(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）第１の部材と該第１の部材よりも大きな寸法の第２の部材との間に熱硬化型樹脂を配設するステップと、
（２）前記第１の部材を予熱するステップと、
（３）前記第２の部材の側から電磁波を照射して前記熱硬化型樹脂を該熱硬化型樹脂の硬化点温度に加熱するステップと、
（４）前記硬化点温度からガラス転移温度を経て冷却することにより前記熱硬化型樹脂を硬化して、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合するステップとを備え、
前記第２の部材は前記電磁波が照射された際にその一部を吸収しかつ他の一部を透過する材質から構成され、かつ前記第２の部材に照射された前記電磁波が透過して前記熱硬化型樹脂に照射されることを特徴とする接合方法。
【請求項２】
前記第２の部材に照射された前記電磁波の吸収により前記第２の部材に生じた輻射熱が前記熱硬化型樹脂に伝導して前記熱硬化型樹脂を加熱することを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
【請求項３】
前記第２の部材を透過して前記熱硬化型樹脂に照射された前記電磁波により前記熱硬化型樹脂に輻射熱が発生することを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
【請求項４】
前記電磁波が８００〜１２００ｎｍの波長範囲の近赤外線であることを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
【請求項５】
前記第１の部材がシリコンチップであり、前記第２の部材が液晶表示パネルのガラス製のアレイ基板であることを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
【請求項６】
（イ）熱硬化型樹脂中に導電材料の粒子が分散された異方性導電膜を介して、ガラス基板上の引き出し電極に対してシリコンチップのバンプを配置するステップと、
（ロ）前記シリコンチップを予熱するステップと、
（ハ）前記ガラス基板の側から８００〜１２００ｎｍの波長範囲の近赤外線を照射して前記熱硬化型樹脂を該熱硬化型樹脂の硬化点温度に加熱するステップと、
（ニ）前記シリコンチップの側から圧力を加えるステップと、
（ホ）前記熱硬化型樹脂の硬化点温度からガラス転移温度を経て冷却することにより前記熱硬化型樹脂を硬化して、前記シリコンチップのバンプを前記ガラス基板上の引き出し電極に電気的に接続するステップとを備えた接合方法。
【請求項７】
前記ガラス基板は、液晶表示パネルのアレイ基板であることを特徴とする請求項６に記載の接合方法。
【請求項８】
前記ガラス基板は、前記近赤外線が照射された際にその一部を吸収しかつ他の一部を透過し、かつ前記ガラス基板に照射された前記近赤外線が透過して前記熱硬化型樹脂に照射され、前記ガラス基板に照射された前記近赤外線の吸収により前記ガラス基板に生じた輻射熱が前記熱硬化型樹脂に伝導して前記熱硬化型樹脂を加熱すると共に、前記ガラス基板を透過して前記熱硬化型樹脂に照射された前記近赤外線により前記熱硬化型樹脂に輻射熱が発生することを特徴とする請求項６に記載の接合方法。
【請求項９】
同じ温度に対する収縮量が均等である第１の部材と第２の部材であって前記第２の部材は前記第１の部材よりも大きな寸法を有している、前記第１の部材と第２の部材を接合する方法であって、
（ａ）前記第１の部材と第２の部材との間に熱硬化型樹脂を配設するステップと、
（ｂ）前記第１の部材を予熱するステップと、
（ｃ）前記第２の部材の側から電磁波を照射して、前記第２の部材及び前記第１の部材を加熱すると共に前記熱硬化型樹脂を該熱硬化型樹脂の硬化点温度に加熱するステップと、
（ｄ）前記熱硬化型樹脂の硬化点温度からガラス転移温度を経て冷却することにより前記熱硬化型樹脂を硬化して、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合するステップとを備え、
前記ステップ（ｄ）が、前記熱硬化型樹脂の前記ガラス転移温度の範囲に達したときに前記第１の部材の温度と前記第２の部材の温度との間の温度差をなくするように前記第１の部材及び前記第２の部材を冷却する温度差抑制処理を行なうことを特徴とする接合方法。
【請求項１０】
前記第２の部材は液晶表示パネルのガラスのアレイ基板であり、前記第１の部材は、前記アレイ基板上に接合されるシリコンチップであることを特徴とする請求項９に記載の接合方法。
【請求項１１】
前記冷却することにより前記第１の部材と前記第２の部材とを接合するステップ（ｄ）において、前記第１の部材の温度と前記第２の部材の温度との間の温度差をなくするために、前記第１の部材を加熱して該第１の部材の急激な冷却を抑制すると共に前記第２の部材を冷却しながら前記第１の部材及び前記第２の部材の温度を徐々に下げて冷却することにより前記温度差抑制処理を行なうことを特徴とする請求項９に記載の接合方法。
【請求項１２】
前記冷却するステップにおいて、前記第１の部材及び前記第２の部材の温度を検出し、検出された前記第１の部材の温度及び前記第２の部材の温度に基づいて前記温度差抑制処理を行なうことを特徴とする請求項９に記載の接合方法。
【請求項１３】
前記第２の部材は、前記電磁波が照射された際にその一部を吸収しかつ他の一部を透過し、かつ前記第２の部材に照射された前記電磁波が透過して前記熱硬化型樹脂に照射され、前記第２の部材に照射された前記電磁波の吸収により前記第２の部材に生じた輻射熱が前記熱硬化型樹脂に伝導して前記熱硬化型樹脂を加熱すると共に、前記第２の部材を透過して前記熱硬化型樹脂に照射された前記電磁波により前記熱硬化型樹脂に輻射熱が発生することを特徴とする請求項９に記載の接合方法。
【請求項１４】
同じ温度に対する収縮量が均等であるシリコンチップとガラス基板を接合する方法であって、
（Ａ）熱硬化型樹脂中に導電材料の粒子が分散された異方性導電膜を介して、前記ガラス基板上の引き出し電極に対して前記シリコンチップのバンプを配置するステップと、
（Ｂ）前記シリコンチップを予熱するステップと、
（Ｃ）前記ガラス基板の側から８００〜１２００ｎｍの波長範囲の近赤外線を照射して前記ガラス基板及び前記シリコンチップを加熱すると共に前記熱硬化型樹脂を該熱硬化型樹脂の硬化点温度に加熱するステップと、
（Ｄ）前記シリコンチップの側から圧力を加えるステップと、
（Ｅ）前記熱硬化型樹脂の硬化点温度からガラス転移温度を経て冷却することにより前記熱硬化型樹脂を硬化して、前記シリコンチップのバンプを前記ガラス基板上の引き出し電極に電気的に接続するステップとを備え、
