專利名稱：顆粒分級設(shè)備以及含有由該設(shè)備所分級的顆粒的粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于精確地分級顆粒的顆粒分級設(shè)備，以及含有由該設(shè)備分離的顆粒的粘合劑。
背景技術(shù)：
近來有使用尺寸更小且功能性更大的電子設(shè)備的趨勢，元件的接線端子變得更加小型化。因此，在電子應(yīng)用領(lǐng)域，通常使用各種形式的電路連接粘合劑，以便于連接這種端子。例如，為了將電子元件的電極(如IC芯片)與電路基板(如玻璃基板)的電極相連，采用其中使用含有導(dǎo)電小顆粒的導(dǎo)電粘合劑將形成于電子元件和電路基板上的電極相連的方法。
導(dǎo)電粘合劑是薄膜或者糊形式的粘合劑，其中，導(dǎo)電小顆粒分散在絕緣樹脂組分如環(huán)氧樹脂中。導(dǎo)電粘合劑應(yīng)用于連接對象之間，并受到加熱和加壓，從而將連接對象粘附。更具體地說，加熱增壓使得樹脂在粘合劑中移動，以便例如密封形成于電子元件表面上的突出電極(或者隆起)和形成于電路基板的表面上的線電極如ITO電極之間的間隙。同時，一些導(dǎo)電小顆粒咬入相對的突出電極和線電極中，從而建立電連接。
由于近來更高集成的趨勢，鄰接電極間的節(jié)距變得日益減小，且節(jié)距變得更加細(xì)密。因此，電極連接導(dǎo)電粘合劑必須使用小粒徑的導(dǎo)電小顆粒。
因而，已經(jīng)披露了用于分級導(dǎo)電小顆粒的各種形式的分級設(shè)備。更具體地說，已經(jīng)提出目前形式的分級設(shè)備，該設(shè)備包括分散裝置和旋風(fēng)分離塔，其中，分散裝置用于將供給的干顆粒分散到初級顆粒狀態(tài)并連續(xù)地排放分散的流體，旋風(fēng)分離塔直接連接在分散裝置中的分散粉料的排放口之后(例如參見專利文獻(xiàn)1)。
旋風(fēng)分離塔包括具有圓筒的螺旋形式的粉料入口部和設(shè)置在圓筒的上周的粉料導(dǎo)向內(nèi)壁表面，其中，所述圓筒用作旋風(fēng)分離塔的主體并通常為垂直的管狀。分散裝置將分散粉料沿著水平方向吹送到粉料入口部，該粉料入口部利用粉料引導(dǎo)內(nèi)壁表面逐漸將分散粉料徑向向內(nèi)引導(dǎo)，以便產(chǎn)生朝向下圓筒的內(nèi)壁表面行進(jìn)的風(fēng)向。此外，旋風(fēng)分離塔包括用來排放顆粒的初級排氣管。初級排氣管沿著圓筒的徑向中心位置從旋風(fēng)分離塔的頂板向下延伸一定距離，并具有開放的下端。旋風(fēng)分離塔也包括儲存箱，其連接到旋風(fēng)分離塔的下開口端，以存儲粗顆粒，該粗顆粒從開放的下端落下。在分級過程中，經(jīng)由用來收集細(xì)顆粒的過濾器連接到初級排氣管的鼓風(fēng)機(jī)在預(yù)定的流動速率下操作，從而產(chǎn)生從旋風(fēng)分離塔的圓筒內(nèi)部開始并穿過初級排氣管的循環(huán)流動。然后，在這種狀態(tài)下，電力饋線連續(xù)地向擴(kuò)散器供給動力，且分散的顆粒以預(yù)定的流率進(jìn)入旋風(fēng)分離塔的粉料進(jìn)口部。進(jìn)入粉料進(jìn)口部的含有顆粒的氣流沿著粉料進(jìn)口部的螺旋內(nèi)壁表面形成螺旋前進(jìn)的風(fēng)流。在風(fēng)流沿著圓筒內(nèi)壁的整個圓周以螺旋前進(jìn)方式引導(dǎo)時，風(fēng)流下降?？諝馔ㄟ^初級排氣管從圓筒排出。沿著圓筒內(nèi)壁螺旋前進(jìn)的風(fēng)流在圓筒的中心部分形成上升氣流，同時在錐形圓筒中下降。因此，在包含在氣流(其下降并同時在旋風(fēng)分離塔的圓筒中螺旋前進(jìn))中的顆粒中，依照從氣流接收的輸送力和因顆粒質(zhì)量所導(dǎo)致的離心力之間的平衡，直徑較大以及相對較重的顆粒下沉并落入粗粉存儲箱中，該粗粉儲存箱與圓筒的下開口端相連。直徑小且相對重量較小的顆粒經(jīng)由初級排氣管通過細(xì)顆粒輸送管，并通過從初級排氣管排放的氣流的輸送力的作用而輸送到過濾器。利用這種結(jié)構(gòu)，直徑為10μm或者更小的顆粒被充分分級，以實際使用。
專利文獻(xiàn)1日本專利公開號2580193發(fā)明概述通常，上述的導(dǎo)電細(xì)顆粒通過諸如氣相法或者液相法之類的各種方法制造，并且其粒徑范圍在1μm到30μm之間。然而，由于電極間的節(jié)距特別細(xì)小，用于電極連接的導(dǎo)電粘合劑除了具有小的粒徑之外，必須含有相同顆粒長度的導(dǎo)電細(xì)顆粒(例如，長度大致相同的針形的導(dǎo)電細(xì)顆粒)。
