TW309483B - - Google Patents

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TW309483B
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Description

經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 A7 --------B7_ 五、發明説明（1 ) 相Μ申請茱之交叉參考 本發明係闢於下列美國專利案及同在蕃査中之美國專 利申請案掲示的主題： 美國專利案 5,442,384，名稱”丨 ntegrated Nozzle Member and TAB Circuit for Inkjet Printhead;”及 美國專利案 5,278,584 ,名稱"Ink Delivery System for an Inkjet Printhead;" 前述専利案及審査中之專利申請案皆讓與本受讓人且 併述於此供參考。 發明領域 概略而言，本發明係有矚兩佃元件的«連接，特別係 有關光继維持電氣元件接觸，同時導引電射發射至有待黏 合位置之無焊料連接兩個元件。 發明背景 熱嘖璺式印字卡厘之操作方式係將少量油璺快速加熱 而使油墨氣化並通過多餹孔口之一嗔出，因此於記錄媒醱 例如紙張上印出一酤油墨。油璺從各健孔口有適當秩序的 噴出，可於印字頭相對於紙張移動時，將文字或其他彩像 印在紙上。 嘖墨式印字頭一般包含：⑴油璺通道，其係供由油澤 貯榷供應油璺至孔口附近的氣化隔間；（2)金屬孔口板或嘖 嘴件，其中孔口係以霈要的圓樣形成；及®含有一条列薄 膜霣阻器，每値氣化器有一値霣阻器之矽基座。 欲印刷單點油璺來自外來霣力的霉流通過擇定的薄膜 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） _ -5 - —Γ7πτ-;-7---j；-裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
T ^483 ^483 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2) 霄阻器。然後薄膜電阻器加熱，又超熱氣化隔間内之吡鄰 油璺薄層，引發爆炸性氣化结果使油墨小滴通通相醑孔口 嘖至紙上。 1992年4月2日提出申請之美國專利申請案名稱 "Integrated Nozzle Member and TAB Circuit for Inkjet Printhead;”掲示一種嗔墨式印字卡匣之新穎哦_件及哦 嘴件之形成方法。此捶整合一黼哦嘴與TAB霣路設計嫌於 藉凹板«成形法製造的錁製嘖璺式印字頭孔口板。一層陣 層包含包含氣化隔間麵撓各梅孔口而油墨滾道可提供油璺 貯槽與氣化隔間之滾鼸連通。其上方有導軌的軟性帶於嘖 嘴内或孔口内藉激光雷射消蝕形成。經由於軟性電路本身 提供孔口可克服習知霜形成孔口板之缺點。所得具有孔口 及導軌之噴嘴件随後安裝於基座上，基座含有各錮孔口相 關的加熱元件。此外孔口可形成與嘖嘴件上的導軌排齊， 因此基座上«極相對於導軌末绱定向也排齊加熱元件與孔 口。然後於嘖嘴件背面形成的導軌末蠣引線接到基座上的 電極並提供賦话倍號給加熱元件。Μ上程序稱爲嘖墨式印 字頭總成之帶自動化黏合ΓΤΑΒ")或TAB頭總成（後文稱盡 ”THA”） ° 於喷嘴件背面形成導軌連接至THA基座霄棰之現存解 決方法，需要於開替頓（kapton)帶具有窗的軟性TAB«路 。此棰窗提供黏合器頭開口，可導引熱極（單點或同軸） 與TAB引線直接觸。因此可施行搭接過程而熱極與開普頓 帶間未直接接觸。TAB黏合器熱極與軟性電路TAB銅引線通 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） I.ΊΜ ^ Ί^. I. 裝 訂 叫'.線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 經濟部中央標準局®：工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（3) 過此窗直接接觸。熱極可提供TAB導線接到印字頭基座電 極所需熱壓縮力。另外，超音波方法可用來連接TAB導線 至印宇頭基座電極。然後》窗填滿包謬材料來減少對導線 的傷害，短路及。此種包膠材料可能滾入嘖嘴造成阻 塞。因此TAB頭總成ΓΤΗΑ")之設計方式為介於包膠邊緣與 喷嘴間有個0.50至0.75 m»間隙。如此使基座大小增加1至 1.5 Μ。包謬材料也造成一種不適合使用的印象且造成共 面與可靠性問題。 因此較佳有一種方法可免除TAB«路之窗之需求。去 除窗可消除覆躉TAB電路之導線之包謬材料需求。如此又 導致棋具尺寸縮小或相同棋具大小之喷嘴數目增多，容易 組裝，產率增高，可靠性改良，表面使用容易及整釅材料 與製造成本下降。 發明概述 本發明提供一種經由使用雷射光束搭接於光鑛条統導 引光線至有待黏合點而無焊料電連接兩傾接觸元件之方法 。經由使用光编糸統，雷射光束可較佳轉換成熱能而不會 發生因加熱不足而連接不良或加熱過度之接鷗破朗等問題 。