前記ステップ（Ｅ）が、前記熱硬化型樹脂の前記ガラス転移温度の範囲に達したときに前記シリコンチップの温度と前記ガラス基板の温度との間の温度差をなくするように前記シリコンチップ及び前記ガラス基板を冷却する温度差抑制処理を行なうことを特徴とする接合方法。
【請求項１５】
前記ガラス基板は、液晶表示パネルのアレイ基板であることを特徴とする請求項１４に記載の接合方法。
【請求項１６】
前記冷却することにより前記シリコンチップのバンプを前記ガラス基板上の引き出し電極に電気的に接続するステップ（Ｅ）において、前記シリコンチップの温度と前記ガラス基板の温度との間の温度差をなくするために、前記シリコンチップを加熱して該シリコンチップの急激な冷却を抑制すると共に前記ガラス基板を冷却しながら前記シリコンチップ及び前記ガラス基板の温度を徐々に下げて冷却することにより前記温度差抑制処理を行なうことを特徴とする請求項１４に記載の接合方法。
【請求項１７】
前記ガラス基板は、前記近赤外線が照射された際にその一部を吸収しかつ他の一部を透過し、かつ前記ガラス基板に照射された前記近赤外線が透過して前記熱硬化型樹脂に照射され、前記ガラス基板に照射された前記近赤外線の吸収により前記ガラス基板に生じた輻射熱が前記熱硬化型樹脂に伝導して前記熱硬化型樹脂を加熱すると共に、前記ガラス基板を透過して前記熱硬化型樹脂に照射された前記近赤外線により前記熱硬化型樹脂に輻射熱が発生することを特徴とする請求項１４に記載の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂材料に赤外線を照射して加熱、硬化する接合方法に関し、特に熱硬化型樹脂に赤外線照射して液晶表示パネルと駆動回路基板とを接合するのに適した接合方法、装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ、その他各種モニタ用の画像表示装置として、液晶表示装置の普及は目覚ましい。この種の液晶表示装置は、一般に、液晶表示パネルの背面に照明用の面状光源であるバックライトを配設することにより、所定の広がりを有する液晶面を全体として均一な明るさに照射することで、液晶面に形成された画像を可視像化するように構成されている。
液晶表示装置は、液晶材料を２枚のガラス基板の間に封入して構成した液晶表示パネルと、液晶表示パネル上に実装された液晶材料を駆動するためのプリント回路基板と、液晶表示パネルの背面に液晶表示パネル保持フレームを介して配置されるバックライト・ユニットと、これらを覆う外枠フレームとを備えている。
液晶表示装置の中でＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）液晶表示装置の場合、液晶表示パネルを構成するガラス基板のうち一方のガラス基板はアレイ基板を構成し、他の一方のガラス基板はカラーフィルタ基板を構成する。アレイ基板には、液晶材料の駆動素子であるＴＦＴ、表示電極、信号線のほかに前記プリント回路基板と電気的に接続するための引き出し電極などが形成されており、ガラス基板上にＴＦＴが規則的に整列しているために、アレイ基板と称されている。カラーフィルタ基板には、カラーフィルタのほかにコモン電極、ブラックマトリックスなどが形成されている。
プリント回路基板は、アレイ基板に形成された引き出し電極とＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープ・キャリア（以下、単にＴＡＢ）を介して接続（実装）されるのが一般的である。そして、ＴＡＢの入力リード導体はプリント回路基板の対応する導体に例えばはんだにより接続される。一方、ＴＡＢの出力リード導体はアレイ基板の対応する引き出し電極に接続される。ＴＡＢの出力リード導体とアレイ基板の対応する引き出し電極との接続には、従来からＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ：異方性導電膜）あるいはＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ：異方性導電ペースト）が用いられている。
ＴＡＢを用いる実装の他に、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）と呼ばれる実装技術がある。このＣＯＧは、アレイ基板上にＩＣシリコンチップ（以下、シリコンチップ）をＡＣＦまたはＡＣＰにより接合する技術である。
【０００３】
ＡＣＦあるいはＡＣＰ（以下、両者をＡＣＦと総称する）は、接着剤としての樹脂中に導電材料からなる粒子を分散させたものであり、熱可塑性樹脂を接着剤とする熱可塑型ＡＣＦと熱硬化型樹脂を接着剤とする熱硬化型ＡＣＦの２種類が存在する。
熱可塑型ＡＣＦおよび熱硬化型ＡＣＦによる接合の手法は、加熱および加圧を伴なう熱加圧を行なう点で一致する。この熱加圧による接合手法の具体例を図６に基づいて説明する。図６は、それぞれ偏光板１２６を設けたアレイ基板１２３およびカラーフィルタ１２５とからなる液晶表示パネル１２０のアレイ基板１２３上にシリコンチップ１２１をＡＣＦ１２４により接合するための装置主要構成を示している。この接合装置は、ヒーターツール１１１およびバックアップブロック１１６から構成される。ヒーターツール１１１は内部に図示しない加熱ヒーターを内蔵している。
アレイ基板１２３上にシリコンチップ１２１を接合する際には、図６に示すように、ヒーターツール１１１およびバックアップブロック１１６間にてアレイ基板１２３、シリコンチップ１２１およびＡＣＦ１２４を狭持しつつ、ヒーターツール１１１を加熱する。このヒーターツール１１１の加熱はシリコンチップ１２１を介してＡＣＦ１２４に伝導される。この熱伝導によりＡＣＦ１２４は加熱、硬化される。加熱の方式としては、低周波パルスの大電流をヒーターツール１１１自体に印加することによって発生する金属の熱損を利用して瞬時に発熱させるパルスヒート方式を採用する例もある。パルスヒート方式は、温度・圧力プロファイルの自由度が大きいという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の接合方法は、材料の熱膨張や収縮を考慮に入れた方法ではないために、挟ピッチや挟額縁が必要とされる、特に大型の液晶表示パネルでは様々な問題が発生している。
一つは、ポリイミド等によって形成されるＴＡＢ、シリコンチップ等によって形成される実装物を実装した場合に、接着剤であるＡＣＦに接するアレイ基板とＴＡＢまたはシリコンチップとの熱膨張後の収縮量の違いによって実装むらが発生することである。この実装むらは、ＡＣＦの接合力が強力であるほど発生の程度が大きい。