在傳統(tǒng)的通用形式的分級設(shè)備中，在分級針形的導(dǎo)電細(xì)顆粒時，顆粒長度較短的細(xì)顆粒易于粘附到顆粒長度較長的粗顆粒上。因此，基于顆粒長度難以精確地進(jìn)行顆粒分級，且不可能只將具有所需長度的顆粒分離。因此，參考圖7，在使用含有由傳統(tǒng)的通用形式的顆粒分級設(shè)備所分級的針形導(dǎo)電細(xì)顆粒70的導(dǎo)電粘合劑71將電子元件72的突出電極73連接到電路基板74的線電極75上時，導(dǎo)電細(xì)顆粒70不具有統(tǒng)一的顆粒長度。因此，在用導(dǎo)電粘合劑71通過執(zhí)行加熱和加壓過程來連接電極時，其變得難以在低壓下(如2到5MPa)下連接電極。因此，電極不能在低壓下連接。而且，增加壓力來連接電極，將會影響導(dǎo)電細(xì)顆粒70的定向。這就將導(dǎo)致連接電極失敗或者短路。結(jié)果，其難以連接細(xì)小節(jié)距的電極。
本發(fā)明的目的是提供一種顆粒分級設(shè)備，以用于將相同長度的顆粒進(jìn)行精確地分級，并提供一種含有由該分級設(shè)備所分級的顆粒的粘合劑，該粘合劑能夠在低壓下連接電極，并可應(yīng)用于細(xì)小節(jié)距的電極。
為了獲得上述目的，本發(fā)明的第一個方面是提供一種顆粒分級設(shè)備。該顆粒分級設(shè)備包括分散裝置，以將許多顆粒分散。顆粒定向裝置將各個分散的顆粒沿著預(yù)定方向定向，同時在預(yù)定方向使該顆粒相互間隔開。顆粒長度測量裝置測量定向在預(yù)定方向上的各個顆粒的長度。顆粒分離裝置基于有關(guān)測量的顆粒長度的數(shù)據(jù)將具有預(yù)定長度的顆粒從分散的顆粒中分離。
利用這種結(jié)構(gòu)，將許多顆粒分散，并且將顆粒定向在所需方向上并使之處于相互間隔開的狀態(tài)。這就防止顆粒長度較短的細(xì)顆粒粘附到顆粒長度較長的粗顆粒上。此外，測量各個顆粒的長度，并且只將具有所需長度的顆粒分離。結(jié)果，可以精確地將顆粒分級。
在顆粒分級設(shè)備中，分散裝置優(yōu)選使用超聲波來執(zhí)行分散。利用這種結(jié)構(gòu)，分離對象顆粒團(tuán)聚物分散成非團(tuán)聚物的初級顆?；蛘叻稚⒌浇咏跫夘w粒的狀態(tài)。
在顆粒分級設(shè)備中，顆粒定向裝置優(yōu)選包括用作顆粒通道的流道，且顆粒在通過流道時被定向。因此，利用簡單的結(jié)構(gòu)將分散的顆粒以相互間隔開的狀態(tài)各自定向。
在顆粒分級設(shè)備中，顆粒長度測量裝置優(yōu)選包括照明單元、圖像捕捉單元、以及計算處理器，該照明單元用于發(fā)射光線，以照亮顆粒，該圖像捕捉單元用于捕捉由顆粒所反射的反射光的圖像，該計算處理器基于圖像捕捉單元所捕捉的圖像來計算顆粒長度。因此，利用簡單的結(jié)構(gòu)精確地測量每個顆粒的長度。
在顆粒分級設(shè)備中，顆粒分離裝置優(yōu)選包括分離器和控制裝置，該分離器用來將具有預(yù)定長度的顆粒從分散的顆粒中分離，該控制裝置基于有關(guān)測量的顆粒長度的數(shù)據(jù)來控制分離器。在這種情況下，控制裝置確定測量的顆粒長度是否是預(yù)定長度，并控制分離器，因此，基于確定結(jié)果將具有預(yù)定長度的顆粒從分散的顆粒中分離。因此，利用簡單的結(jié)構(gòu)，只將具有所需長度的顆粒分離。
優(yōu)選的是，顆粒分級設(shè)備還包括再處理裝置，其用于將除了具有預(yù)定長度并由顆粒分離裝置所分離的顆粒之外的顆粒從顆粒分離裝置供給到分散裝置。利用這種結(jié)構(gòu)，通過顆粒分級設(shè)備將沒有由顆粒分離裝置分離的顆粒進(jìn)行再處理。這就能夠連續(xù)有效地進(jìn)行顆粒分級。
本發(fā)明的第二個方面是提供一種各向異性的導(dǎo)電粘合劑。各向異性的導(dǎo)電粘合劑含有由上述的顆粒分級設(shè)備分級的預(yù)定長度的顆粒。該顆粒是針形的導(dǎo)電細(xì)顆粒。
利用這種結(jié)構(gòu)，包含在各向異性的導(dǎo)電粘合劑中的導(dǎo)電細(xì)顆粒具有大致相同的長度和統(tǒng)一的顆粒長度。因此，在利用各向異性的導(dǎo)電粘合劑將電子元件的突出電極連接到電路基板的線電極上時，導(dǎo)電細(xì)顆粒在低壓下(如2到5MPa)咬入突出電極和線電極。結(jié)果，能夠在低壓下連接電極。