該方法及裝置即使對最小的接觸幾何也可提供快速可再 現的黏合。例如，本發明方法可對聚合物軟性電路帶如聚 醣亞胺所含導線播得無焊料金至金歷縮黏合，而不會損傷 軟性《路帶。介於軟性霄路帶上的鍍金銅線與半導讎晶Η 上的鍍金墊間可形成強力金至金黏合，而無需軟性電路有 値窗，且不會造成軟性電路帶的損害。 本紙张尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^ϋ- aln —4— 1^1 —i n^i ml an (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7___五、發明説明（4 ) 本發明應用於將TAB電路之導》黏合至嘖璺式印字頭 之矽基座時可免除TAB鬣路之窗之餺求。免除窗·導致無 霈包謬材料來濾M TAB霄路之導鎳。如此，又導致棋具尺 寸繡小或相同棋具尺寸的嗔猶數目壜多，容易組裝，產率 增离，可靠性改良，嗔»的使用容易K及整讎材料與製造 成本下降。 雖然就TAB«蹯導鎳典嗔璺式印宇頸矽基座閾之黏合 敘述本發明，但僅供舉例找明之用，經由使用當射光束搭 接至光纖条统而無焊料霣遽接兩镳接觸元件之方法及裝置 可麵用於黏合任一種電構件。 其他優酤經由硏讀後文掲示將«然自明。 示之餹單說明 經由參照如下銳明及附·舉例雄明較佳具鱧例將更了 解本發明》 其他特鼬及優黏經由下文較佳具鍾例之詳鑛說明連同 附将顯然自明*附僅供舉例說明本發明之朗理。 第1圈爲根鐮本發明之具霾例之嗔墨式印字卡S之透 视·。 第2A至2C_爲由第1·之印宇卡匣移两的帚自動黏合 (TAB)印宇頋_成<後文稱JTTAB躓鱅成”> 之正面雄视_， 其中第2A_爲上段部分之TAB頭鐮成， 第2B·爲中閭部份之TAB躓鏽成， 第2C·爲下段部份之TAB躓鐮成。 第3画爲供舉例找明用第1_之«璺式印宇卡S之簡 化示鬣逋视_。 第4·爲由第3·之印宇卡S移两的帶自動黏合（TAB) 印宇頭鏞成（後文稱爲”ΤΑΒϋ繡成”>之正面透视·。 —---裝！ (锖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,11.
T 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 W2433 A7 ______B7_ 五、發明説明（5 ) 第5圔為第4鼸之TAB頭總成之背面透視圔，其上方 按裝有矽基座及導線搭接至基質。 第6画為沿第5圔視線A-A所取的剖面俩視圔，示例 說明導線搭接至矽基座上的霣極。 第7鼸為按装於第4圖之TAB頭總成背侧且含有加熱 霄阻器油璺通道及氣化隔間之基座構谊之頭部透視圔。 第8圖示例說明可用來形成較佳TAB頭總成之方法。 第9圖為本發明所用繼維推連笛射糸統之示意線_。 第10画詳細顯示軟性電路接觭黏合點TAB導線及棋具 墊。 第11圏顯示使用FPCS射黏合過程中，軟性霄路，TAB 導線，黏合位置與棋墊之溫度輪廊画。 第12圖顯示多棰金屬之吸收性質相對於波長。 第13薩示例說明五餹濺親2, 5, 10, 15及25 nm鉻之 -- t 開普頭帶之光傳播结果。 第14圃示例說明具有Ti/W種子層之軟性電路中溫度之 升禽。 第15醒示例說明具有鉻種子層之軟性電路中溫度之升 高° 第161[示例說明具有不同厚度絡種子層之三層帶中溫 度相對於時間之增高。 第17·顯示評做軟性電路之雷射黏合性用之雷射黏合 實驗結果。 較佳具體例之詳細說明 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） —1—---^裝—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) T-’τ Η旅 9 A7 B7 經濟部中央標準局工消費合作社印製 五、發明説明（6 ) 雖然将就TAB霄路上導線黏合至嗔璺式印字頭矽基座 敘述本發明，但僅供舉例說明之用，本使用雷射光束搭接 至光纗糸統之無焊接霄連接兩掴接觴元件之方法及装置可 應用於黏合他型《器構件。 參考第1蘭參考编號10表示合併有根據本發明之具» 例之印字頭（供舉例說明之用簡化之）之噴墨式印字卡匣 。哦墨式印字卡匣10包含一嫡油璺貯槽12及一値印字頭14 ，此處印字頭14係經由使用帶自動化黏合（TAB)形成。印 宇頭14 (後文稱為” TAB頭總成14”）包含一傾嘖嘴件16* 其包括兩排平行偏位的孔或孔口 17，孔或孔口係例如經由 雷射消蝕而於軟性聚合物軟性電路18形成。 軟性電路18之背面包含使用習知照像製版蝕刻及/或 霣鍍方法形成的導軌36。導軌36的终酤設計用來與印表機 互連的大型接觸墊20。印字卡匣10設計成安裝於印表檐内 因此軟性電路18正面上的接觴塾20接觸印表櫬«檯而對印 字頭提供外來產生的賦活信《。軟性«路18之黏合B22及 24為導軌36黏合至合加熱«阻器之矽基座上的霄檯的位置 Ο 第1 之印字卡B 10中*軟性«路18彎折於印字卡匣 ”鼻”後续上且延伸鼻後壁25之半長。此種軟性電路18之重 叠部分為導軌36繞線所需，導軌通遇逋端窗22'連接至基座 電極。接鶚墊20位在軟性霄路18上，固定於此壁而導軌36 繞線於轚折點上且經由軟性霣路18之窗22 , 24連接至基座 霣極。 — .— —^1—---^1 裝 II (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 訂