特に、シリコンチップの実装では、ＴＡＢと比較してチップの剛性が高いため、はっきりとしたむらになって現れてくる。これが、大型高精細液晶表示パネルの実装技術としてシリコンチップの実装が普及しない大きな要因となっている。ＴＡＢの実装では、ポリイミドの剛性がガラスに比べて十分に小さいため、顕著な実装むらとしては現れないが、シリコンチップの実装と同じ実装むらのメカニズムをはらんでいる。
図７は実装むらの発生メカニズムを説明するための図である。
図７（ａ）において、ヒーターツール１１１は、ＴＡＢあるいはシリコンチップ１２１を熱伝導により加熱するためのヒーターである。シリコンチップ１２１は熱硬化型ＡＣＦ１２４を介してアレイ基板１２３上に載置される。
ここで、例えばＡＣＦ１２４を硬化するために必要な温度を２１０℃とすると、ヒーターツール１１１の加熱温度は２５０℃程度にする必要がある。このとき、アレイ基板１２３の下面の温度は７０℃程度となる。つまり、シリコンチップ１２１からアレイ基板１２３にかけて相当の温度勾配が発生する。
図７（ｂ）は、ＡＣＦ１２４を加熱した後の冷却過程の状態を示す図である。さて、物体は温度が低下すると収縮するが、その収縮量は温度変化前後の温度差が大きいほど多くなる。シリコンチップ１２１については上部の矢印の方向に、またアレイ基板１２３も同様に下部の矢印の方向に収縮することになる。なお、この矢印の長さは、収縮量の大きさをも表している。
図７（ｃ）は、ＡＣＦ１２４が完全に硬化してシリコンチップ１２１がアレイ基板１２３に接合された状態を示している。このとき、シリコンチップ１２１の加熱温度よりもアレイ基板１２３の加熱温度のほうが低いので、シリコンチップ１２１の収縮量が大きくなる。したがって、図７（ｃ）に示すように、ＡＣＦ１２４によって拘束されたシリコンチップ１２１およびアレイ基板１２３に反りが生じている。ここでは、シリコンチップ１２１の方が収縮量が大きいので、シリコンチップ１２１を内側にした反りが生じている。
今後、液晶表示装置の薄型化に対応してアレイ基板１２３が薄くなり、または剛性の弱いガラスをアレイ基板１２３に用いるようになると、反り発生は実装上の大きな問題となって提起されるおそれがある。
【０００５】
二つ目は、挟額縁化によってヒーターツール１１１と液晶表示パネルの構成要素とが近づいたことにより、カラーフィルタ１２５等がヒーターツール１１１の加熱による損傷を受けてしまうことである。ＡＣＦ１２４の硬化のための加熱温度は概ね１７０〜２３０℃であるが、ヒーターツール１１１の加熱温度はこれより３０〜４０℃程度高く設定される。従って、液晶表示パネルの液晶材料、シール剤、カラーフィルタ顔料、偏光板等に相当の熱が付与されてしまう。この熱は、液晶材料、シール剤を変質させるおそれを含んでいる。
【０００６】
ところで、特許第２５６８８５３号公報には、電磁波としての赤外線を照射することにより熱可塑型ＡＣＦを硬化させる技術が開示されている。特許第２５６８８５３号公報によれば、ＡＣＦを硬化させるための熱が赤外線をＡＣＦに照射することにより発生する。このことは、以上で説明した問題点のいくつかを解消できる可能性を含んでいる。ところが、温度勾配による反りの発生について有効な手法を開示していない。また、温度を硬化点温度に持っていくだけで硬化させることができるという利点から、現在では熱可塑型ＡＣＦを用いる接合手法から熱硬化型ＡＣＦを用いる接合手法に移行している。
【０００７】
また、赤外線を照射することによりＡＣＦを加熱、硬化する技術が特開平５−２０６２２０号公報に開示されている。ところが、特開平５−２０６２２０号公報に開示された技術は、ＡＣＦによる接合対象であるＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）を予熱した後に赤外線を照射し、そこで発生した熱によりＡＣＦを加熱している。したがって、温度勾配の問題を含んでいる。また、特開平５−２０６２２０号公報の技術は、ＴＣＰに赤外線を吸収しやくするための黒色のカーボン材をコーティングしたり、ＡＣＦ内部に赤外線を吸収しやくするための同様のコーティング材を配合したりすることを要求している。このことは、赤外線照射によるＡＣＦの加熱効率が十分でないこと、さらに、コーティングあるいはコーティング材の配合について特別の工程を新たに付加する必要があることを示唆している。
【０００８】
そこで本発明は、熱硬化型ＡＣＦを用いて接合する際の反り発生を抑制することのできる技術を提供することを目的とする。また本発明は、新たな工程の付加を伴なうことなく熱硬化型ＡＣＦを効率的に硬化できる技術を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
従来の接合方法は、ＴＡＢまたはシリコンチップを熱伝導により加熱し、さらにこのＴＡＢまたはシリコンチップからの熱伝導によりＡＣＦを加熱していた。熱伝導を用いてＡＣＦを加熱するには、アレイ基板を熱伝導により加熱することも考えられる。しかし、ＴＡＢまたはシリコンチップに比べてアレイ基板を構成するガラスは、熱伝導性が小さいため、アレイ基板を加熱するよりＴＡＢまたはシリコンチップを加熱したほうがＡＣＦを効率よく加熱することができる。そのために、従来はＴＡＢまたはシリコンチップを加熱していた。ところが、ＴＡＢまたはシリコンチップを加熱することは、温度勾配を助長することを意味している。
【００１０】
アレイ基板を前述のヒーターツールを用いて伝導熱で加熱する場合には、その熱伝導性の低さからＡＣＦの効率的な加熱を実現することができない。しかし、アレイ基板の特定の部分に電磁波を照射して自己発熱させてその熱をＡＣＦに伝導させることにすれば、効率的な加熱を実現できる。しかも、アレイ基板に照射された電磁波の一部がＡＣＦに到達すればＡＣＦにも自己発熱が生じて、ＡＣＦの効率的な硬化を実現することができる。
本発明は以上の知見に基づくものであり、第１の部材と第２の部材との間に熱硬化型樹脂を配設するステップと、前記熱硬化型樹脂に電磁波を照射して前記熱硬化型樹脂を加熱、硬化させることにより前記第１の部材と前記第２の部材とを接合するステップと、を備え、前記第２の部材は前記電磁波が照射された際にその一部を吸収しかつ他の一部を透過する材質から構成され、かつ前記第２の部材に照射された前記電磁波が透過して前記熱硬化型樹脂に照射されることを特徴とする接合方法である。
本発明の接合方法において、電磁波、例えば赤外線を第２の部材の所定領域に対して照射する。第２の部材は、電磁波が照射された際にその一部を吸収しかつ他の一部を透過する材質から構成されるから、電磁波の吸収によって自己発熱する。この自己発熱による輻射熱が熱硬化型樹脂の硬化のための熱源となる。また、第２の部材を透過した電磁波は熱硬化型樹脂に照射され、やはり熱硬化型樹脂は自己発熱する。つまり、本発明によれば熱硬化型樹脂は、第２の部材からの伝導熱および自己の輻射熱により加熱されるから、効率的な加熱、硬化を実現できる。
