TWI790118B - 接合設備 - Google Patents

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Abstract

一種接合設備，用於接合或解接合電路板。接合設備包括真空吸頭與熱壓頭。真空吸頭配置以吸附電路板的非接合區。真空吸頭的一側具有第一下側壁、第一上側壁與鄰接第一下側壁與第一上側壁的第一連接面。熱壓頭與真空吸頭相鄰且配置以熱壓電路板的接合區。熱壓頭靠近真空吸頭的一側具有第二下側壁、第二上側壁與鄰接第二下側壁與第二上側壁的第二連接面。第二連接面與第一連接面至少部分重疊，且第二下側壁的高度大於第一下側壁的高度。

Description

接合設備
本揭露是有關一種接合設備。
一般而言，覆晶薄膜(Chip on film；COF)可採熱壓方式接合於基板，使基板的引腳可與覆晶薄膜的接合區電性連接。
傳統的接合設備具有加熱功能的真空吸頭，在使用時，可將覆晶薄膜的接合區吸附，並移至基板上方，接著真空吸頭向下移動使覆晶薄膜藉由熱壓而電連接於基板的引腳上。然而，真空吸頭須為加溫狀態才具有熱壓功能，因此只能吸附覆晶薄膜的接合區，但對於接合區面積小的產品，其與真空吸頭相對位置和對位準確度要求很高。此外，由於覆晶薄膜為軟性，因此覆晶薄膜的非接合區會因材料特性或重力造成翹曲(Warpage)，且在真空吸頭接近基板的過程中，覆晶薄膜的非接合區會接觸基板而產生干涉，並不利於吸附與熱壓的穩定性。
本揭露之一技術態樣為一種接合設備，用於接合或解接合電路板。
根據本揭露之一些實施方式，一種接合設備包括真空吸頭與熱壓頭。真空吸頭配置以吸附電路板的非接合區。真空吸頭的一側具有第一下側壁、第一上側壁與鄰接第一下側壁與第一上側壁的第一連接面。熱壓頭與真空吸頭相鄰且配置以熱壓電路板的接合區。熱壓頭靠近真空吸頭的一側具有第二下側壁、第二上側壁與鄰接第二下側壁與第二上側壁的第二連接面。第二連接面與第一連接面至少部分重疊，且第二下側壁的高度大於第一下側壁的高度。
在一些實施方式中，上述第一上側壁的底端與真空吸頭的底面之間的距離大於或等於第一下側壁的頂端與真空吸頭的底面之間的距離。
在一些實施方式中，上述第一上側壁與第一下側壁之間的水平距離大於第二上側壁與第二下側壁之間的水平距離。
在一些實施方式中，上述第一連接面與水平面之間的夾角小於或等於第二連接面與水平面之間的夾角。
在一些實施方式中，上述熱壓頭具有熱壓面，且熱壓面遠離真空吸頭的邊緣與電路板的邊緣對齊。
在一些實施方式中，上述熱壓頭具有背對第二上側壁與第二下側壁的第三側壁，且第二下側壁與第三側壁各與熱壓面的連接處具有倒角。
在一些實施方式中，上述真空吸頭的第一連接面為傾斜面，且第一上側壁、第一連接面與第一下側壁定義出楔形結構。
在一些實施方式中，上述真空吸頭的第一連接面為水平面，且第一上側壁、第一連接面與第一下側壁定義出階梯狀結構。
在一些實施方式中，上述熱壓頭的第二連接面為傾斜面，且第二上側壁、第二連接面與第二下側壁定義出楔形結構。
在一些實施方式中，上述熱壓頭的第二連接面為水平面，且第二上側壁、第二連接面與第二下側壁定義出階梯狀結構。
在本揭露上述實施方式中，由於接合設備包括真空吸頭與熱壓頭，因此真空吸頭可用來吸附電路板的非接合區，而熱壓頭可用來熱壓電路板的接合區。非接合區的面積較接合區大，可供較大的真空吸頭穩固地吸附，且真空吸頭的吸取位置還能更靠近接合區，減少接合區因重量下垂，因此能避免因重力因素造成翹曲(Warpage)，而可減少真空吸頭的對位誤差。在真空吸頭接近基板的過程中，可避免電路板接觸基板產生干涉，有利於吸附與熱壓的穩定性。此外，因熱壓頭遠離電路板的部分體積可加大，而使得熱壓端縮小也不會使加熱的體積太小，能避免熱能散失太快而熱壓溫度無法維持。在運作時，真空吸頭與熱壓頭可共同往基板移動，能避免真空吸頭與熱壓頭因公差等因素干涉/碰撞。當真空吸頭接近基板到一預定位置時停止，而熱壓頭可進一步下降熱壓電路板的接合區使接合區電連接於基板。由於熱壓頭的第二下側壁的高度大於真空吸頭的第一下側壁的高度，因此可確保熱壓頭熱壓電路板的接合區時，熱壓頭與真空吸頭重疊的部分不會互相接觸而產生機構上的干涉。
以下揭示之實施方式內容提供了用於實施所提供的標的之不同特徵的許多不同實施方式，或實例。下文描述了元件和佈置之特定實例以簡化本案。當然，該等實例僅為實例且並不意欲作為限制。此外，本案可在各個實例中重複元件符號及/或字母。此重複係用於簡便和清晰的目的，且其本身不指定所論述的各個實施方式及/或配置之間的關係。
