TWI409124B - 熱壓接合裝置 - Google Patents

Description

熱壓接合裝置

本發明是有關於一種接合裝置，且特別是有關於一種熱壓接合裝置。

習知接合製程，為使用高溫之金屬熱壓頭，直接施以高溫高壓於預接合材及膠體上，以達到接合效果。前述之金屬熱壓頭中係埋入數個熱電偶，於使用上，熱電偶通電時可生熱，間接地提高金屬熱壓頭之溫度。

然而，熱壓頭體積大，絕大多數熱量於熱能傳輸過程中浪費。再者，當熱電偶生熱時，熱壓頭易有受熱而變形情形，且熱壓頭各段之熱膨脹程度不同，故平坦度控制不易。

由此可見，上述現有的技術，顯然仍存在不便與缺陷，而有待加以進一步改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的方式被發展完成。因此，如何能改善習知熱壓接合之缺失，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

因此，本發明之一態樣是在提供一種熱壓接合裝置，用於藉由導電膠接合電路板與基板。

依據本發明一實施例，熱壓接合裝置包括吸收雷射導熱板、透光加壓裝置與雷射裝置。透光加壓裝置設置於吸收雷射導熱板上，雷射裝置位於透光加壓裝置之上方。於使用時，雷射裝置可發出雷射光，雷射光穿透透光加壓裝置後會被吸收雷射導熱板吸收而生熱。

再者，當雷射裝置發出雷射光時，透光加壓裝置向吸收雷射導熱板施予壓力，俾使導電膠受壓受熱而固化，以接合電路板與基板。

關於上述之雷射裝置，其可包括氣體雷射、半導體雷射、固體雷射等雷射裝置。

於一較佳實施例中，上述之雷射裝置包括二氧化碳雷射裝置。

關於上述之吸收雷射導熱板，其可包括碳板。

或者，上述之吸收雷射導熱板可包括金屬板與雷射吸收層，雷射吸收層包覆金屬板之至少一部分表面。

再者，上述之雷射吸收層可包含碳材料。

關於上述之透光加壓裝置，其可包括石英板。

另外，透光加壓裝置與吸收雷射導熱板可以相結合。

另外，上述之雷射裝置可包括雷射光源與分散鏡，雷射光源可發射雷射光束，雷射光束經分散鏡後以作為雷射光。

再者，上述之雷射光源可為二氧化碳雷射光源。

綜上所述，本發明之熱壓接合裝置與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，可達到相當的技術進步，並具有產業上的廣泛利用價值，其至少具有下列特點：

1.　可使用目前的量產型導電膠，不需使用對雷射吸收率高的特殊導電膠；

2.　雷射之熱效率高，可快速加熱；以及

3.　可進行小區域加熱，避免大範圍加熱影響精度。

以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並對本發明提供更進一步的解釋。

為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。

於實施方式與申請專利範圍中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或複數個。

本文中所使用之『約』、『大約』或『大致』係用以修飾任何可些微變化的數量，但這種些微變化並不會改變其本質。於實施方式中若無特別說明，則代表以『約』、『大約』或『大致』所修飾之數值的誤差範圍一般是容許在百分之二十以內，較佳地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分五之以內。

參照第1圖，第1圖是依照本發明一實施例之一種熱壓接合裝置100的示意圖。熱壓接合裝置100可應用在液晶顯示模組(LCM)製程，或是廣泛地運用在相似之技術環節。

如第1圖所示，熱壓接合裝置100包括吸收雷射導熱板120、透光加壓裝置130與雷射裝置140。在構造上，透光加壓裝置130設置於吸收雷射導熱板120上，雷射裝置140位於透光加壓裝置130之上方。於使用時，雷射裝置140可發出雷射光，雷射光穿透透光加壓裝置130後會被吸收雷射導熱板120吸收而生熱。

再者，當雷射裝置140發出雷射光時，透光加壓裝置130可向吸收雷射導熱板120施予壓力，俾使導電膠110受壓受熱而固化，以接合電路板112與基板114。

基板114可為液晶顯示面板。實作上，液晶顯示器之製程大致可分為前後兩段，前段是指玻璃的製造，包括上下玻璃基板，彩色濾光片，偏光膜以及液晶等等，經前段製程後，稱為液晶顯示面板，而後段則是指液晶顯示模組製程。在液晶顯示模組製程中，可先在液晶顯示面板的外觀進行檢查，並進行塗抹導電膠114等的前置作業，而後加上電路板112，再以熱壓接合裝置100接合電路板112與液晶顯示面板。

導電膠110可為異方性導電膠(ACF)，其主要由導電粒子與黏接劑組成。在吸收雷射導熱板120吸收雷射光而生熱時，透光加壓裝置130向吸收雷射導熱板120施予壓力，藉由控制溫度與壓力的壓合，使異方性導電膜之導電粒子破裂變形，以提供電路板112與基板114對於垂直方向的導通電路，而在水平方向則具有絕緣效果。

另外，電路板112可為可撓式軟性電路板(FPC)，其特點是重量輕、厚度薄、柔軟、可彎曲，能有效的節省空間、使得電子產品更能符合輕量化、薄型化的趨勢。

在光學性質方面，透光加壓裝置130可具備高透光率，俾使大部份的雷射光得以穿透透光加壓裝置130而被吸收雷射導熱板120吸收生熱。在微觀構造方面，透光加壓裝置130可具有剛性結構，其韌度足以在加壓時不致變形破裂。舉例來說，透光加壓裝置130可為石英板、或其他具高透光率之剛性板體(例如高透光玻璃板)、或上述之組合。而雷射導熱板120例如包括碳板、金屬板或複合材質板、或其它可適用的材料。