本発明の接合方法を前述した液晶表示パネルの実装方法に適用すると、第１の部材がＴＡＢまたはシリコンチップに、また第２の部材がアレイ基板に該当することになる。
【００１１】
本発明の接合方法において、電磁波として近赤外線を用いることが望ましい。また本発明において、第１の部材を所定温度に加熱した後に、熱硬化型樹脂に電磁波を照射することができる。これは熱硬化型樹脂の加熱をより効率的に行なうため、または第１の部材〜第２の部材における温度勾配を最小限にするために有効である。
【００１２】
また本発明は、ガラス基板上に熱硬化型樹脂を介して他の部材を載置するステップと、前記ガラス基板を介して前記熱硬化型樹脂に波長が８００〜１２００ｎｍの範囲にある近赤外線を照射するステップと、前記近赤外線の照射により加熱された前記熱硬化型樹脂を冷却、硬化するステップと、を備えたことを特徴とする接合方法が提供される。
本発明の接合方法において、近赤外線の波長が８００〜１２００ｎｍの範囲にある場合に熱硬化型樹脂における吸収効率が高く、熱硬化型樹脂の硬化にとって望ましい。
【００１３】
本発明の接合方法において、近赤外線をガラス基板に照射すると、照射された近赤外線の一部はガラス基板に吸収されてガラス基板が自己発熱し、近赤外線の他の一部はガラス基板を透過して熱硬化型樹脂に照射される。近赤外線が照射された熱硬化型樹脂は自己発熱による輻射熱が発生する。したがって、熱硬化型樹脂は、ガラス基板からの伝導熱および自己で生じた輻射熱により加熱されるから、効率的な硬化が実現される。
【００１４】
本発明の接合方法において、熱硬化型樹脂を加熱した後に冷却する過程での温度制御が重要である。熱硬化型樹脂は、加熱により硬化する特性を有しているが、硬化の反応が始まってすぐに完全に硬化するわけではない。所定の温度に加熱した後の冷却過程においてはある程度の可撓性を有しており、ガラス転移温度以下の温度域で完全な硬化が達成される。したがって、ガラス転移温度までの温度域では、図７を用いて説明した反りが生じないか生じたとしても極わずかである。ところが、ガラス転移温度以下の温度域では、反りが顕著となる。ここで、シリコンチップ１２１とアレイ基板１２３とでは、比熱に差異があるために同一の温度に加熱した後に放冷した場合の冷却の速度が異なる。具体的には、シリコンチップ１２１の方がアレイ基板１２３よりも速く冷却される。したがって、冷却過程でのシリコンチップ１２１およびアレイ基板１２３の温度差を抑制することが反り発生の防止にとって重要である。したがって本発明は、第１の部材と第２の部材との間に熱硬化型樹脂を配設するステップと、前記熱硬化型樹脂を硬化させるために加熱するステップと、加熱された前記熱硬化型樹脂を冷却するステップと、を備え、前記冷却するステップにおいて、前記第１の部材および前記第２の部材の温度差を抑制するための温度差抑制処理を行なうことを特徴とする接合方法を提供する。
【００１５】
本発明の接合方法において、温度差抑制処理の具体的手法として、前記冷却するステップにおいて、前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方の冷却を抑制するか、または前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方の冷却を促進することができる。もちろん、冷却の抑制および冷却の促進の両者を実行することもできる。例えば、第１の部材をシリコンチップ１２１、第２の部材をアレイ基板１２３とすると、シリコンチップ１２１について冷却の促進を行なうとともにアレイ基板１２３については冷却の制御を行なうことにより、冷却過程におけるシリコンチップ１２１およびアレイ基板１２３の温度差を抑制することができる。そして、温度差抑制処理を行なうにあたって、前記第１の部材および前記第２の部材の少なくとも一方の温度を検出し、検出された温度に基づいて温度差抑制処理を行なうことができる。この温度検出は、第１の部材、第２の部材から直接検出してもよいし、間接的に検出してもよい。
【００１６】
本発明の接合方法において、前記第１の部材および前記第２の部材のうちで熱容量の大きな部材の冷却を促進し、熱容量の小さな部材の冷却を抑制することができる。このように、熱容量を考慮した上での冷却の促進や抑制等の温度差抑制処理を行なうことができる。
また、本発明の接合方法において、前記冷却するステップにおける温度差抑制処理は、前記加熱するステップにより加熱された温度から前記熱硬化型樹脂のガラス転移温度までの温度範囲において、前記第１の部材と前記第２の部材との収縮量を均等にすることができる。そうすることによって、冷却時にガラス転移温度の範囲に達したときに前記第１の部材と前記第２の部材との温度差がなくなり、結果としてガラス転移温度以下での前記第１の部材と前記第２の部材との収縮量の差が発生しないようにする温度差抑制処理を行なうことができる。
【００１７】
以上の本発明による接合方法を実現する以下の装置を本発明は提供する。すなわち本発明の接合装置は、熱硬化型樹脂からなる接着剤を加熱、硬化して被接合体としての第１の部材および第２の部材との接合を行なう接合装置であって、前記接着剤を加熱するための近赤外線を発生する光源と、前記光源から発生した近赤外線を透過する近赤外線透過領域を有しかつ前記被接合体を支持する支持台と、前記第１の部材および／または前記第２の部材を加熱するための加熱器と、前記第１の部材および／または前記第２の部材を冷却するための冷却機構とを備えたことを特徴とする。
ここでこの加熱器は、冷却過程で第１の部材の冷却を抑制することにより、冷却過程における第１の部材と第２の部材との温度差を抑制することができる。また本発明の接合装置における冷却機構は、第２の部材の加熱をきらう部分の加熱を阻止するため、さらには第２の部材を冷却し、冷却過程における第１の部材と第２の部材との温度差を抑制することができる。
本発明の接合装置によれば、近赤外線を透過する領域を有する支持台を備えている。したがって、その支持台によって接合すべき部材、例えば熱硬化型ＡＣＦを介してＴＡＢまたはシリコンチップを載置したアレイ基板を支持した状態で、その支持台の近赤外線透過領域を介して接着剤としての熱硬化型ＡＣＦに近赤外線を照射することができる。
【００１８】
本発明の接合装置においては、支持台の近赤外線透過領域を透過した近赤外線が接着剤に照射され、その照射により輻射熱を発生させることができる。
また本発明の接合装置は、第１の部材と近赤外線を透過する材料から構成される第２の部材との間に接着剤としての熱硬化型樹脂を配設した状態で熱硬化型樹脂に近赤外線を照射するものであり、第２の部材を支持台に面して載置し、支持台の近赤外線透過領域を透過した近赤外線が第２の部材をさらに透過して熱硬化型樹脂に照射され、その照射により輻射熱が発生することにより前記熱硬化型樹脂が加熱される構成とすることができる。