T 線 本紙張尺度遑用中國國家橾率（CNS > A4规格（210X297公釐） 10 經濟部中央梂準局员工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7) 第2 _顯示第1函之TAB頭總成14由印字卡匣10移開 但於TAB頭總成14之窗22及24填滿包膠劑前之正視丽。TAB 頭總成14於軟性霣路18背侧固定一艟矽基座28 (未顯示出〉 ，矽基座含有多傾可個別赋活的薄膜電阻器。各傾霄阻器 概略位在單一孔口 17後方，且利用一傾或多傾脈衡依序或 同時施加至一値或多個接觸墊20被邏擇性賦话時可作為電 阻加熱器。 孔口 17及導軌36可具有任何尺寸，澜試及樣；各· 設計來簡化及明白顯示本發明之特酤。各種特點之相對尺 寸為求淸晰起見大為調整。 第2醒所示軟性霣路18上孔口 17圖樣可藉光罩方法合 併一步驟與重覆製程之雷射或其他独刻手段形成》該等製 程於業界人士硏讀本揭示後將顯然易明。第14函（容後詳 述）提供此製程之額外細節。Μ下提供有關TAB頭總成14 及軟性霣路18之其他細節。 第3_爲供舉例說明之用第1匾之喷璺式印字卡匣之 簡化示意透視圔。第4醐為由第3蘭之簡化示意印宇卡匣 移開的帶自動黏合（TAB)印字頭總成（後文稱為”TAB”頭總 成）之正面透視圖。 第5 顯示第4 _之TAB頭總成14之背面，顯示矽棋 具或基座28安裝於軟性電路18背侧•也顯示陣層30—緣成 形於含油璺通道及氣化隔間之基座28。第7圃顯示障層30 之進一步細節容後詳述。陣層30邊緣顯示油璺通道32的入 口可接收來自油璺貯槽12的油量。於軟性電路18背側形成 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4规格（210X 297公釐） 1-^^1 in *41— ml (^1 in 1?^ ^^1 ·1 * - * . ^ U3 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 、?τ Τ -II- 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（8) 的導軌36止於软性電路18反侧上的接觸墊20 (示於第4圖 )終止位置38。黏合E 22及24定位使用雷射光束搭接於光 孅条統導引光線至根據本發明之有待黏合位置而黏合導軌 36及基座40之位置（示於第6圖）。 第6匾顯示沿第5圈示線A-A所取剖面側視圖，示例 說明導軌36末端連接至基座28上形成的電棰40。如第6圓 可見，部分42障層30用來絕续導軌36末端與基座28。亦如 第6 _所示，軟性霄路18，障層30，黏合區22及24及各個 油墨通道32的入口之侧視圈。油璺46小滴由各傾油璺通道 32结合的孔口哦出。 第7圓為矽基座28之正面透視醒，矽基座28固定至第 5圖之軟性霣路18背侧而形成TAB頭總成14。矽基座28上 方使用習知光學照像技術形成兩排或兩檷薄膜霉阻器70, 於第7圖通過於障層30形成的氣化隔間72暴露顯示。 -個具《個I中，基座28長約半吋，含有300锢加熱電 阻器70，因此每吋的解析度600點。加熱霄阻器70又可為 任何他型嘖墨元件，例如壓霄晒简型元件或任何其他習知 元件。如此，每圖中元件70可考慮為替代具體例之壓電元 件而不會影«印字頭之操作。基座28上也形成霄極74供連 接至軟性«路18背侧形成的導軌36<以虛線表示）。 一個解乘法器78 (於第7圖以處線表示）也形成於基 座28将施用於電極74的蠄入後式倍號解乘法並將倍號分配 至各個薄膜霄阻器70。解乘法器78可使用比較薄膜電阻器 70逮更少的電極74。電極數目減少可使基座的全部連接皆 本紙張尺度適用中國國家梯準（CMS ) A4規格（210X297公釐） JM11~~:----^1 裝------訂-----叫；線 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 12 309483 A7 B7 經濟部中央標準局月工消费合作社印製 五、發明説明（9) 來自基座短靖部（如第4圓所示），因此此等連接不會干攫 基座較長例的油璺流。解乘法器78也可爲任一種解碼器其 係供解碼施於霄極74的编碼信號。解乘法器有_入接脚（ 為簡化起見未顯示出）接到電極74且有_出接腳（未顯示 出）接到各個霣阻器70。解乘法器78之霣路詳述如後。 於基座28表面上也使用習知光學照像技術形成陣層30 ，陣層可為一層光阻或其他聚合物於障暦内形成氣化隔間 72及油量通道80。部分42障層30可絕緣導軌36與下方基座 28，如前文就第4圃紂論。 欲使陣層30頂面黏著固定於第5黼所示軟性霣路18之 背面，一層薄得黏著層84 (未顯示出）如聚異戊間二烯之 光阻未固化層施於障層30頂面。若陣層30可Μ其他方式變 成黏著性則無需個別黏著層。然後*所得基座結構安置於 軟性電路18背面，因此霄阻器70排齊軟性«路18形成孔口 。此種排齊步驊當然也可拂齊霣極74與導軌36末端。然後 ，導軌36黏合至霄棰74。此種排齊與黏合過程更詳細說明 於第8圖。然後，排齊且黏合的基座/軟性電路構造經加 熱同時施壓來固化黏著層84,且使基座構造牢固固定於軟 性霣路18背面。 第8圔示例說明形成TAB頭總成14之方法。起始物料 爲開普頓或伏比雷克斯（Upil ex)型聚合物帶104，但帶104 可為可接受用於下列程序之任何適當聚合物薄膜。若干薄 膜包括鐵氟龍，聚醯胺，聚甲基甲代丙烯酸酯，聚硝酸酯 ，聚醋，聚醢胺聚伸乙基對肽酯酯或其混合物。 JII1I---^1 裝丨 — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1T-