諸如「在……下方」、「在……之下」、「下部」、「在……之上」、「上部」等等空間相對術語可在本文中為了便於描述之目的而使用，以描述如附圖中所示之一個元件或特徵與另一元件或特徵之關係。空間相對術語意欲涵蓋除了附圖中所示的定向之外的在使用或操作中的裝置的不同定向。裝置可經其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)並且本文所使用的空間相對描述詞可同樣相應地解釋。
第1圖繪示根據本揭露一實施方式之接合設備100的側視圖。第2圖繪示第1圖之接合設備100吸附電路板210但尚未熱壓時的示意圖。同時參閱第1圖與第2圖，接合設備100包括真空吸頭110與熱壓頭120，可用來接合(Bonding)或解接(Debonding)合電路板210。真空吸頭110配置以吸附電路板210的非接合區214。真空吸頭110靠近熱壓頭120的一側具有第一下側壁112、第一上側壁114與第一連接面116，第一連接面116鄰接第一下側壁112與第一上側壁114。熱壓頭120與真空吸頭110相鄰，且熱壓頭120配置以熱壓電路板210的接合區212。熱壓頭120靠近真空吸頭110的一側具有第二下側壁122、第二上側壁124與第二連接面126，第二連接面126鄰接第二下側壁122與第二上側壁124。第二連接面126與第一連接面116至少部分重疊，換句話說，第二連接面126與第一連接面116在電路板210的正投影重疊。此外，真空吸頭110的第一下側壁112具有高度X1，熱壓頭120的第二下側壁122具有高度X3，且第二下側壁122的高度X3大於第一下側壁112的高度X1。
在本實施方式中，電路板210可以為覆晶薄膜(Chip on film；COF)，但並不以此為限。電路板210具有接合區212與非接合區214，且接合區212具有導電接腳216。熱壓頭120可將電路板210的導電接腳216接合於發光模組220的導電接腳226，使電路板210電性連接光源224。發光模組220的導電接腳226可電性連接複數個光源224，例如發光二極體，但並不以此為限。此外，發光模組220還具有覆蓋光源224的模壓層228(Molding layer)，提供保護。
在以下敘述中，將說明接合設備100的運作時的步驟。
參閱第2圖，由於接合設備100包括真空吸頭110與熱壓頭120，因此在熱壓前真空吸頭110可先吸附電路板210的非接合區214，此時熱壓頭120的熱壓面121位於電路板210的接合區212上方且與接合區212分開一間距。接著，真空吸頭110與熱壓頭120可共同往方向D移動，使得電路板210隨真空吸頭110往方向D接近發光模組220。
由於電路板210的非接合區214的面積較接合區212大，可供較大的真空吸頭110穩固地吸附，因此能避免因重力因素造成翹曲(Warpage)，而可減少真空吸頭110的對位誤差，並且在真空吸頭110接近發光模組220的基板222的過程中，可避免電路板210接觸基板222產生干涉，有利於吸附與後續熱壓的穩定性。
在本實施方式中，熱壓頭120的熱壓面121遠離真空吸頭110的邊緣E1與電路板210的邊緣E2對齊，如第2圖的虛線L所示。這樣的配置可避免後續熱壓時導電接腳216下方的黏膠(圖未示，例如異方性導電膜)沾黏至熱壓頭120。此外，熱壓頭120具有背對第二上側壁124與第二下側壁122的第三側壁128，且第二下側壁122與第三側壁128各與熱壓面121的連接處具有倒角C。
第3圖繪示第2圖之接合設備100熱壓電路板210時的示意圖。同時參閱第2圖與第3圖，真空吸頭110與熱壓頭120可往方向D共同移動到基板222上方的一預定位置，以避免真空吸頭110與熱壓頭120因公差等因素干涉/碰撞。上述避免真空吸頭110與熱壓頭120相互干涉的功效不論使用軟性電路板210或硬性電路板210皆存在。接著，當真空吸頭110接近基板222到前述預定位置時停止，而熱壓頭120可進一步下降熱壓電路板210的接合區212，使接合區212的導電接腳216電連接於基板222上的導電接腳226。在一些實施方式中，電路板210的導電接腳216可先由異方性導電膜(Anisotropic conductive film； ACF)覆蓋，並一同被熱壓頭120熱壓於基板222上的導電接腳226，但並不用以限制本揭露。在一些實施方式中, 熱壓頭120亦可搭配緩衝材(未繪示)，對已熱壓過的，電路板跟基板接合在一起的接合區，再次熱壓以確定電性連結。
