターン補修装置１による本発明に係る配線パターン補修方法を図４に基づいて図１〜図３も用いて説明する。
先ず、レーザ光照射器９Ａの開閉スイッチ及び紫外光照射器９Ｂの開閉シャッターが閉の状態であることを確認してから、ワーク６を載置台４Ａ上に載置した後、照明手段９Ｃを作動させてから、外部入力装置５Ｂを用いて制御装置５を介してワーク６の断線部分Ｍ（図３（ａ））が対物レンズ１１の直下に位置するようにワーク６を移動させる。（ステップ１）
続いて、ＣＣＤカメラ１０によって断線部分Ｍを撮影し、撮影した画像を表示器１１に表示さ、その画像に合わせて、前記可変スリット駆動手段を作動させ、可変スリット８の開口部８Ｅの形状を調整する。（ステップ２）

次に、第１のディスペンサーノズル移動手段１３Ａによって、第１のディスペンサー１３の先端を断線部分Ｍの近傍に接近させて、紫外光硬化性樹脂供給装置１３Ｂを作動し、断線部分Ｍを含む所定の範囲を覆うように、紫外光硬化性樹脂７を供給して後（図３（ｂ））、第１のディスペンサーノズル移動手段１３Ａを作動させて、第１のディスペンサー１３の先端を紫外光が照射されない位置（以下、「ディスペンサー１３の原点位置」という）まで後退させる。（ステップ３）

その後、紫外光照射器９Ｂの開閉シャッターを開にして、該紫外光硬化性樹脂７を硬化させてから、紫外光照射器９Ｂの開閉シャッターを閉にする。（ステップ４）
その後、レーザ照射器９Ａの開閉スイッチを開にして、前記紫外光硬化された樹脂の所定の部分にレーザを照射して（図３（ｃ））、当該部分の前記樹脂を除去し、図３（ｄ）のように、断線部分Ｍを紫外光硬化樹脂７で囲んだ囲いＮを形成する。（ステップ５）

その後、図３（ｅ）に示すように、第２のディスペンサーノズル移動手段１５Ａによって囲いＮに第２のディスペンサーノズル１５を、アノード１４と一体的に接近させた後、電気メッキ液供給装置１５Ａを作動させて、第２のディスペンサーノズル１５から囲いＮ内の前記断線部分Ｍの端面近傍に、所定の量のＣｕ塩からなる電解メッキ液１８を供給する。（ステップ６）

更に、第２のディスペンサーノズル１５の位置を保持したまま、アノード１４をアノード進退手段１４Ａを作動させて、断線部分Ｍの端面とアノード１４の先端との間隙が所定範囲内になるように位置決めして保持する。
次に、電源装置１４Ｂを作動させて、アノード１４とカソード１７との間に電圧を印加して、断線部分Ｍの端面にＣｕを析出させる。（ステップ７）

その際、断線部分Ｍの端面に析出したＣｕによって、断線部Ｍの端面とアノード１４の先端との間隙が初期設定値より減少するため、断線部Ｍの端面とアノード１４の先端との間隙を初期設定値するようにワークＷをテーブル移動手段４Ｃによって図３（ｅ）の矢印ニの方向に移動させながら電解メッキを行う。（ステップ８）
そして、断線部ＭにＣｕが析出し、配線パターンが補修接続された後、電源装置１４Ｂからの電圧印加を停止してからアノード１４をアノード進退手段１４Ａを作動させて、図示しないアノード１４の原点位置に後退させる共に、第２のディスペンサーノズル移動手段１５Ａを作動させて、第２のディスペンサーノズル１５を所定の位置（第２のディスペンサーノズル１５の先端口１５aがレーザ照射器９からのレーザ光および紫外光照射器９Ｂからの紫外光に晒されない位置）まで後退させる。（ステップ９）
その後、レーザ照射器９Ａの開閉スイッチを開にして、可変スリット８のスリット駆動手段を作動させてスリット開口部８Ｅの面積を拡げて、図３（ｇ）、（ｈ）のように囲いＮ全体にレーザ光を照射して除去する。（ステップ１０）
そして、その他の配線パターンの断線部分があれば、その断線部分において上記の操作を繰り返し、補修箇所がなければ補修を終了する。

上記したように本実施例の配線パターン補修方法及び配線パターン補修装置によれば、断線部分Ｍの配線パターンに合わせて、電解メッキ液１８を充填する樹脂の囲いＮを作ることにより、複雑な配線の断線に対しても、被補修箇所のみに電解メッキ液１８を充填維持できるため、周辺部分に影響を及ぼすことなく補修ができる。
また、補修後に余剰の電解メッキ液１８をレーザ光で蒸発させると共に、囲いＮをレーザ光によって除去できるため、後処理が容易に行える。

さらに、配線パターンと同じ組成のＣｕを析出させて補修するため、補修後の仕上がり状態が配線パターンと区別しにくくなり、配線パターンの外観を良くすることができる。
また、電解メッキ時においてワーク６をＣｕの析出速度に応じて移動させるようにしたことにより、アノード１４と断線部分ＭのＣｕ析出面との間隔が一定となるため、電解メッキを効率良く行うことができる。