T 線 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS > A4规格（210X297公釐） 13 五、 發明説明（10 A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 帶104典型地呈捲於捲軸105上的長條提供。沿著错104 側邊的鐽輪孔106用來正確牢固蓮送帶104。另外，可刪除 鏈輪孔106帶可與他型固定件一起蓮_。 較佳具《例中*帶104已經設有銅導軌36,如第2, 4 及5圔所示銅導軌係使用習知金靨沈積與光學照像方法形 成。導軌的特定圖樣依據希望分配霜信號誌矽棋具上形成 的《極方式而定，矽棋具隨後安装於帶104上。 較佳方法中帶104蓮送至雷射加工處理隔間，並使用 雷射光110,例如激光雷射112產生的光利用一片或多片光 睪108進行雷射消蝕成光罩界定的樣。光單雷射光照射 Μ箭頭114檷示。 較佳具饑例中光軍108界定幣104延伸面積的全部消蝕 持點，例如以孔口圖樣108為例涵蓋多掴孔口而Μ氣化隔 間圖樣光罩108為例，涵蓋多傾氣化隔間。 用於此種方法之雷射条統一般包含光束輸送光學装置 ，定向光學裝置，离度精密度與离速光罩穿梭条统及加工 處理隔間包含《理及定位帶104之機制。較佳具黼例中雷 射条統使用投射光罩構型，其中一個精密透鏡115安置於 光罩108與帶104間，透鏡投射瀲光雷射光至帶104呈現光 軍108界定的樣彩像。由透鏑115送出的加光罩雷射光Μ 箭頭116表示。此棰投射光罩構型對於高精密孔口尺寸較 佳，原因爲光軍物理上逋離嗔嘴件。於雷射消蝕步隳後聚 合物帶104步進，並重覆該製程。 製程之第二步驟爲淸潔步琛，其中帶104之雷射消蝕 —11.--1---1^II * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Γ 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 14 - 14 五、發明説明（Η A7 B7 經濟部中央樣準局貞工消費合作社印裝 部分置於淸潔站117下方。於淸潔站117依據檷準業界實務 去除來自雷射消蝕的碎届。 然後，帶104步進至次一站，此站爲合併於習知自動 TAB黏合器之光學定向站118，例如市面上得自Shinkawa公 司型號1LT-75之内部引線黏合器。黏合器預先含有嘖嘴件 上定向（鋇定橒的>樣的程式，（M相同方式及/或形成 孔口步驟形成）及基座上的鋇定檷的圓樺（M相同方式及 /或形成«阻器所用的步篇形成）。較佳具釀例中哦嘴件 材料爲半透明，因此基座上的鑛定檷的鼸樣可通遇嘖嘴件 檢視。然後，黏合器自動定位矽棋具120相對於嘖嘴件， 因此使兩餹播的圃樣排齊。此捶排齊画樣存在於Shinkawa TAB黏合器。此種嘖嘴件鋇定檷的圓樣與基座鋇定檷的麵 樣之自動排齊，不僅精確排齊孔口與電阻器，同時也必然 排齊棋具120上的電極與铕104内形成的導軌末端，原因為 導軌及孔口於帶104中排齊而基座霄極與加熱霣阻器於基 座上排齊之故。因此，帶104及矽棋具120上的全部函樣於 一旦兩値鎖定檷的圔樣對齊之後則相對於彼此排齊。 如此矽棋具120相對於帶104之排齊係使用市售設備自 動化進行。經由整合導軌與哦嘴件可實現排齊圈樣。此檯 整合不僅降低印字頭的組裝成本同時也減少印字頭的材料 成本。 然後自動TAB黏合器使用同軸黏合方法將導軌向下黏 合至對暱基座霄極。通常黏合溫度較高為較佳因可縮短黏 合時間，但黏合溫度較离通常會軟化軟性霄路而使開瞀頓 -ϋϋ-TH mu - Λ --- m i^i— ^^^1 m» I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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T 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 15 經濟部令央橾準局負工消费合作社印裝