真空吸頭110並非僅是吸附電路板210較大的非接合區214而可以避免翹曲(Warpage)，真空吸頭110的吸取位置還進一步靠近電路板210的接合區212，因此可有效減少接合區212因重量下垂(支點較靠近接合區212)。此外，真空吸頭110能更靠近接合區212是因為真空吸頭110與熱壓頭120分開，可以使熱壓頭120遠離電路板210的部分(如上半部)體積加大。如此一來，即使熱壓頭120的熱壓端(如靠近熱壓面121的部分)縮小也不會使得加熱的體積太小，可避免熱能散失太快而熱壓溫度無法維持。由於熱壓頭120的熱壓端可縮小，就能使真空吸頭110更靠近接合區212。此外，真空吸頭110與熱壓頭120除了可用於覆晶薄膜的軟性電路板210外，也能用於薄化的硬性電路板並解決翹曲問題。
回到第1圖，由於熱壓頭120的第二下側壁122的高度X3大於真空吸頭110的第一下側壁112的高度X1，因此可確保熱壓頭120熱壓電路板210的接合區212時，熱壓頭120與真空吸頭110重疊的部分不會互相接觸而產生機構上的干涉。在本實施方式中，真空吸頭110的第一上側壁114的底端與真空吸頭110的底面117之間的距離X2大於真空吸頭110的第一下側壁112的頂端與真空吸頭110的底面117之間的距離X1，第一連接面116與水平面之間的夾角θ1小於或等於第二連接面126與水平面之間的夾角θ2，且第一上側壁114與第一下側壁112之間的水平距離Y1大於第二上側壁124與第二下側壁122之間的水平距離Y2，上述這些設計皆能進一步避免熱壓頭120在向下移動熱壓時與真空吸頭110接觸。在第1圖的實施例中，夾角θ1、θ2可為銳角，在其他實施例中，夾角θ1、θ2也可為零，如第5圖的結構所示。
在本實施方式中，真空吸頭110的第一連接面116為傾斜面，且第一上側壁114、第一連接面116與第一下側壁112定義出楔形結構。熱壓頭120的第二連接面126為傾斜面，且第二上側壁124、第二連接面126與第二下側壁122定義出楔形結構。如此一來，真空吸頭110具有上窄下寬的結構，有利於吸附電路板210的非接合區214(見第3圖)，而熱壓頭120具有上寬下窄的結構，有利於提供足夠高且均勻的溫度至熱壓面121以熱壓電路板210的接合區212(見第3圖)。
應瞭解到，已敘述過的元件連接關係、材料與功效將不再重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明其他型式的接合設備。
第4圖繪示根據本揭露另一實施方式之接合設備100a熱壓電路板210時的示意圖。接合設備100a包括真空吸頭110a與熱壓頭120a。本實施方式與第3圖實施方式不同的地方在於，真空吸頭110a與熱壓頭120a為可拆卸地抵接在一起，例如真空吸頭110a的第一下側壁112、第一上側壁114分別與熱壓頭120a的第二下側壁122、第二上側壁124接觸，使得真空吸頭110a與熱壓頭120a可緊靠在一起。
這樣的配置，真空吸頭110a可用來吸附電路板210的非接合區214，而熱壓頭120a可用來熱壓電路板210的接合區212。在真空吸頭110a與熱壓頭120a移動的過程中或是熱壓頭120a熱壓時，真空吸頭110a可穩固地吸附電路板210，避免因重力因素造成電路板210產生翹曲而接觸到發光模組220的基板222。
第5圖繪示根據本揭露又一實施方式之接合設備100b熱壓電路板210時的示意圖。接合設備100b包括真空吸頭110b與熱壓頭120b。本實施方式與第3圖實施方式不同的地方在於，真空吸頭110b的第一上側壁114的底端與真空吸頭110b的底面117之間的距離X2等於真空吸頭110b的第一下側壁112的頂端與真空吸頭110b的底面117之間的距離X1。此外，真空吸頭110b的第一連接面116為水平面，且第一上側壁114、第一連接面116與第一下側壁112定義出階梯狀結構。熱壓頭120b的第二連接面126為水平面，且第二上側壁124、第二連接面126與第二下側壁122定義出階梯狀結構。
這樣的配置，真空吸頭110b可用來吸附電路板210的非接合區214，而熱壓頭120b可用來熱壓電路板210的接合區212。在真空吸頭110b與熱壓頭120b移動的過程中或是熱壓頭120b熱壓時，真空吸頭110b可穩固地吸附電路板210，避免因重力因素造成電路板210產生翹曲而接觸到發光模組220的基板222。