由于用于連接電極的壓力很低，導(dǎo)電細(xì)顆粒的定向不受影響。因此，能夠在細(xì)小的節(jié)距連接電極。
而且，導(dǎo)電細(xì)顆粒是針形的，且用于連接電極的壓力很低。因此，電子元件如半導(dǎo)體元件能夠通過含有導(dǎo)電細(xì)顆粒的各向異性的導(dǎo)電粘合劑安裝在電路基板上，而不會損害電子元件。
本發(fā)明的顆粒分級設(shè)備能夠只將具有所需長度的顆粒分離，并能夠精確地分級顆粒。此外，本發(fā)明的各向異性的導(dǎo)電粘合劑能夠在低壓下連接電極，并能夠應(yīng)用于細(xì)小節(jié)距的電極。


圖1是示出依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的顆粒分級設(shè)備的整個結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是示出圖1的顆粒分級設(shè)備中的顆粒分離裝置的整個結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是示出由圖1的顆粒分級設(shè)備采取的顆粒分級步驟的流程圖；
圖4是示出電路基板的橫截面圖，在該電路基板上，電子元件由含有圖1中的顆粒分級設(shè)備所分級的顆粒的粘結(jié)劑連接；圖5是示出依照本發(fā)明的另一個顆粒分級設(shè)備的整個結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6是示出圖5的顆粒分級設(shè)備中的顆粒分離裝置的整個結(jié)構(gòu)的示意圖；以及圖7是示出電路基板的橫截面視圖，其中，在該電路基板上，電子元件由含有通過傳統(tǒng)的顆粒分級設(shè)備所分級的顆粒的粘結(jié)劑連接。
具體實施例方式
現(xiàn)將參考附圖敘述本發(fā)明的一個實施例。圖1是示出依照本發(fā)明的一個實施例的顆粒分級設(shè)備1的整個結(jié)構(gòu)的示意圖。顆粒分級設(shè)備1基于顆粒長度將顆粒分離。如圖1所示，顆粒分級設(shè)備1包括用于將作為分離對象的顆粒分散的分散裝置2和用于將分散裝置2所分散的顆粒確定在規(guī)定方向上的顆粒定向裝置3。顆粒分級設(shè)備1還包括顆粒長度測量裝置4和顆粒分離裝置5，所述顆粒長度測量裝置4用于測量確定在預(yù)定方向上的各個顆粒的長度，該顆粒分離裝置5基于測量的顆粒長度將預(yù)定長度的顆粒分離。
由本發(fā)明的顆粒分級設(shè)備1所分級的顆?？梢允歉飨虍愋缘膶?dǎo)電粘合劑所含有的導(dǎo)電細(xì)顆粒，該導(dǎo)電粘合劑例如用來連接形成于半導(dǎo)體元件如IC芯片上的電極和形成于電路基板上的電極。導(dǎo)電細(xì)顆?？梢允轻樞蔚?，并具有大的所謂的縱橫比。這兒，縱橫比是指導(dǎo)電細(xì)顆粒的短軸(導(dǎo)電細(xì)顆粒的橫截面長度)和長軸(導(dǎo)電細(xì)顆粒的長度)之比。
在用顆粒分級設(shè)備1將顆粒分級時，將用作分級對象的顆粒P從分散裝置2中的供給部6供給到分散裝置2，如圖1所示。分散裝置2可以是任何形式的，只要將作為分級對象的顆粒P的團(tuán)聚物分散成非團(tuán)聚物的初級顆?；蛘呓咏跫夘w粒的狀態(tài)。例如，分散裝置2可利用超聲波來執(zhí)行分散(使用超聲波分散振蕩器)。
通過向顆粒P的團(tuán)聚物加入分散劑并向分散劑發(fā)射超聲波從而使顆粒P分散在分散劑中，可以獲得高的分散效果。像甲醇、乙醇、丁醇或丙醇之類的酒精、和像丁酮之類的有機(jī)溶劑可用作分散劑。分散劑可根據(jù)要分散的顆粒形式進(jìn)行選擇和使用。此外，可單獨使用一種形式的分散劑，或者混合使用多種形式的分散劑。
由分散裝置2所分散的顆粒P向顆粒定向裝置3移動。顆粒定向裝置3將分散裝置2分散的顆粒P沿著預(yù)定方向(即，顆粒轉(zhuǎn)移方向，其在圖1中為X箭頭所示的方向)間隔開，同時沿著轉(zhuǎn)移方向?qū)⒏鱾€顆粒定向。顆粒定向裝置3優(yōu)選包括流道7，分散的顆粒P流過該流道7。流道7的直徑稍大于顆粒P的短軸(大約是顆粒P的直徑的5倍)。在顆粒P經(jīng)過流道時，顆粒定向裝置3沿著顆粒P的轉(zhuǎn)移方向X將由分散裝置2分散的顆粒P定向。因此，利用簡單的結(jié)構(gòu)，分散的顆粒P沿著轉(zhuǎn)移方向X定向，同時沿著轉(zhuǎn)移方向X相互間隔開。