SQ948S A7 B7_ 五、發明説明（12) 帶更加變形。極绱較佳於接觴點溫度較离而開普顿帶靥租 度較低。此種最佳通度曲線可經由使用獾維推連（FPC>單 點雷射黏合法PPC達同無窗TABI6路連成，可提供喷璺式印 表檐印字頭的TAB頭總成之理想解決之道。 FPC雷射糸统200示意說明於第9麵。此条统係由Nd YAG 或二極饑笛射202配備有玻璃（二氧化矽）光繼204組成。該 糸統引導雷射光束通遇玻瓖光纖204至接《點或搭接點206 。最佳熱偶合係利用光鑛204将兩部分K合在一起形成， 如此介於TAB引線208與棋具螫210間具有零接觸間陳，因 此可改良熱效率。第10·顯示軟性《路18,接觸酤206， TAB引線208及棋具墊210之進一步細節。 參考第9圖利用通通玻璃的紅外線檢澜212達成反嫌 溫度回路。收集由接觸元件208，210於接《點206反射的 溫度或紅外光吸收表現反應。由雷射光源202放出的笛射 光束220通遇半透鏡或光束分配器214且通遇聚焦透嫌216 進入玻璃光玀204。來自光鑛的反射光218 (以虛線表示）由 半透鏑21反射並經由聚焦透嫌222到逢IR檢测器212，IR檢 測器達接到PC控制器224。PC控制器224之蹩視 226上顯 示的線圓，表示PC控制器224可健存黏合過程之醞度變化 之預期曲線圏，且與真正溫度變化做比較。PC控制器224 連接雷射光源202,因此若有所需，也可控制®射參數。 FPC雷射黏合之再現性係與兩傾達接器208, 210間之 离度熱偶合Μ及雷射能被導線208，210高度吸收有關。欲 獼得最佳鈷合過程，希望於開普頓帶有最低吸收而於軟性 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4規格(2丨ΟΧ 297公釐） 二 一 16 - nn ^m· m mHi— n —mi i m *i^— an m (請先聞讀背面之注意事項i填寫本頁) τ 線 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（13 ) 電路18金屬層有最高吸收。具有較离吸收率的金饜可將較 离比例的雷射能轉成熱能。结果可编短搭接過程又導致更 高品質的黏合。 所用雷射爲波長1064 fin之YAG雷射。第12國示例說明 數棰金羼之吸收性質相對於波長。由第12圔可見絡及朗於 此波長具有最高吸收特撤。選用鉻作潙基底金颺原因爲大 部分軟性霣路製造商用鉻作爲棰子層。雷射滲透入絡之深 度約10 η·而酤大小5 η·，需要鉻之最小厚度爲15 nm。雷 射光束形成局部加熱匾段使金屬（或焊料〉熔化，並介於兩 鄰接面產生黏合而未提离開普頓帑《度。然而，介於兩個 匹配金靥部件間之間陳将使暴露於雷射光束的金羼面過度 加熱。如此導致TAB導線變形而金羼面間並無黏合。又軟 性帶溫度升高對軟性電路可能有害。 第11·示例說明使用FPC雷射的黏合遇程中，軟性霄 路18的典型溫度曲線鼸。由第11圓可見，搭接@ 206之溫 度顯然高於開蒈頓帶18之溫度。原因爲開普頓帶於不同波 長的透明度高之故。 開普頓聚醢亞胺帶可透遇YAG雷射光束，雷射光束通 過2密耳（mil)厚聚醸亞胺層沒有任何吸收。絡為習知棰 子層竇波用來提供雙層軟性霣路製程中介於網軌跡與開普 頓聚醢亞胺間之黏著層。需要厚度至少10 η·(或名目厚度 20 rim〉來提供吸收雷射能之媒體。鉻層厚度隨軟性霄路製 造商而異，厚度報告為2至3 ΠΒ。典型軟性霣路裂程使用 薄層（20 ηπΟ濺鍍鉻作為介於编軌跡與開普頓聚醢亞胺間 本紙張尺度適用中國國家橾牟（CNS〉Μ規格（210X29*7公嫠） ---j--Ί J· J.---•「裝------訂------^旅 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 17 A7 B7 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 五、發明説明（14) 之種子層（黏著層）。 五個開普頓帶樣品濺鍍2, 5，10，15及25 πβ絡並測 量樣品之透光率。第13圔示例說明此等樣品之透光率。可 見隨著絡厚度的增离，透光率最初快速下降（由2 ηπι鉻之 65%降至15 ηη鉻之12%)，但當絡厚度由15增至25 nra時 透光率的改變極级慢。 雷射黏合法痛要導軌溫度快速上升以減少鬭普頓溫度 上升，因此減少開普頓辩之變化。第14及15·示例說明具 有不同構造的數種霣路之通度升高。第14画示例說明具有 較厚棰子層之軟性霄路之狙度升离。要緊地發現具有1〇 nn 或以下的Ti/W之软性«路無法達到金/金黏合需要的溫度 ，但含20 nm Ti/W之軟性霉路確實可達到黏合》度。又發 現隨箸Ti/W之增厚軟性霄路之升高時間較快，如此可減少 開替頓帶由於局部高溫所造成的損害。 含20 tin Ti/W之軟性電路之溫度（紅外光倍號〉之起伏 波動指示軟性霄路可逢到金/金黏合所霈的預設祖度最大 值，及隨後，雷射反嫌回路暫時降低雷射能，因此TAB黏 合溫度之增加不會損傷開普頓帶。一旦開普頓稱的溫度皆 低（降低預定量 >，雷射能自動升高至全功率而提升TAB導 線》度並形成可靠的金/金黏合。 第15圖示例說明含絡種子層之不同軟性電路具有類似 結果，可與Ti/W種子層比較。觀察到含10 η»鉻之軟性霣 路確實達到金/金黏合所需高溫。因此絡種子量比較Ti/W 種子層對YAG雷射具有較高的吸收特性。 -I- - -«- --: - - - - ..... - - -- I ι^ϋ H— ^1 : - f (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁)