また本発明の接合装置において、光源から照射された近赤外線の照射領域を規制するシャッタを備えることができる。必要な場所にのみ近赤外線を照射するために有効である。
【００１９】
本発明の接合方法の具体的適用例として、液晶表示パネルにおける実装がある。したがって本発明は、シリコンチップとガラス基板との間に熱硬化型樹脂を配設するステップと、前記シリコンチップを所定温度に加熱するステップと、前記ガラス基板に近赤外線を照射して、前記ガラス基板および前記ガラス基板を透過した近赤外線によって前記熱硬化型樹脂を加熱するステップと、加熱された前記シリコンチップ、前記熱硬化型樹脂および前記ガラス基板とを、所定の温度域における前記シリコンチップと前記ガラス基板との温度差を抑制するように冷却するステップとを備えたことを特徴とする接合方法を提供する。
【００２０】
本発明の接合方法において、前記所定の温度域を、前記熱硬化型樹脂の硬化反応が終了する温度近傍とすることが望ましい。
また本発明において、前記冷却するステップは、前記シリコンチップの冷却を抑制するとともに前記ガラス基板の冷却を促進することにより、前記シリコンチップと前記ガラス基板との温度差を抑制することができる。
【００２１】
本発明の接合方法において、前記熱硬化型樹脂の硬化反応が終了する温度近傍において、前記シリコンチップと前記ガラス基板との温度差を実質的に０とすることが望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明による実施の形態を添付図面に基づき説明する。
まず、図１に示した本実施の形態におけるパネル実装装置の構成について説明する。図１に示すパネル実装装置は、液晶表示パネル２０にシリコンチップ２１を実装するための装置である。ここで、液晶表示パネル２０は、偏光板２６が下面に配設されたアレイ基板２３と偏光板２６が上面に配設されたカラーフィルタ２５とが所定の間隔を隔てて積層されたものである。シリコンチップ２１の下面にはＡｕからなるバンプ２２が形成されている。このバンプ２２は、シリコンチップ２１とアレイ基板２３上に形成された引き出し電極（図示せず）との電気的な接続を実現する。シリコンチップ２１とアレイ基板２３との接合は、熱硬化型ＡＣＦ２４によって行なわれる。
図１に示すパネル実装装置は、シリコンチップ２１の加熱および加圧を行なう加熱・加圧機構１０と、近赤外線３６を照射するための近赤外線照射機構３０と、熱硬化型ＡＣＦ２４の硬化のために発生した熱を冷却するための冷却機構とによって構成される。
【００２３】
加熱・加圧機構１０は、加圧ブロック１１と、断熱材１２と、ヒーターツール１３と、圧力緩衝材１４と、工業用石英ガラスからなる保持ブロック１５と、バックアップブロック１６とから構成される。
加圧ブロック１１は、実装物であるシリコンチップ２１をアレイ基板２３に対して圧着するためのブロックである。加圧ブロック１１には、線膨張係数の小さい焼き入れ特殊鋼を使用することが望ましい。
断熱材１２は、ヒーターツール１３と加圧ブロック１１を熱的に遮断する。さらに詳しくは、加圧ブロック１１や、加圧ブロック１１を駆動させるための機構に対して熱膨張による歪みを与えないようにするためのものであり、多孔質セラミックを使用することができる。しかし、高剛性で断熱性が高く、変形や歪みの少ない材質のものであれば、他の材質を用いることもできる。
【００２４】
ヒーターツール１３は、シリコンチップ２１を予熱し、または補熱するための加熱手段である。なお、予熱および補熱については追って詳しく説明する。このヒーターツール１３は、中心に面状の蒸着ヒーターを形成した小型のコンスタント・ヒーターである。その基体には、加熱冷却の反応が早く、高剛性で熱や圧力による歪みの小さなセラミックスを使用することが望ましい。
ヒーターツール１３と被加熱物であるシリコンチップ２１の間には圧力緩衝材１４が設けられている。圧力緩衝材１４は、高さばらつきに対する緩衝能力をある程度備えたＴＡＢをアレイ基板２３に接合する場合には必要性が小さい。しかし、シリコンチップ２１とアレイ基板２３のように高剛性の材料同士の接合においては、各々の接合面におけるうねりによって相互の面精度を確保できない。その場合には、シリコンチップ２１とアレイ基板２３との間で圧力の不均一が生じ、それが原因となって接続不良が発生する。圧力緩衝材１４はこの接続不良を回避するためのものであり、その弾性によって圧着面に対して均一な面圧力を加えることができるものであればよい。具体的な材質としては、シリコンゴムをベースとしたものや、アラミド・テープまたはポリイミド・フィルム（例えばデュポン社のカプトン）等を使用することができる。
【００２５】
加熱・加圧機構１０には、液晶表示パネル２０を直接支持する支持ブロック１５および支持ブロック１５を支持するバックアップブロック１６が設けられている。支持ブロック１５は工業用石英ガラスから構成されており、下方から照射された近赤外線３６は支持ブロック１５を透過してアレイ基板２３に到達することができる。工業用石英ガラスとしては、近赤外線３６を透過するとともに熱伝導の小さなものが望ましく、例えば「パイレックス」（商品名）を採用することができる。バックアップブロック１６は、熱伝導性が良好でかつ線膨張係数の小さい高剛性の金属を用いることが望ましい。
【００２６】
次に、近赤外線照射機構３０について説明する。
近赤外線照射機構３０は、近赤外線３６の光源であるランプ３１と、ランプ３１から発光された近赤外線３６を受光しかつ反射する反射鏡３２と、反射鏡３２から反射された光を通過させるシャッターマスク３３と、ランプ３１からの近赤外線３６の照射を制御するＩ／Ｒ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｒａｙｓ）ユニットコントローラ３４と、熱交換器３５とから構成される。
ランプ３１から発光された近赤外線３６は反射鏡３２および支持ブロック１５を介してアレイ基板２３および熱硬化型ＡＣＦ２４に対して照射される。この近赤外線３６は後に詳しく説明するように波長が８００〜１２００ｎｍの範囲とすることが望ましい。本実施の形態においては、ランプ３１として石英ガラス管の中心にフィラメントを配置し、不活性ガスとしてハロゲンを封入したクォーツ赤外線ハロゲンランプを用いる。
パラボラ状の反射面をもつ反射鏡３２は前述のようにランプ３１から発せられた近赤外線３６を反射する。そのために、反射鏡３２の焦点上にランプ３１を配置する。