由顆粒定向裝置3定向在轉(zhuǎn)移方向X上的顆粒P經(jīng)過輸送部8，以在維持定向狀態(tài)的同時，輸送到顆粒長度測量裝置4。顆粒長度測量裝置4包括照明單元10、圖像捕捉單元11和計算處理器13，其中，照明單元10用來發(fā)射光以照亮顆粒P，圖像捕捉單元11用于捕捉由顆粒P所反射的反射光線的圖像，所述計算處理器13用來基于由圖像捕捉單元11所捕捉的圖像來計算顆粒P的長度。
沿著從光源或者照明單元10發(fā)射的光線14的光路設(shè)置的準(zhǔn)直儀透鏡15抑制光線15的漫射并通常形成平行的光束。此外，光線14由準(zhǔn)直儀透鏡15引導(dǎo)向半透明反射鏡16，并通過該半透明反射鏡16朝向顆粒P發(fā)射。由顆粒P反射的反射光線17的圖像由CCD照相機(jī)傳感器或者圖像捕捉單元11捕捉，該CCD照相機(jī)傳感器或者圖像捕捉單元11具有朝向垂直于顆粒P的轉(zhuǎn)移方向X的方向的光線接收面。
由CCD照相機(jī)傳感器所捕捉的原始圖像通過A/D轉(zhuǎn)換器18從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并存儲在圖像存儲器19中。將存儲在圖像存儲器19中的圖像數(shù)據(jù)提供給圖像處理器12。圖像處理器12對圖像捕捉單元11所捕捉的原始圖像執(zhí)行諸如放大和縮小處理或者二元處理之類的圖像處理，從而產(chǎn)生處理圖像。這種圖像處理使得CCD照相機(jī)傳感器所捕捉的原始圖像變得清楚，并突出了顆粒圖像的輪廓。
通常，如果有至少一個接近象素(例如，四或八象素附近)設(shè)置成1(例如，白色)的話，放大處理稱作用于將一些象素設(shè)置為1的處理，并且，如果有至少一個接近象素設(shè)置為0(例如，黑色)的話，縮小處理稱作將某些象素設(shè)置為0的處理。在本實施例中，通過對CCD照相機(jī)傳感器所捕捉的原始圖像執(zhí)行放大處理，就生成其中雜質(zhì)從原始圖像消除的放大圖像。然后在放大圖像上執(zhí)行縮小處理，從而生成放大和縮小的圖像，其清楚地示出顆粒P的輪廓。
通常，關(guān)于圖像的亮度，二元處理將亮度大于預(yù)定的測定界限值的象素處理成白色，將較低亮度的象素處理成黑色。在本實施例中，在CCD照相機(jī)傳感器所捕捉的原始圖像上執(zhí)行上述的放大和縮小處理，且在獲得的放大和縮小圖像上執(zhí)行二元處理，從而生成其中顆粒P的輪廓變得清楚的二元圖像。在依次在CCD照相機(jī)傳感器所捕捉的原始圖像上執(zhí)行放大和縮小處理以及二元處理之后，可將二元處理結(jié)果進(jìn)行反轉(zhuǎn)。也就是說，使用基于用于圖像亮度的預(yù)定界限值的測定結(jié)果，圖像處理器12可構(gòu)造成將確定為白色的象素處理為黑色象素，并將確定為黑色的象素處理成白色象素。
將基于由圖像處理器12所生成的處理圖像的圖像處理信號提供給計算處理器13。計算處理器13基于圖像處理信號來計算形成各個顆粒P的象素總數(shù)，從而基于象素總數(shù)來計算各個顆粒P的長度。更具體地說，計算處理器13通過將預(yù)定的象素長度和形成各個顆粒P的象素總數(shù)相乘來計算各個顆粒P的長度。如果形成顆粒P的象素的總數(shù)是12，且象素長度設(shè)置成250nm，則顆粒長度計算為3μm。因此，在本實施例中，計算處理器13構(gòu)造成基于圖像處理器12所生成的處理圖像來計算各個顆粒P的長度。這就使得能夠精確地計算各個顆粒P的長度。
此外，如圖1所示，顆粒分離裝置5連接到計算處理器13，且將由計算處理器13所計算的涉及各個顆粒P的長度的數(shù)據(jù)提供給顆粒分離裝置5。顆粒分離裝置5基于有關(guān)以上述方式所計算的顆粒P的長度的數(shù)據(jù)將顆粒P分離。如圖2所示，顆粒分離裝置5包括用于分離并收集顆粒P的分離器25、用作控制分離器25的控制裝置的CPU26、包括ROM27和RAM28的存儲器29和用于驅(qū)動分離器25的驅(qū)動器30。將由CPU26所產(chǎn)生的驅(qū)動脈沖信號(以下稱作“驅(qū)動信號”)提供給驅(qū)動器30，且驅(qū)動器30基于驅(qū)動信號來驅(qū)動分離器25。存儲器29連接到CPU26，且CPU26按照存儲于ROM27中的程序來控制分離器25。