そして、さらに、ＣＣＤカメラ１０により、配線パターンの補修作業の進行状況を確認しながら正確な修正を行うことができる上、電解メッキ中の電源装置１４Ｂの電流値を監視することにより、断線部分Ｍの導電性修復されているか否かの確認ができる。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で以下のようにしてもよい。
即ち、また、上記実施例では、ワーク６を載置台４Ａ上に載置してテーブル移動手段４Ｃによって移動させるようにしたが、逆に、配線パターン補修ユニット２、光学ユニット３を移動させるようにしてもよい。

さらに、配線パターンの電気メッキの際に析出するＣｕの析出量を配線パターンの電気抵抗を計測し、その計測値に基づいて制御部によってワーク６の移動速度を制御するようにしてもよい。
さらに、また、上記実施例ではワーク６の移動に合わせてアノード１４の外面に沿って必要最小限の電解メッキ液１８を補給しながら断線部Ｍにワーク６の移動方向にＣｕを析出させているが、先に囲いＮ内を電解メッキ液１８で満たしてから、ワーク６を移動させてもよい。

その他、アノード１４の先端は、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、アノード進退手段１４Ａによって第２のディスペンサーノズル１５の先端口１５ａから出入りできるようにしてもよい。
この場合、先端口１５ａはアノード１４の進退のガイドとしての機能し、先端口１５ａの内面とアノード１４の外面との隙間の電解メッキ液１８は先端口１５ａの内面とアノード１４の外面との摺動時に潤滑材としても作用する。

そして、アノード１４を先端口１５ａから露出させながら、図５（ｃ）に示すようにアノード１４の外面に沿って電解メッキ液１８をワーク６の断線部分Ｍに供給することによって、ワーク６の断線部分Ｍへの電解メッキ液１８の供給量の調整をさらに精度よく行うことができるようになる。
これによって、先端口１５ａを断線部分Ｍの端面に接触させずに電解メッキ液１８を供給しても図５（ｄ）のように電解メッキ液１８が先端口１５ａの外周面に液滴を形成することがなく、最小限な吐出量にできる。

また、上記実施例では、Ｃｕ−Ｐからなるアノード１４を使用したが、代わりに、不溶性のＰｔからなるアノード１４を使用してもよい。

本発明に係る電子回路の配線パターン補修装置の一実施の形態を示す概念図である。 可変スリットを示す概念図である。 本発明に係る電子回路の配線パターン補修方法を示す概略説明図である。 本発明に係る電子回路の配線パターン補修方法の工程を示す図である。 本発明に係る電子回路の配線パターン補修装置においてアノードをディスペンサーノズル先端口から出入りさせる場合の説明図である。

符号の説明

１ 電子回路の配線パターン補修装置
２ 配線補修ユニット
３ 光学系ユニット
４ テーブルユニット
５ 制御ユニット
６ ワーク
７ 紫外光硬化性樹脂
８ 可変スリット
９ レーザ照射器
９Ｂ 紫外光照射器
１０ ＣＣＤカメラ
１１ 表示器
１３ 第１のディスペンサーノズル
１４ アノード
１５ 第２のディスペンサーノズル

Claims (2)

1. 断線等の生じた電子回路基板の配線パターンの該断線部分を含む所定の範囲に紫外光硬化性樹脂を供給する手段と、
   電子回路基板の配線パターンの該断線部分を含む所定の範囲に供給された紫外光硬化性樹脂を硬化させる手段と、
   前記紫外光によって硬化された樹脂の一部を除去する除去手段と、
   前記除去手段によって除去された部分に、軸状のアノードを軸方向に進退可能に内蔵するノズルを介して電解液を供給するための電解液供給手段と、
   前記軸状のアノードを軸方向に進退させるアノード進退手段と、
   前記ノズルの先端と前記断線部の端面との間隙を所定の間隙内に配置するノズル配置手段と、前記アノードと前記断線部の端面の間に電圧を印加する印加手段と、
   を備えたことを特徴とする電子回路基板の配線補修用装置。
2. 請求項１記載の配線補修用装置による電子回路の配線パターンの補修方法において、
   断線等の生じた電子回路基板の配線パターンの該断線部分を含む所定の範囲に紫外光硬化性樹脂を供給してから、該紫外光硬化性樹脂を硬化させ、
   その後、前記所定の範囲上の前記硬化された樹脂の一部を除去してから、該除去された樹脂の部分に軸状アノードの先端部をディスペンサーノズルの先端口から露出した状態で、前記除去された樹脂部分に前記アノードの外面に沿って電解液を供給しながら前記断線部の端面と前記アノードとの間に電圧を印加することにより、前記断線部の端面と該アノードの間で電解メッキを行って、配線パターンを補修する電子回路の配線パターン補修方法。