前述概述了幾個實施方式的特徵，使得本領域技術人員可以更好地理解本揭露的態樣。本領域技術人員應當理解，他們可以容易地將本揭露用作設計或修改其他過程和結構的基礎，以實現與本文介紹的實施方式相同的目的和/或實現相同的優點。本領域技術人員還應該認識到，這樣的等效構造不脫離本揭露的精神和範圍，並且在不脫離本揭露的精神和範圍的情況下，它們可以在這裡進行各種改變，替換和變更。
100,100a,100b:接合設備 110,110a,110b:真空吸頭 112:第一下側壁 114:第一上側壁 116:第一連接面 117:底面 120,120a,120b:熱壓頭 121:熱壓面 122:第二下側壁 124:第二上側壁 126:第二連接面 128:第三側壁 210:電路板 212:接合區 214:非接合區 216:導電接腳 220:發光模組 222:基板 224:光源 226:導電接腳 228:模壓層 C:倒角 D:方向 E1,E2:邊緣 L:虛線 X1:高度(距離) X2:距離 X3:高度(距離) Y1,Y2:水平距離 θ1,θ2:夾角
當與隨附圖示一起閱讀時，可由後文實施方式最佳地理解本揭露內容的態樣。注意到根據此行業中之標準實務，各種特徵並未按比例繪製。實際上，為論述的清楚性，可任意增加或減少各種特徵的尺寸。 第1圖繪示根據本揭露一實施方式之接合設備的側視圖。 第2圖繪示第1圖之接合設備吸附電路板但尚未熱壓時的示意圖。 第3圖繪示第2圖之接合設備熱壓電路板時的示意圖。 第4圖繪示根據本揭露另一實施方式之接合設備熱壓電路板時的示意圖。 第5圖繪示根據本揭露又一實施方式之接合設備熱壓電路板時的示意圖。
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100:接合設備
110:真空吸頭
112:第一下側壁
114:第一上側壁
116:第一連接面
117:底面
120:熱壓頭
121:熱壓面
122:第二下側壁
124:第二上側壁
126:第二連接面
128:第三側壁
C:倒角
X1:高度
X2:距離
X3:高度(距離)
Y1,Y2:水平距離
θ1,θ2:夾角

Claims (10)

  1. 一種接合設備，用於接合或解接合一電路板，包括： 一真空吸頭，配置以吸附該電路板的非接合區，該真空吸頭的一側具有一第一下側壁、一第一上側壁與鄰接該第一下側壁與該第一上側壁的一第一連接面；以及 一熱壓頭，與該真空吸頭相鄰且配置以熱壓該電路板的接合區，該熱壓頭靠近該真空吸頭的一側具有一第二下側壁、一第二上側壁與鄰接該第二下側壁與該第二上側壁的一第二連接面，其中該第二連接面與該第一連接面至少部分重疊，且該第二下側壁的高度大於該第一下側壁的高度。
  2. 如請求項1所述之接合設備，其中該第一上側壁的底端與該真空吸頭的一底面之間的距離大於或等於該第一下側壁的頂端與該真空吸頭的該底面之間的距離。
  3. 如請求項1所述之接合設備，其中該第一上側壁與該第一下側壁之間的水平距離大於該第二上側壁與該第二下側壁之間的水平距離。
  4. 如請求項1所述之接合設備，其中該第一連接面與水平面之間的夾角小於或等於該第二連接面與水平面之間的夾角。
  5. 如請求項1所述之接合設備，其中該熱壓頭具有一熱壓面，且該熱壓面遠離該真空吸頭的邊緣與該電路板的邊緣對齊。
  6. 如請求項5所述之接合設備，其中該熱壓頭具有背對該第二上側壁與該第二下側壁的一第三側壁，且該第二下側壁與該第三側壁各與該熱壓面的連接處具有倒角。
  7. 如請求項1所述之接合設備，其中該真空吸頭的該第一連接面為傾斜面，且該第一上側壁、該第一連接面與該第一下側壁定義出楔形結構。
  8. 如請求項1所述之接合設備，其中該真空吸頭的該第一連接面為水平面，且該第一上側壁、該第一連接面與該第一下側壁定義出階梯狀結構。
  9. 如請求項1所述之接合設備，其中該熱壓頭的該第二連接面為傾斜面，且該第二上側壁、該第二連接面與該第二下側壁定義出楔形結構。
  10. 如請求項1所述之接合設備，其中該熱壓頭的該第二連接面為水平面，且該第二上側壁、該第二連接面與該第二下側壁定義出階梯狀結構。
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