而且，如圖2所示，由計算處理器13向CPU26提供有關(guān)顆粒P長度的數(shù)據(jù)，該CPU26連接到計算處理器13和驅(qū)動器30。CPU26基于輸入數(shù)據(jù)生成驅(qū)動信號。
更具體地說，CPU26從存儲器29讀取存儲在存儲器29中的預(yù)定的顆粒長度，并確定基于輸入數(shù)據(jù)的顆粒P的長度是否是預(yù)定的顆粒長度。如果基于輸入數(shù)據(jù)的顆粒P的長度是預(yù)定的顆粒長度，則CPU26生成驅(qū)動信號，以驅(qū)動分離器25。驅(qū)動信號然后提供給驅(qū)動器30，并且該驅(qū)動器30驅(qū)動分離器25。結(jié)果，具有預(yù)定長度的顆粒P被吸引到分離器25并被分離，分離的顆粒P被輸送到收集器40并由其收集，如圖1所示。如果基于輸入數(shù)據(jù)的顆粒P的長度不是預(yù)定的顆粒長度，則CPU26不生成驅(qū)動信號。因此，沒有驅(qū)動分離器25，并且，將不具有預(yù)定長度的顆粒P輸送到圖1所示的再處理裝置41，而不將其輸送到收集器40。至于沒有由分散裝置2分散為初級顆?；蛘呓咏跫夘w粒的狀態(tài)的顆粒P的團(tuán)聚物，CPU26確定顆粒P不具有預(yù)定的顆粒長度。將顆粒P的團(tuán)聚物因此輸送給再處理裝置41，而沒有將其吸引到分離器25。以這種方式，在本實施例中，CPU26構(gòu)造成基于與計算處理器13所計算的顆粒P的長度相關(guān)的數(shù)據(jù)來控制分離器25。因而，只有具有所需長度的顆粒P被分離。因此，顆粒P被準(zhǔn)確地分離。
具有卷繞在鋼芯等周圍的金屬線圈的電磁鐵可用作分離器25。在這種情況下，在輸入數(shù)據(jù)示出顆粒P具有預(yù)定的顆粒長度且驅(qū)動器30響應(yīng)于驅(qū)動信號來驅(qū)動分離器25時，具有預(yù)定頻率的高頻電流從高頻電源流到線圈，該高頻電源與線圈相連。這就產(chǎn)生電磁感應(yīng)，且芯暫時變成磁鐵。在磁鐵附近的輸送部8產(chǎn)生磁場，并且具有預(yù)定顆粒長度的顆粒(如，作為金屬細(xì)顆粒的導(dǎo)電顆粒)被吸到磁鐵并分離。在輸入數(shù)據(jù)示出顆粒P不具有預(yù)定的顆粒長度時，顆粒P被輸送到處理裝置41，而沒有被吸引到電磁鐵。將只有預(yù)定長度的顆粒P分離，并且，用簡單結(jié)構(gòu)對顆粒P執(zhí)行精確地分離。
再處理裝置41供給除了具有預(yù)定長度并由顆粒分離裝置5分離的那些顆粒之外的顆粒P(即，沒有由顆粒分離裝置5分離的顆粒)，將其從該顆粒分離裝置5供給到分散裝置2。再處理裝置41包括輸送部42、過濾器43、以及進(jìn)氣風(fēng)扇44，其中，該輸送部用于連接分散裝置2和顆粒分離裝置5，該過濾器43連接到輸送部42，從而防止顆粒P從顆粒分級設(shè)備1排出，進(jìn)氣風(fēng)扇44連接到過濾器43，并用作通過過濾器43吸入空氣和顆粒的抽吸裝置。
在進(jìn)氣風(fēng)扇44開始操作時，輸送部42中的空氣經(jīng)過該輸送部42被吸入分散裝置2。此外，一些吸入空氣經(jīng)過進(jìn)氣風(fēng)扇44穿過過濾器43，并排放到外部。
沒有吸引到分離器25的輸送到再處理裝置41的顆粒P通過進(jìn)氣風(fēng)扇44的吸氣力沿著箭頭Y的方向穿過輸送部42被吸到分散裝置2(如圖1所示)。顆粒P然后進(jìn)入分散裝置2。顆粒P被分散裝置2、顆粒定向裝置3、顆粒長度測量裝置4以及顆粒分離裝置5再處理。因而，由于通過顆粒分級設(shè)備1所執(zhí)行的再處理，可以將沒有由顆粒分離裝置5分離的顆粒P進(jìn)行連續(xù)有效地分級。
圖3是示出依照本發(fā)明的一個實施例的顆粒分級設(shè)備1中的顆粒分級步驟的流程圖。首先，將供給到分散裝置2中的顆粒P的團(tuán)聚物用分散裝置2分散成不是團(tuán)聚物的初級顆?；蛘呓咏跫夘w粒的狀態(tài)(步驟S1)。由分散裝置2所分散的顆粒P然后由顆粒定向裝置3沿著轉(zhuǎn)移方向X各自定向(步驟S2)。從光源發(fā)射的光線14被引導(dǎo)向輸送到顆粒長度測量裝置4的顆粒P(步驟S3)，且反射光線的圖像由CCD照相機(jī)傳感器捕捉(步驟S4)。將由CCD照相機(jī)傳感器所捕捉的原始圖像存儲在圖像存儲器19中(步驟S5)。將存儲在圖像存儲器19中的圖像數(shù)據(jù)提供給圖像處理器12，并且由圖像處理器12在圖像捕捉單元11所捕捉的原始圖像上執(zhí)行圖像處理，從而生成處理圖像(步驟S6)。