シャッターマスク３３には所定幅のスリットが形成されている。したがって、このスリットを通過した近赤外線３６のみがアレイ基板２３に照射される。つまり、アレイ基板２３のうち接合のための加熱が必要となる部分のみに近赤外線３６を照射する機能をシャッターマスク３３は有している。シャッターマスク３３のスリットの形状、サイズは特に限定されず、加熱が必要となる部分の形状、面積に合わせて適宜設定すればよい。もちろん、複数の異なるシャッターマスク３３を用意して、接合対象ごとに交換することもできる。また、シャッターマスク３３の材質は、赤外線を吸収しないステンレス鋼、アルミニウム或いはクロムメッキを施したガラス等を用いることができる。
Ｉ／Ｒユニットコントローラ３４は、近赤外線３６を生成するとともにランプ３１から発光される近赤外線３６の出力を一定に保つための手段である。そのために、Ｉ／Ｒユニットコントローラ３４には、ランプ３１のフィラメントに流れる電流を制御して適切な温度プロファイルを得るための制御回路と電源とが組み込まれる。
熱交換器３５は近赤外線照射機構３０全体を循環式冷却装置に組み込んだ冷却機構である。
【００２７】
次に、本実施の形態による実装装置で発生した熱を冷却するための冷却機構について説明する。
冷却機構は、冷却ノズル４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、ヒートシンク４２および冷却フィン４３とから構成される。
冷却ノズル４１ａは、ヒーターツール１３によって発生した熱が圧力緩衝材１４を介して偏光板２６に伝導するのを防止するために設けてある。また、冷却ノズル４１ｂおよび４１ｃは、近赤外線３６が照射されることによりアレイ基板２３にて発生した熱がカラーフィルタ２５や偏光板２６に伝導することを防止するために設けてある。カラーフィルタ２５や偏光板２６が所定温度以上に加熱されると、変形、変質が生ずることがある。また、偏光板２６以外の周辺部材が当該熱によって変質することを防ぐ効果も奏する。冷却ノズル４１ａ、４１ｂ、４１ｃはその先端から冷却用の気体を噴出することによって前述した冷却目的を達成する。噴出する気体としては、その目的を達成できるものであれば、冷却されたものでも常温のものでも構わない。
ヒートシンク４２は、近赤外線３６をアレイ基板２３に照射することにより発生した熱が、アレイ基板２３の下部に配設された偏光板２６に伝導するのを防止するために設けてある。
また、冷却フィン４３は、前述した近赤外線照射機構３０で発生した熱を外部に放射するためのものである。
【００２８】
ヒーターツール１３には冷却孔４４ａが、また支持ブロック１５には冷却孔４４ｂおよび４４ｃが形成されている。したがって、冷却孔４４ａ〜４４ｃも冷却機構を構成する。冷却孔４４ａに冷却媒体を供給することによりヒーターツール１３を、また冷却孔４４ｂ、４４ｃに冷却媒体を供給することにより支持ブロック１５を冷却する。これらの冷却孔４４ａ、４４ｂ、４４ｃに供給する冷却媒体は限定されないが、制御のし易さおよび装置構造の容易性等を考慮すると空気が望ましい。ヒーターツール１３の温度を温度センサ４５ａによって、また、支持ブロック１５の温度を温度センサ４５ｂによって検出する。尚、この温度センサ４５ａ、４５ｂによる温度は、シリコンチップ２１やアレイ基板２３の温度を直接検出してもよいし、ヒーターツール１３や支持ブロック１５を介して、間接的に検出してもよいものとする。この温度センサ４５ａ、４５ｂからの温度情報に応じて冷却孔４４ａ、４４ｂ、４４ｃに供給する空気の流速を変化させることによりヒーターツール１３、支持ブロック１５における温度プロファイルを制御する。この温度プロファイルの制御は、シリコンチップ２１およびアレイ基板２３の温度を制御することを意味する。
また、冷却孔４４ｂ，４４ｃは、放冷によってシリコンチップ２１が急激に冷え、アレイ基板２３との間に発生する温度差を抑制する。つまり、アレイ基板２３の冷却を促進することによって温度差を抑制し、後に詳しく説明する収縮量の違いによる反りの発生問題を解決することができる。
【００２９】
次に、図１および図２に示すフローチャートを用いて本実施の形態における実装のプロセスを説明する。
まず、実装物および被実装物をパネル実装装置にセットする。つまり、アレイ基板２３上に熱硬化型ＡＣＦ２４を介してシリコンチップ２１を載置した状態で液晶表示パネル２０を支持ブロック１５上にセットする。また、加圧ブロック１１に取り付けられたヒーターツール１３を圧力緩衝材１４を介してシリコンチップ２１に接触させる  （図２中ではＳ１０１と記す。以下同じ）。
【００３０】
次に、ヒーターツール１３を加熱する。すると、シリコンチップ２１は圧力緩衝材１４を介する熱伝導により加熱される（図２  Ｓ１０２）。この加熱を予熱と呼ぶことにする。
シリコンチップ２１を予熱することにより、シリコンチップ２１からアレイ基板２３にかけての温度勾配を少なくすることができる。
この予熱は、熱伝導加熱によるものである。熱伝導加熱とは、加熱された物質に接する分子がその熱エネルギーによって励起されて発熱する現象である。つまり、外部からの温度、即ち熱エネルギーの移動によって発熱するのが熱伝導である。
本実施の形態における熱伝導加熱は、ヒーターツール１３で発生した熱エネルギーによってシリコンチップ２１を構成する分子が励起されて発熱することによるものである。この熱が次々に隣接する分子を励起していき、シリコンチップ２１全体が加熱される。また、シリコンチップ２１から熱硬化型ＡＣＦ２４に熱伝導が生じ、熱硬化型ＡＣＦ２４も加熱される。
このヒーターツール１３による熱伝導加熱は圧力緩衝材１４を介して行なわれるため、圧力緩衝材１４も加熱される。加熱された圧力緩衝材１４内でも熱伝導加熱が発生し、圧力緩衝材１４全体に拡がろうとする。しかしながら、本実施の形態では、冷却ノズル４１ａより噴出される冷却用の気体によって冷却される。したがって、ヒーターツール１３からの熱伝導加熱によって圧力緩衝材１４に伝えられた熱が、カラーフィルタ２５上に配設された偏光板２６を変形、変質させるという問題を回避できる。
【００３１】
予熱によりシリコンチップ２１が所定の温度に達したならば、ランプ３１から近赤外線３６を発光する（図２  Ｓ１０３）。反射鏡３２の焦点に配置されたランプ３１から発光された近赤外線３６は、反射鏡３２によって反射および集光される。この、反射および集光された近赤外線３６は、シャッターマスク３３によってアレイ基板２３のうちの接合を必要とする部分以外への近赤外線３６の透過が遮蔽され、アレイ基板２３に達する。アレイ基板２３に達した近赤外線３６の一部はアレイ基板２３に吸収されるが、他の一部はアレイ基板２３を透過して熱硬化型ＡＣＦ２４に達する。
【００３２】
ここで、アレイ基板２３に近赤外線３６が照射されると輻射熱が瞬時に発生する。輻射熱とは、物質にある種の電磁波（マイクロ波）を輻射することによって、物質の分子間結合が緩み、分子が励起された状態になって発熱する現象である。電磁波の波長は、物質の分子結合構造によって固有の値を取ることが知られている。
