JPH0414233A - ボンディング装置 - Google Patents

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］ 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／ａ
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３２　ａ、　３２　ｂに電流を供給する一対の
ケブル３４ａ、３４ｂとで構成されている。

５とガラス基板上のパターン電極とが異方性４Ｎ膜３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
する面側にはストライブ状のＩ　Ｔ　Ｏ（ｉｎｄｉｕｍ
−ｔｉｎ−ｏｘｉｄｅ）電極３６　ａ、　３７　ａ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３６
ａ、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く実装エリア
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若しくは基板（以下、テープとい
う）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４電膜３は加圧さ
れた部分の厚み方向には導通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、電
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膜３
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、熱にょ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、ツールボンディング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のテープ面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、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、前記媒体の電極と前記基板上に
形成された電極とを位置決めした後、前記媒体に超音波
発生手段により超音波振動を印加して前記媒体の電極と
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ボンディング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ＩＴＯ電極３６ａ、３７ａが形成されており、このガ
ラス基板１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
が貼付けられて供給される。この電極はテープ４に貼付
は若しくは一体に形成される。この電極が形成されたテ
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２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１ｏ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１２が搭載されている。このカメラ１２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１５が搭載され、このＺ軸１５によりＺ軸方
向に移動可能な可動部１５ａが設けられている。この可
動部１５ａはヘッドθ軸１５ｂを支持している。ヘッド
θ軸１５ｂの上端軸部１５ｃにはヘッドＸＹテーブル１
１より支承されたフレーム１ｌａＯ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、Ｚ軸１５
の前記ヘッドθ軸１５ｂ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は可動部１５ａ及びヘッドθ軸１５ｂ
が矢印方向に可動するとき、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１５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１５の可動部１５ａが下降してボンディングツ
ール１６（以下、ツールと呼ぶ）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。このツール１６のフランジ部は、ｌ
＼ラッド軸１５ｂに支持固定され、ホーン１６ａと振動
子１６ｂとで構成されている。このツール１６は振動子
１６ｂが図示せぬ発振器によって励振されて超音波振動
が発生してホーン１６ａにより増幅伝達されるように構
成される。

このツール１６は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）ボンディング接続できるような
構成となっており、ボンディング部分に超音波振動を印
加することにより被ボンデイング部品が過熱されて接続
される。このツール１６に印加される超音波振動の共振
周波数等は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して設定で
きる。

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
６ まず、ヘッドＸＹテーブル１１を移動させてカメラ１２
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１２により撮像されるテープ４とガラス基板１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θ軸８、テープθ軸８等によりテープ
４とガラス基板１上の電極が一致するように位置補正（
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、Ｚ軸１５の駆動軸が下降しツール１６のホ
ーン１６ａの先端がテープ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
のボンディング加圧は、加圧シリンダ１４により常時若
しくは２軸駆動時に加圧アーム１３がフレームｌｌａ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こ
とによりイ」与される。この加圧された状態にてツール
１６に超音波振動が印加されてテープ４の上面より異方
性導電膜を介して超音波振動によるボンディング接続が
行なわれる。

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。

本実施例よりなる装置ではガラス基板１とテブ４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超音
波振動により、また、加圧は超音波振動及び加圧アーム
１３等の手段により被ボンデイング部品に加えられる。

なお、本実施例におけるツール１６に加えられる超音波
振動は縦振動を例として説明しているが、横振動により
被ボンデイング部品を接続するような構成としても良い
。

［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、本発明によれば超音波振動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、本発明によれば超音波振動の印加される部分の
みが短時間で局部過熱されるので周囲への熱影響が少な
い。

第３に、本発明によれば被ボンデイング物を完全に位置
決めして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、本発明によれば超音波振動が用いられるので熱
の立上がりが早（、短時間で過熱できるので、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、本発明によれば超音波振動を用いツル自体の過
熱を行わないため室温での調整又は装置外での研磨等を
行うことにより平面度及び平行度が調整された状態をボ
ンディング時にも容易に再現維持することが可能となる
。

【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ボンディングヘッド
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、３・・
・異方性導電膜、４・・・テープ、５・・・接合部品、
６・・・吸着アーム、７・・・テープＸＹ軸、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・・・カメラ、
１３・・・加圧アーム、１４・・・加圧シリンダ、１５
・・・Ｚ軸、１６・・・ボンディングツール、１６ａ・
・・ホーン、１６ｂ・・・振動子。 特許出願人　　海上電機株式会社 代理人　弁理士　羽　切　正　治 未 図 （Ｑ） ）１　痢 第 図

Claims (1)

【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、前記媒体の電極と前記基板上に形成さ
   れた電極とを位置決めした後、前記媒体に超音波発生手
   段により超音波振動を印加して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。