將基于由圖像處理器12所產(chǎn)生的處理圖像的圖像處理信號提供給計算處理器13，并且計算處理器13基于處理圖像來計算各個顆粒P的長度(步驟S7)。將有關(guān)由計算處理器13所計算的顆粒P的長度的數(shù)據(jù)提供給顆粒分離裝置5的CPU26(步驟S8)。CPU26從輸入數(shù)據(jù)確定顆粒P是否具有預(yù)定的顆粒長度(步驟S9)。如果顆粒P具有預(yù)定的顆粒長度，則驅(qū)動分離器25，由該分離器25將具有預(yù)定的顆粒長度的顆粒P分離(步驟S10)，并將顆粒P輸送到收集器40(步驟S11)。如果顆粒P不具有預(yù)定的顆粒長度，則不驅(qū)動分離器25。因此，將不具有預(yù)定長度的顆粒P輸送到再處理裝置41，而不將其輸送到收集器40(步驟S12)。顆粒P然后通過再處理裝置41吸入分散裝置2，并再次執(zhí)行步驟S1至步驟S9的過程。
如上所述，本發(fā)明包括用于分散顆粒P的分散裝置2、顆粒定向裝置3、顆粒長度測量裝置4、以及顆粒分離裝置5，其中，該顆粒定向裝置3用于沿著轉(zhuǎn)移方向X將各個分散顆粒P定向成顆粒P與顆粒P沿著轉(zhuǎn)移方向X相互間隔開的狀態(tài)，該顆粒長度測量裝置4用于測量各個定向的顆粒P的長度，顆粒分離裝置5用于基于與測量的顆粒P的長度相關(guān)的數(shù)據(jù)將具有預(yù)定長度的顆粒P分離。因而，將顆粒P分散、間隔開并沿著轉(zhuǎn)移方向X定向。這就避免將長度較短的細(xì)顆粒粘附到長顆粒長度的粗顆粒上。此外，測量各個顆粒P的長度。因此，只有具有所需長度的顆粒P被分離。結(jié)果，能夠?qū)︻w粒P執(zhí)行正確地分級。
可以制造在這個實施例中含有由顆粒分級設(shè)備1所分級的具有所需長度的顆粒P(即，具有大致相同的長度的顆粒)的粘結(jié)劑。更具體地說，在使用導(dǎo)電細(xì)顆粒作為分級的顆粒P時，能夠制造含有各向異性的導(dǎo)電細(xì)顆粒并使用熱固性樹脂作為主元件的導(dǎo)電粘合劑，該導(dǎo)電細(xì)顆粒具有所需長度、由顆粒分級設(shè)備1分級。
特別地，如果導(dǎo)電細(xì)顆粒為如上所述的針形，包含在各向異性的導(dǎo)電粘合劑中的各個導(dǎo)電細(xì)顆粒具有大致相同的長度，且顆粒長度是均一的。因此，參考圖4，在通過加熱和加壓過程用各向異性的導(dǎo)電粘合劑將電子元件33的突出電極36連接到電路基板35的線電極36時，導(dǎo)電細(xì)顆粒37在低壓下(如，2到5MPa)咬入突出電極34和線電極36。結(jié)果，突出電極34和線電極36在低壓下連接。導(dǎo)電細(xì)顆粒37的定向不受影響，這是由于用于連接電極的壓力很低。結(jié)果，電極以小的節(jié)距連接。電子元件33可通過含有導(dǎo)電細(xì)顆粒37的各向異性的導(dǎo)電粘合劑32安裝在電路基板35上，而沒有損害該電子元件33，如半導(dǎo)體元件，這是由于導(dǎo)電細(xì)顆粒37是針形的，并且電極以低壓連接。
此外，在制造各向異性的導(dǎo)電粘合劑32時，各向異性的導(dǎo)電細(xì)顆粒37通過各向異性的導(dǎo)電粘合劑32的厚度方向上生成的磁場，優(yōu)選沿著厚度方向定向(磁場方向，為圖4中的箭頭W所示的方向)。這種定向維持了鄰接電極之間的絕緣，并且因各向異性的導(dǎo)電粘合劑32的平面方向(與厚度方向W正交的方向，在圖4中為箭頭Z的方向)上的高電阻而防止產(chǎn)生短路。而且，大量電極通過沿著各向異性的導(dǎo)電粘合劑32的厚度方向W上的低電阻以導(dǎo)電方式同時并單獨地連接。
用于各向異性的導(dǎo)電粘合劑32中的熱固性樹脂38包括諸如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨基甲酸乙酯樹脂、非飽和聚酯樹脂、聚亞胺樹脂、以及脲醛樹脂之類的材料。在這些材料中，環(huán)氧樹脂可用作熱固性樹脂38，以提高粘合劑的成膜性能、熱阻以及粘結(jié)力。
此外，也可以使用含有潛在性(latent)硬化劑的各向異性的導(dǎo)電粘合劑32。潛在性硬化劑在低溫下具有優(yōu)異的儲存安定性，并在在室溫下靈敏地產(chǎn)生硬化反應(yīng)。然而，潛在性硬化劑在通過加熱等滿足預(yù)定的溫度條件時迅速地產(chǎn)生硬化反應(yīng)。潛在性硬化劑的示例包括咪唑系列、酰肼系列、胺系列如三氟化硼-胺絡(luò)合物、胺-亞胺、聚胺、三胺基團(tuán)、烷基脲、雙氰胺系列、酸和酸酐硬化劑、堿活性氫化合物、以及這些材料的優(yōu)化產(chǎn)品。列出的材料可以單獨使用或者作為兩種或多種形式的混合物使用。