アレイ基板２３において発生した輻射熱は、近赤外線３６が照射された部分以外にも伝導しようとする。しかしながら、本実施の形態では、ヒートシンク４２によってこの伝導熱は常に放熱されるし、また冷却ノズル４１ｂおよび４１ｃより噴出される冷却用の気体によって冷却される。このように放熱および冷却を行なうことにより、アレイ基板２３で発生した輻射熱によってアレイ基板２３の下部に配設された偏光板２６を変形させまたは焦がしたりすることはない。また、偏光板２６以外にもカラーフィルタ２５に熱が伝導して変質することをも防ぐことができる。
【００３３】
ここで、本実施の形態は近赤外線３６を用いている点に特徴を有する。従来の熱硬化型ＡＣＦは波長の短い可視光や紫外光の方が吸収率は高いものであった。しかしながら、輻射熱を発生させるための熱源としては、近赤外光が扱いやすく容易に制御することができる。また熱勾配を抑えるために、ガラスで形成されたアレイ基板２３での発熱が必要になる。これらの理由により、本実施の形態においては近赤外線、特に波長が８００〜１２００ｎｍの範囲にある近赤外線３６を使用する。そして、アレイ基板２３を透過して熱硬化型ＡＣＦ２４に達した近赤外線３６は、熱硬化型ＡＣＦ２４で輻射熱を発生させて熱硬化型ＡＣＦ２４を効率よく加熱することができる。
一方で、アレイ基板２３で発生した輻射熱は、接触している熱硬化型ＡＣＦ２４に伝導する。つまり、熱硬化型ＡＣＦ２４はアレイ基板２３からの熱伝導加熱によって加熱される。このようにして熱硬化型ＡＣＦ２４は、近赤外線３６の照射による輻射熱加熱と、アレイ基板２３からの熱伝導加熱とを同時に受けることができる。
【００３４】
以上のように、熱硬化型ＡＣＦ２４自身で生じた輻射熱およびアレイ基板２３からの伝導熱によって熱硬化型ＡＣＦ２４は加熱される（図２  Ｓ１０４）。熱硬化型ＡＣＦ２４が所定の温度まで加熱されたならば、近赤外線３６の照射を終了する。
次に、加圧ブロック１１によってシリコンチップ２１に圧力を付与することにより、シリコンチップ２１とアレイ基板２３を圧着させる（図２  Ｓ１０５）。
その後、シリコンチップ２１、熱硬化型ＡＣＦ２４およびアレイ基板２３はそれぞれ室温まで冷却される（図２  Ｓ１０６）。ここで、シリコンチップ２１とアレイ基板２３を構成するガラスは、ほぼ同じ温度に対する収縮量が均等であるため、温度差が生じなければ収縮量を均等にすることができる。よって、この冷却過程において、シリコンチップ２１の収縮量とアレイ基板２３の収縮量とを均等にするために、シリコンチップ２１とアレイ基板２３との間に温度差が生じないようにする。
熱硬化型ＡＣＦ２４の硬化後には、シリコンチップ２１とアレイ基板２３は熱硬化型ＡＣＦ２４に含まれる導電粒子によって電気的に導通する。
【００３５】
本実施の形態によれば、シリコンチップ２１を予熱し、しかも熱硬化型ＡＣＦ２４の加熱にアレイ基板２３で生じた輻射熱を利用している。そのために、シリコンチップ２１からアレイ基板２３にかけての温度勾配を抑制することができる。図３を参照しつつこのことについて詳しく説明する。
アレイ基板２３自体に近赤外線３６の照射による輻射熱が発生するから、アレイ基板２３には厚さ方向の温度勾配が生じないか、生じたとしてもわずかである。温度勾配が生じないとしたときのアレイ基板２３の表裏面における温度を、図３（ａ）に示すように、Ｔ１とする。また、熱硬化型ＡＣＦ２４は、これに接するアレイ基板２３を透過した近赤外線３６の輻射熱によって加熱され、さらにアレイ基板２３からの伝導熱により加熱されるから、その温度はアレイ基板２３の温度と同等とみなすことができる。つまり、熱硬化型ＡＣＦ２４の表裏面の温度もＴ１となる。さらに、シリコンチップ２１は予熱されており、この予熱温度Ｔ２をＴ１との差が最小となるように設定することが可能である。ここで、熱硬化型ＡＣＦ２４からシリコンチップ２１に対して熱伝導が生じるから、この伝導熱によるシリコンチップ２１の加熱を考慮して予熱温度を設定する。
以上のように、シリコンチップ２１をヒーターツール１３により予熱する一方、熱硬化型ＡＣＦ２４自身の輻射熱による加熱およびアレイ基板２３の輻射熱に基づく伝導熱による加熱を行なうことによって、シリコンチップ２１からアレイ基板２３にかけての温度勾配を少なくすることができる。
これに対して、従来はヒーターツール１１１による伝導熱を用いるのみだったので、シリコンチップ１２１からアレイ基板１２３にかけて大きな温度勾配が生じていた。
【００３６】
図３（ｂ）は、加熱後の冷却過程を示す図である。
冷却当初は、図３（ａ）の説明で述べたように、シリコンチップ２１からアレイ基板２３にかけての温度勾配は小さい。そして、後述するように冷却過程におけるシリコンチップ２１およびアレイ基板２３の温度差を小さくすることにより、図３（ｂ）の矢印で示すように、シリコンチップ２１の収縮量とアレイ基板２３の収縮量を均等とすることができる。
収縮量が均等であると、図３（ｃ）に示すように、シリコンチップ２１を実装したアレイ基板２３の反り発生を抑制することができる。
【００３７】
次に、シリコンチップ２１、熱硬化型ＡＣＦ２４およびアレイ基板２３の加熱時の挙動を図４に基づいて詳しく説明する。
図４において、白の矢印は熱伝導の方向を、点線の矢印は近赤外線３６を表している。また、各部の色は温度を表しており、色が濃いほど温度が高いことを示している。
まず図４（ａ）に示すように、図示しないヒーターツール１３からの熱伝導によってシリコンチップ２１や熱硬化型ＡＣＦ２４が予熱される。
次に図４（ｂ）に示すように、アレイ基板２３は近赤外線３６の照射によって発生する輻射熱により自己発熱する。さらに図４（ｃ）に示すように、熱硬化型ＡＣＦ２４はアレイ基板２３を透過した近赤外線３６の照射によって発生する輻射熱により自己発熱する。またさらに図４（ｄ）に示すように、熱硬化型ＡＣＦ２４は自己発熱したアレイ基板２３からの熱伝導によって加熱される。
このとき、図４（ｅ）に示すように熱硬化型ＡＣＦ２４からシリコンチップ２１に対して熱伝導が生じ、この伝導熱によってシリコンチップ２１も所定の温度まで加熱される。
【００３８】
ここで、シリコンチップ２１はアレイ基板２３を形成するガラスに比べて容易に温度が上昇するので、アレイ基板２３よりシリコンチップ２１を所定温度まで加熱するほうが加熱効率がよい。よって、シリコンチップ２１からアレイ基板２３にかけての温度勾配を小さくするために、ヒーターツール１３によりシリコンチップ２１を予熱することが、温度勾配抑制効果の向上に有効である。
また、自己発熱したアレイ基板２３からの伝導熱および熱硬化型ＡＣＦ２４の自己発熱、さらにはヒーターツール１３による予熱を用いることは、高効率で均一な加熱を実現する。
【００３９】