另外，透光加壓裝置130與吸收雷射導熱板120可以相結合，舉例來說，透光加壓裝置130與吸收雷射導熱板120可被壓合成一體，使得透光加壓裝置130與吸收雷射導熱板120之間不易存有縫隙，以有效降低雷射光在傳輸時的損耗。

實務上，雷射裝置140可包括雷射光源142與分散鏡144，雷射光源142可發射雷射光束，雷射光束144經分散鏡後以作為上述之雷射光，藉以讓雷射光均勻分佈於透光加壓裝置130。

再者，雷射光源142可為氣體雷射、半導體雷射或固體雷射等雷射裝置，於一較佳實施例中雷射光源142可為二氧化碳雷射光源。雷射裝置140可包括二氧化碳雷射光源與分散鏡144以構成二氧化碳雷射裝置。實務上，二氧化碳雷射是以放電方式激發的高功率雷射，目前商品化的已達萬瓦，這種雷射中的氣體，以氦及氮為主，介質氣體二氧化碳反而最少，原因是大量的氦和氮，才能幫助少量的二氧化碳進入群數反轉。二氧化碳雷射的效率，也就是輸出光功率和輸入電功率的比值可達15%，較一般氦氖雷射高出約百倍。

由於二氧化碳雷射的輸出大約是落在9.4～10.6微米之紅外線波段，因此吸收雷射導熱板120可具備紅外線吸收性，以便於吸收二氧化碳雷射光而生熱。為了對吸收雷射導熱板120作更進一步的闡述，以下將搭配第2A、2B來說明吸收雷射導熱板120之具體結構。

如第2A圖所示，吸收雷射導熱板120可包括碳板121，碳板121基本上由碳組成。碳具有特徵振動頻率，當入射的二氧化碳雷射光到達碳介面時，很少被反射，較易穿過介面激起共振變為熱量。另一方面，於其他實施例中，可採用由其他紅外線吸收材料製得之板體來取代碳板121。

或者，如第2B圖所示，吸收雷射導熱板120可包括金屬板122與雷射吸收層124。在結構上，雷射吸收層124包覆金屬板122之表面。金屬板122基本上由金屬組成，金屬可具有高導熱率，然金屬分子結構較緻密，若所使用之金屬容易反射雷射光，透過表面的電磁輻射也會在很短的距離內迅速衰減，因此可以雷射吸收層124包覆金屬板122之表面，藉由雷射吸收層124吸收雷射光所生之熱可即時傳導至金屬板122，而不易造成熱量耗損。在本實施例中，雷射吸收層124係完全包覆金屬板122之表面。當然，在另一實施例中，雷射吸收層124也可以是包覆金屬板122之部分表面，例如包覆面向雷射裝置140之上表面。

再者，為了吸收二氧化碳雷射光，吸收雷射吸收層124可為碳材料、或其他紅外線吸收材料、或上述之衍生物、或上述之組合。舉例來說，可用含碳之油墨、漆料或塗料附著於金屬板122之所有表面。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．熱壓接合裝置

110．．．導電膠

112．．．電路板

114．．．基板

120．．．吸收雷射導熱板

121．．．碳板

122．．．金屬板

124．．．雷射吸收層

130．．．透光加壓裝置

140．．．雷射裝置

142．．．雷射光源

144．．．分散鏡

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖是依照本發明一實施例之一種熱壓接合裝置的示意圖；

第2A圖是依照本發明一實施例所繪示之吸收雷射導熱板；以及

第2B圖是依照本發明另一實施例所繪示之吸收雷射導熱板。

100．．．熱壓接合裝置

110．．．導電膠

112．．．電路板

114．．．基板

120．．．吸收雷射導熱板

130．．．透光加壓裝置

140．．．雷射裝置

142．．．雷射光源

144．．．分散鏡

Claims (6)

1. 一種熱壓接合裝置，用於藉由一導電膠接合一電路板與一基板，包含：一吸收雷射導熱板，包含一碳板；一透光加壓裝置，設置於該吸收雷射導熱板上；以及一雷射裝置，位於該透光加壓裝置之上方，用以發出雷射光，該雷射光穿透該透光加壓裝置後會被該吸收雷射導熱板吸收而生熱，其中該雷射裝置包含一二氧化碳雷射光源。
2. 如請求項1所述之熱壓接合裝置，其中當該雷射裝置發出該雷射光時，該透光加壓裝置向該吸收雷射導熱板施予壓力，俾使該導電膠受壓受熱而固化，以接合該電路板與該基板。
3. 如請求項1所述之熱壓接合裝置，其中該吸收雷射導熱板更包含一金屬板，且該碳板設置於該金屬板之至少一部分表面。
4. 如請求項1所述之熱壓接合裝置，其中該透光加壓裝置包含一石英板。
5. 如請求項1所述之熱壓接合裝置，其中該透光加壓裝置與該吸收雷射導熱板相結合。
6. 如請求項1所述之熱壓接合裝置，其中該雷射裝置包含一雷射光源與一分散鏡，該雷射光源用以發射一雷射光束，該雷射光束經該分散鏡後以作為該雷射光。