*1T Τ 旅 本紙张尺度逋用中國國家橾準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） 18 五、發明説明（15 A7 B7 第16_示例說明含20 nm絡層之三層幣，含5 ΠΒ絡靥 之帶及未含絡層之帚之通度升离相對時間之變化。如第16 圈可見唯有含20 nB絡餍之軟性霉路指示》度快速增离。 由於確定絡厚度乃金/金雷射黏合完整性所必痛，故 當灌用YAG雷射時邏用最佳絡厚度作為基線值。參考第13 _，超過15 nm之络厚度不再急遽下降透光率。基於第15 圔，10 na鉻厚度為提供成功的雷射黏合所需厚度的絕對 最低值。第15圈也示例說明含15 na絡之軟性電路於銅軌 跡出現逋更快速的驵度升离结果導致開普頓的較少或無損 傷。因此15 nm鉻提供可靠可重覆的雷射黏合之最佳厚度 (婧先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 經濟部中央標準局負工消费合作社印裝 隨後，濺鍍鉻作爲種子層Μ及軟性霣路製造遇程中的 鍍敷過程，預期有若干鉻滲透入銅。絡滲透入鎘係一種與 時間及溫度有簡的遇程，難Μ確定此等遇程中，將滲透入 銅的絡量。通常估計滲透入鉻的最大*小於5 η»。基於此 等因素，濺鍍通程後鉻之最小厚度確立爲20 η·。該厚度 需保證軟性霣路製造完成後絡之最小厚度為15 η·。 第17_顯示評估含約5 ηιπ絡作為種子層之軟性電路之 雷射黏合性的雷射黏合實驗结果。實驗中*黏合力由20改 變至140克（20，40，60，80，100及140克），而雷射脈衝 長度由2變化至40毫秒<2，7，10，20，30及40*秒〉。實 驗中的固定因素爲楔穴溫度*雷射流，最大反饋溫度及溫 度升高時間。經由改變雷射能，介於TAB導線208與棋具墊 210間未形成黏合。鏵咎於鉻種子層原度不足，因此軟性 、*!· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） 19 S〇94s 3 經濟部中央標準局貞工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（16) 霣路之雷射能吸收率低之故。 表I指示若干寶驗之試驗條件及结果。此等試驗涵蓋 竇大操作條件，由對黏合無法目測的影慯至開瞀頓完全受 損。基於表I示例說明的結果，歸结現有YAG®射無法黏 合現有絡厚度低之軟性霣路。 試驗介於開普頓與銅軌跡之一層黏著層之含20 鉻 之三層軟性《路。笛射功率設定爲10 W，腯衡長設定爲20 毫秒，黏合力設定為140克及棋穴溫度設定為100C可成功 的達成金/金雷射黏合。於棋具墊區未見任何機械傷寄。 指示雷射能或雷射力未對棋墊區造成任何機械損傷。 表I指示七棰實驗之試驗條件與結果。欲將雷射黏合 結果分级；"X”级黏合定義為剖面類似熱®黏合棋具但具 有相同或較佳抗撕黏度之黏合。”Β”级黏合為仍具有可接 受的黏合強度但開普頓接合處已經由於較离溫降解之黏合 ("Β”级黏合仍可接受）。”C”级黏合爲雪形成黏合時黏合強 度低於熱壓黏合部分強度。”F”级黏合定義為介於銅軌跡 與棋具墊間未生成黏合的情況（大部分例中，開普頓由於 局部溫度升离被燒掉）。 2號試驗中，經由將脈衢長度由5增加至10毫秒的黏 合等级快速改善*但此棰情況下，開普頓於一値棋具部位 確實燃燒。經由將脈衝長度再度縮小至5毫秒並提高雷射 功率（利用提高雷射滾），黏合再度變脆弱，但未再發現 開普頓燃燒。欲進一步良黏合藉提高雷射流第二次增离雷 射功率。4號試驗中形成良好，乾淨的黏合且未見開普頓 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項#.填寫本頁) •裝· 旅 A7 B7 五、發明説明（17) 損傷。使用此組參數建立各部件之抗撕試驗也指示播得良 好抗撕強度。經由提高雷射功率進一步改良接合強度。5 號試驗中籍脈衡長度由5增加至10毫秒而提高功率。此種 情況下，接合強度急刺改良，但也觀察到若干燃燒的開普 頓，M2及5號試驗為例，燃堍的開普頓係於鋦導線側， 但未敞開暴露銷導線。因此，懷疑介於閭普頓及銅導線的 黏著層燃燒。6號試驗中，雷射滾維持19安，但脲衢長度 由10增加至15毫秒。結果導致雷射能量遇高，沿著開普頓 燒掉數孔，而未於TAB導線與棋具塾間形成任何連接。 7號試驗係使用較小探針力重覆5號試驗。7號試驗 中探針力由140克降至100克。此種情況下，捶爲類似5號 試驗，觀察到絕佳黏合具有高的接合強度。然而一镛棋具 位置觀察到帶可能損傷。但此種例中也未暴露出銅軌跡或 TAB導線。 ^^1 m ml 1^1 nn ml m n (請先閲讀背面之注意事項h填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 21 A7 B7 經濟部中央揉準局®:工消費合作衽印製 五、發明説明（is 表 項目 力 克 «射流 安 脲衢長度 «秒 最离溫 設定 觀 察 1 140 17 5 0.4 未黏合/軟性電路未撗傷 2 140 17 30 0.4 未鈷合/軟性《路未損傷 3 140 19 5 0.4 未黏合/軟性霄路未攢傷 4 140 19 30 0.4 未黏合/軟性《路未搡傷 5 140 17 5 0.4 未黏合/軟性電路未換傷 6 140 17 30 0.4 未黏合/軟性霣路未損傷 7 140 19 5 0.4 未黏合/軟性電路未損傷 8 140 19 30 0.4 未黏合/軟性霄路未損傷 9 140 19 30 0.6 未黏合/软性«路開始燃堍 10 140 19 30 0.8 未黏合/觀察到軟性霣路略爲損傷 11 140 19 30 1 未黏合/明顯觀察到軟性電路受携 12 140 19 50 1 未黏合/觀察到軟性«路略爲損傷 13 140 19 50 2 未黏合/明顙覼察到軟性《路受損 14 140 19 30 5 未鲇合/明顯觀察到軟性電路受損 15 140 19 30 9 未酤合/軟性霄路過度受損 16 140 19 50 9 未黏合/軟性霣路過度受損 表K 轼驗 力 克 安 脲衝 聚种 最髙匾 度設定 贴合 等级 附 觀 察 1 140 17 5 0.6 C 18 於大部分鈷合位置形成明弱黏合 2 140 17 10 0.6 B 19 形成可接受的鈷合，但一β位置之開普頓燃焼 3 — _ 140 — 1 Μ 」7.5 5 0.8 C 20 於大部分鲇合位置形成糖弱鲇合 4 — 140 — »· 19 5 0.8 A 21 形成良好鈷合*開普顿未損傷 5 6 〜 II.- 140 19 —10 0.8 B 22 形成絕佳鲇合，但閹蕾頓在某些位置燃堍 140 r 19 15 0.8 F 23 開普頰燃堍•未形成鈷合 { 一 100 一 _ 10 "" 10 0.8 B 24 形成絕佳«I合*但開》頓於一緬位置燃煉 —^--ΙΊ~~：----·νι 裝-- { (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Τ 紙張(210 X297公釐 22 - A7 ^______B7_____ 五、發明説明（19) 基於表I陳迷结果3曆帶之黏合力窗定莪如下： 黏合力 100-140 克 雷射流 17-20 安 脈衝長度 5-10 奄秒 最高設定通度 0.6-0.8 也使用含20 η·»鍍絡之2層帚進行實驗。實驗設計 爲可評估力、腯衝長度及雷射功率對黏合品霣的彩鬱。此 實驗變因爲力，脈衡長度及雷射功率分成三儸等级試驗結 果播得27個個別試驗Μ及27傾利用FPC雷射黏合的部件。27 個部件皆通過目測檢視，指示開替頓或陣層無損傷。然後 開普頓經鈾刻暴霉出TAB導線。對27餹部件進行剪力試驗 及拉力試驗來評估黏合強度。剪力和拉力試驗指示雷射功 率較高時黏合強度遠超過200克。表I指示27傾實驗之試 驗條件及黏合強度结果。 1.叫I J---•「裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 23 A7 B7 五、發明説明（2G) 表霣 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 試驗编號 黏含力 克 翥舍時閜 毫秒 雷射功率 瓦 抗剪费度 克 抗拉接度 克 1 310 20 5.0 0 0 2 310 20 6.2 82 106 3 310 20 8.5 176 177 4 310 40 5.0 0 0 5 310 40 6.2 90 137 6 310 40 8.5 182 169 7 310 60 5.0 0 0 S 310 60 6.2 131 132 9 310 60 8.5 186 191 10 360 20 5.0 0 0 η 360 20 6.2 139 U2 12 360 20 8-5 189 165 13 360 40 5-0 0 0 14 360 40 6.2 146 154 15 360 40 8.5 205 201 16 360 60 5.0 0 0 17 360 60 6.2 105 177 18 360 60 8.5 225 224 19 412 20 5.0 0 0 20 412 20 6.2 88 165 21 412 20 8.5 211 207 22 412 40 5.0 0 0 23 412 40 6.2 178 198 24 412 40 8.5 222 195 25 412 60 5.0 0 0 26 412 60 6.2 148 177 27 412 60 8.5 210 193 — rMi--Γ4---「裝--(讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