本実施の形態におけるヒーターツール１３による予熱は、従来のヒーターツール１１１のみによって熱硬化型ＡＣＦ１２４を加熱する場合に比べて低温で足りるとともに、冷却ノズル４１ａによって冷却を行なっているため、偏光板２６に対する熱の影響を阻止することができる。さらに、冷却ノズル４１ｂ，４１ｃ、ヒートシンク４２、冷却孔４４ａ，４４ｂ，４４ｃを設けることにより、液晶表示パネル２０に対する熱的な影響を最小限に抑えることができる。さらにまた、圧力緩衝材１４を設けたことにより、シリコンチップ２１のアレイ基板２３への加圧を均一に行なうことができる。
【００４０】
次に、冷却時の挙動を図５を参照しつつ詳しく説明する。
前述のように、熱硬化型樹脂は、加熱により硬化する特性を有しているが、硬化の反応が始まってすぐに完全に硬化するわけではない。所定の温度である硬化点温度に加熱した後の冷却過程においてはある程度の可撓性を有しており、ガラス転移温度以下の温度域で完全な硬化が達成される。したがって、ガラス転移温度までの温度域では、図７を用いて説明した反りが生じないか生じたとしても極わずかである。ところが、ガラス転移温度以下の温度域では、反りが顕著となる。そこで、繰り返しになるが、本実施の形態では、冷却過程での、シリコンチップ２１とアレイ基板２３との温度差を抑制することが重要となる。
【００４１】
図５において、実線の白抜きの矢印はヒーターツール１３による補熱を、また点線の白抜きの矢印は冷却孔４４ｂ，４４ｃによる冷却を表している。また図４と同様に、各部の色は温度の表しており、色が濃いほど温度が高いことを示している。
まず図５（ａ）に示すように、シリコンチップ２１、熱硬化型ＡＣＦ２４およびアレイ基板２３は最高加熱温度まで加熱されている。ここで、放冷したとすると、シリコンチップ２１は比熱が小さいためにアレイ基板２３よりも冷却が速く進行する。したがって、シリコンチップ２１とアレイ基板２３との収縮量に差異が生じ、反りが発生する。そこで本実施の形態では、シリコンチップ２１の急激な冷却を防ぐためにヒーターツール１３によってシリコンチップ２１を加熱する。この加熱が補熱である。一方、ガラスで形成されたアレイ基板２３は、シリコンチップ２１に比べて冷却が遅いので、冷却孔４４ｂ，４４ｃに空気を流通することによりアレイ基板２３の冷却を促進して、シリコンチップ２１との温度差を抑制する。
以上の温度差を抑制するためのシリコンチップ２１の補熱およびアレイ基板２３の冷却促進を行ないながら、図５（ｂ）に示すように、シリコンチップ２１、熱硬化型ＡＣＦ２４およびアレイ基板２３の冷却が進行する。そして、温度差を抑制するための補熱および冷却促進を継続したまま、図５（ｃ）に示すように、シリコンチップ２１、熱硬化型ＡＣＦ２４およびアレイ基板２３は、室温まで冷却される。
本実施の形態では、このように、冷却過程において、シリコンチップ２１およびアレイ基板２３の温度差を抑制する、望ましくは温度差を実質的に０とする処理を行なっているため、反りの発生を防止することができる。
【００４２】
以上の例では、シリコンチップ２１の補熱およびアレイ基板２３の冷却促進からなる温度差抑制の処理を、冷却過程全般にわたって行なっている。しかし、これまでの説明から理解できるように、熱硬化型ＡＣＦ２４を構成する熱硬化型樹脂がその冷却過程でその硬化反応が終了するガラス転移温度あるいはその近傍での制御が特に重要である。したがって、ガラス転移温度を相当超える温度域では、必ずしも温度差抑制のための処理は必要ではない。もっとも、過度に温度差が生じてしまった後に、温度差を抑制することは容易ではないので、本実施の形態のように、温度差抑制の処理を当初から行なうことが望ましい。
当初から温度制御を行なうと、ガラス転移温度までの冷却過程においてシリコンチップ２１とアレイ基板２３の収縮量を均等にすることができ、さらにガラス転移温度以下の温度域でもシリコンチップ２１とアレイ基板２３の収縮量を均等にすることができる。
また、以上の実施の形態では、接合する部材として、シリコンチップ２１およびアレイ基板２３を例にしたが、本発明はこれに限定されず、他の材質からなる部材に普遍的に適用することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、接合する各部材間の温度勾配を小さくすることができるから、反りの発生を抑制できる。また、近赤外線の照射により発生する輻射熱加熱および熱伝導加熱を利用することによって、熱硬化型樹脂の硬化反応を促進することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態におけるパネル実装装置を示す図である。
【図２】本実施の形態において実装物と被実装物を接合するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図３】本実施の形態における温度勾配と熱膨張を示すための図である。
【図４】本実施の形態による加熱時の効果を説明するための図である。
【図５】本実施の形態による冷却時の効果を説明するための図である。
【図６】従来の接合方法を概略的に説明するための図である。
【図７】従来の接合方法における温度勾配と熱膨張の違いによる収縮時のむらのメカニズムを説明するための図である。
【符号の説明】
１１…加圧ブロック、１２…断熱材、１３…ヒーターツール、１４…圧力緩衝材、１５…支持ブロック、１６…バックアップブロック、２１…シリコンチップ、２２…ＩＣチップＡｕバンプ、２３…アレイ基板、２４…熱硬化型ＡＣＦ（異方性導電フィルム）、２５…カラーフィルタ（ＣＦ：Ｃｏｌｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）、２６…偏光板（Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）、３１…ランプ、３２…反射鏡、３３…シャッターマスク、３４…Ｉ／Ｒ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｒａｙｓ）ユニットコントローラ、３５…熱交換器、３６…近赤外線、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…冷却ノズル、４２…ヒートシンク、４３…冷却フィン、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ…冷却孔、４５ａ，４５ｂ…温度センサ
【図１】
0003627011.tif 000002
【図２】
0003627011.tif 000003
【図３】
0003627011.tif 000004
【図４】
0003627011.tif 000005
【図５】
0003627011.tif 000006
【図６】
0003627011.tif 000007
【図７】
0003627011.tif 000008