本發(fā)明不限于上述實施例，各種優(yōu)化形式都是可能的。
例如，在上述實施例中，分散裝置2可通過將單獨的顆粒P封裝成液滴形式將各個顆粒P分散，而不是通過超聲波將其分散。而且，在上述實施例中，顆粒長度測量裝置4捕捉照亮顆粒P的光線的反射光的圖像，并基于捕捉的圖像來計算顆粒P的長度。然而，如圖5所示，顆粒長度測量裝置4可將激光引導(dǎo)向顆粒P、檢測由顆粒P所產(chǎn)生的散射光、并基于檢測的散射光來計算顆粒P的長度。此外，在上述實施例中，如圖6所示，顆粒分離裝置5可由使用兩個偏轉(zhuǎn)電極的電場而不是使用電磁鐵來分離顆粒P，在該電磁鐵中，金屬線圈卷繞在由鋼等制成的線圈周圍。
更具體地說，用于通過以液滴形式封裝單個顆粒P來分散各個顆粒P的分散裝置2包括設(shè)置在連接到顆粒分散裝置3的分散裝置2下端的噴嘴(未示出)，該噴嘴包括排出口和設(shè)置在噴嘴上表面上的超聲波換能器(未示出)。通過供給部6將含有顆粒P的液體(如，電解質(zhì)溶液如氯化鈉溶液和氯化鉀溶液)供給到分散裝置2，并且該含有顆粒P的液體被供給到分散裝置2的噴嘴。超聲波換能器對噴嘴施加25到30kHz的垂直振動，并從噴嘴的排出口將含有顆粒P的液體向顆粒定向裝置3噴射。結(jié)果，含有顆粒P的液滴朝向顆粒定向裝置3移動。因此，將顆粒P的團(tuán)聚物(其作為分離對象)分散成不是團(tuán)聚物狀態(tài)的初級顆?；蛘呓咏跫夘w粒的狀態(tài)。
由顆粒定向裝置3定向在轉(zhuǎn)移方向X上的含有顆粒P的液滴然后通過輸送部8，同時維持顆粒P的定向狀態(tài)，并被輸送到顆粒長度測量裝置4，如圖5所示。顆粒長度測量裝置4包括激光照明單元50、檢測器51以及計算處理器52，該激光照明單元50用于發(fā)射激光到顆粒P上，檢測器51用于檢測由顆粒P所散射的光，上述計算處理器52用于基于檢測器51所檢測的散射光來計算各個顆粒P的長度。
從光源或者激光照明單元50發(fā)射的激光53由設(shè)置在激光53的光路上的凸透鏡54聚集，從而將照射顆粒P的激光53校準(zhǔn)。檢測器51用來檢測由顆粒P所反射的散射光55。
基于檢測的散射光55的數(shù)據(jù)被輸入到計算處理器52，以計算各個顆粒P的長度。在這種情況下，散射光55指示各個顆粒P的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、特性和性質(zhì)等，這是由于其隨著各個顆粒P的模式如折射指數(shù)以及大小(粒徑和顆粒長度)而變化。計算處理器52基于散射光55的數(shù)據(jù)來計算各個顆粒P的長度。因此可精確地計算各個顆粒P的長度。
如圖5所示，顆粒分離裝置5連接到計算處理器52上，且由計算處理器52所計算的有關(guān)各個顆粒P的長度的數(shù)據(jù)被提供給顆粒分離裝置5。顆粒分離裝置5包括充電器56(charge applier)、用于分離并收集具有預(yù)定顆粒長度的顆粒的分離器25、用作控制分離器25和充電器56的控制單元的CPU60、包括ROM61和RAM62的存儲器63、用于驅(qū)動分離器25的驅(qū)動器30、以及用于驅(qū)動充電器56的驅(qū)動器57，其中，所述充電器56用于將電荷供給含有預(yù)定顆粒長度的顆粒P的液滴。
CPU所產(chǎn)生的驅(qū)動信號分別供給驅(qū)動器30和57。驅(qū)動器30和57基于驅(qū)動信號分別驅(qū)動分離器25和充電器57。存儲器63連接到CPU60，該CPU60依照存儲在ROM61中的程序控制分離器25和充電器56。
計算處理器52和驅(qū)動器30、57連接到CPU60。由計算處理器52所計算的有關(guān)顆粒P的長度的數(shù)據(jù)基于顆粒P的散射光55提供給CPU60。CPU60基于輸入數(shù)據(jù)生成驅(qū)動信號。