T 本紙張尺度逋用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24 - A7 B7 309483 五、發明説明（21) 實驗確定無窗進行金至金TAB黏合可行。容思且重覆 地可建到逋超遇200克的抗剪強度。未見任何笛射黏合遇 程造成的閭普頓或陣靥損傷。基於表S陳述之结果，2層 帶之黏合力窗定義如下： 低 中 离 黏合力 310克 360克 420克 脈衝時間 20毫秒 40毫秒 60毫秒 雷射功率 5瓦 6.2瓦 8.5瓦 本發明可免除先前技術之TAB窗及相两包膠需求而獲 得平面TAB連接方法。如此又導致成本降低，可靠性增髙 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 及容易工作。 隨改帶104步進至熱壓站122。如前就第9及10画所示 黏著層84存在於矽基座上形成的障層30頂面上。於前述黏 合步嫌後矽棋120向下壓迫牴住帶104，並施熱固化黏著層 84,而以物理方式黏合棋120至帶104。 隨後，帶104步進且遵揮性捲曲於播曲捲_ 124。隨後 ，帶104經切割而分两舾別TAB頭總成。 隨後所得TAB頭繡成安置於印字卡匣10内，前述黏著 封90經形成而牢固固定噴嘴件至印字卡匣，提供介於嘖嘴 件及油璺貯稽間環塊基座周圃的防油墨封並包膠上方陸地 附近的軌跡而將軌跡與油璺隔離。 軟性TAB頭總成上的周邊點，然後藉習知熔穿型鲇合 過程牢固黏合至塑穋印字卡匣10而使聚合物軟性霄路18保 持與印字卡匣10表面相對齊平，如第1圈所示。 本紙張尺度適用中國國家橾率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 訂 經濟部中央揉準局属工消費合作社印製 A 7 25 - 309453 A7 B7 五、發明説明（22 ) 前文已經敘述本發明之原理，較佳具黼例及操作棋式 。然而不可視為本發明面限於討論的特定具黼例。舉例言 之*雖然本發明係躭黏合TAB霄路上的導軌至嘖璺式印字 頭的矽基座加Μ敘述，但本使用®射光束搭接至光鐵糸統 無焊料«連接兩艟接觭元件的方法及装置可應用於黏合他 型電氣構件。同理難然本發明係躭無焊料金至金黏合霣氣 構件加以說明，但本方法可用於其他導霣金屬的無焊料黏 合。如此前述具體例須視為舉例說明而非限制性，痛了解 業界人士於此等具臞例中可做出多種未悖離如附隨之申請 專利範圍界定的本發明之範園之變化。 (請先閲讀背面之注意事項^:填寫本頁) -裝· 線 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度遑用中國國家橾率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 26 經濟部中央揉準局貝工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明说明（23) 元件檷號對照 10 ...嘖璺式印字卡匣 104.. ..黏合物帶 12 ...油墨貯槽 105.. ..捲軸 14 ...印宇頭，TAB頭總成 106.. ..鏈輪孔 16 ...嗔嘴件 108.. ..光罩 17 ...孔，孔口 110. _ ..雷射光 18 ...軟性霜路 112.. ..瀲光雷射 20 ...接觸墊 114， 116. ..箭頭 22 ，24——黏合S *窗 115.. ..精準透鏡 25 ...後壁 117.. ..淸潔站 28 ...矽基座，矽棋 118.. ..光學定向站 30 ...障層 120.. ..棋具，矽棋 32 ...油璺通道 200.. ..FPC雷射条统 36 ...導軌 202.. ..雷射光源 38 ...位置 204.. ..玻瑰光缕 40 ...基座電棰 206. _ .·接觸點，搭接酤 42 ...部分陣層 208.. ..TAB導線 46 ...油墨小滴 210.. ..棋具墊 70 212.. ..紅外光檢測器 薄膜貯棋，加熱霄阻器 214.. * · 72 ...氣化隔間 半透射嫌，光束分配器 74 ...電極 216 * 222. ·..聚焦透鏑 78 ...解乘法器 218.. ..反射光 80 ...油璺通道 220.. ..雷射光束 84 ...黏箸層 224.. ..PC控制器 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 27

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  1. ?! D8 I"""關 1_'」
    子/的電氣導 申請專利範囷 第851 08857號專利申請案申請專利範圍修正本 修正日期·· 85年〗2月 雷射光束黏合化黏合 電、路之電氣;ϋ至電氣接觸塾之方雷射光 束具有特定波長，其包括下列步驟： 在電氣導線頂面上提供-具一 線，該種子金屬於雷射光耒之波長下具有一適當的吸 收率； 令電氣導線與電氣接觸Μ對齊而使電氣導線位:在 電氣接觸墊t方； 固定電氣導線及電氣接觸墊而使之於一黏合®^ 與一光纖接觸；及 經由導引通經該光缕之雷射光束而於該黏合面處 黏合電氣導線與電氣接觸墊. ------1-----f ·裝------訂------ (請先Μ讀背面之注^h項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 -28 - 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4«l#· ( 210X297公釐）
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