更具體地說，CPU60從存儲器63讀取存儲于該存儲器63中的預(yù)定顆粒長度，并從輸入數(shù)據(jù)確定顆粒P是否具有預(yù)定顆粒長度。如果顆粒P具有預(yù)定顆粒長度，CPU60就生成驅(qū)動信號，從而驅(qū)動一對偏轉(zhuǎn)電極(其為分離器25)和充電器56。驅(qū)動信號分別提供給驅(qū)動器30和57。驅(qū)動器57首先驅(qū)動充電器56并給含有預(yù)定長度的顆粒P的液滴充電。驅(qū)動器30然后驅(qū)動分離器25，并在一對偏轉(zhuǎn)電極之間沿著預(yù)定方向施加電壓。帶電的液滴落下，同時被吸引到其中一個偏轉(zhuǎn)電極上。結(jié)果，含有預(yù)定長度的顆粒P的液滴由其中一個偏轉(zhuǎn)電極分離，并被輸送且收集在收集器40中。
如果從輸入數(shù)據(jù)確定顆粒P不具有預(yù)定顆粒長度，則CPU60不生成驅(qū)動信號。因此，沒有驅(qū)動分離器25和充電器56，且含有非預(yù)定顆粒長度的顆粒P的液滴被輸送到再處理裝置41，而沒有將其輸送到收集器40。
因此，CPU60基于由計算處理器52所計算的有關(guān)顆粒P的長度的數(shù)據(jù)來控制分離器25和充電器56。只將具有希望長度的顆粒P分離，并精確地對顆粒進(jìn)行分離。
除了具有預(yù)定長度并因此由顆粒分離裝置5分離的那些顆粒之外的顆粒P(即，沒有由顆粒分離裝置分離的顆粒)通過再處理裝置41從該顆粒分離裝置5供給到分散裝置2，并由該分散裝置2、顆粒定向裝置3、顆粒長度測量裝置4和顆粒分離裝置5進(jìn)行再處理。
工業(yè)實用性本發(fā)明可應(yīng)用于顆粒分級設(shè)備和含有由該設(shè)備分離的顆粒的粘合劑，其中，該顆粒分級設(shè)備用于對顆粒進(jìn)行分級。
權(quán)利要求
1.一種顆粒分級設(shè)備，其特征在于包括分散裝置，其用于將許多顆粒分散；顆粒定向裝置，其用于將分散的各個顆粒定向在預(yù)定方向上，并同時沿著該預(yù)定方向使顆粒相互間隔開；顆粒長度測量裝置，其用于測量定向在預(yù)定方向上的各個顆粒的長度；以及顆粒分離裝置，其用于基于有關(guān)測量的顆粒長度的數(shù)據(jù)將具有預(yù)定長度的顆粒從分散的顆粒中分離。
2.如權(quán)利要求1所述的顆粒分級設(shè)備，其特征在于，分散裝置用超聲波進(jìn)行分散。
3.如權(quán)利要求1或2所述的顆粒分級設(shè)備，其特征在于，顆粒定向裝置包括用于顆粒通道的流道，顆粒在通過流道時被定向。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的顆粒分級設(shè)備，其特征在于，顆粒長度測量裝置包括照明單元，其用于發(fā)出光線，以照亮顆粒；圖像捕捉單元，其用于捕捉由顆粒所反射的光線的圖像；以及計算處理器，其基于圖像捕捉單元所捕捉的圖像來計算顆粒的長度。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的顆粒分級設(shè)備，其特征在于，顆粒分離裝置包括分離器和控制裝置，該分離器用于將預(yù)定長度的顆粒從分散的顆粒中分離，該控制裝置基于有關(guān)測量的顆粒的長度的數(shù)據(jù)來控制分離器；以及控制裝置確定測量的顆粒的長度是否是預(yù)定長度，并基于確定結(jié)果來控制分離器，從而將預(yù)定長度的顆粒從分散的顆粒中分離。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的顆粒分級設(shè)備，其特征在于包括再處理裝置，其用于將除了具有預(yù)定長度并由顆粒分離裝置所分離的顆粒之外的顆粒從顆粒分離裝置供給到分散裝置。
7.一種各向異性的導(dǎo)電粘合劑，其含有如權(quán)利要求1至6之一所述的顆粒分級設(shè)備所分級的具有預(yù)定長度的顆粒，其特征在于，所述顆粒是針形的導(dǎo)電細(xì)顆粒。
全文摘要
一種用于精確地將統(tǒng)一長度的顆粒分級的顆粒分級設(shè)備，以及含有由該設(shè)備分級的顆粒的粘合劑，該粘合劑能夠在低壓下連接電極，并可應(yīng)用于設(shè)置成細(xì)小節(jié)距的電極。顆粒分級設(shè)備(1)包括分散裝置(2)，該分散裝置用于分散許多顆粒(P)；顆粒定向裝置(3)，該定向裝置將各個分散的顆粒沿著轉(zhuǎn)移方向(X)定向，同時沿著顆粒的轉(zhuǎn)移方向(X)將顆粒相互間隔開；顆粒長度測量裝置(4)，該測量裝置測量定向在轉(zhuǎn)移方向(X)上的各個顆粒(P)的長度；和顆粒分離裝置(5)，該分離裝置基于有關(guān)測量的顆粒(P)長度數(shù)據(jù)來分離具有預(yù)定長度的顆粒(P)。
文檔編號B03C1/00GK101052477SQ20068000110
公開日2007年10月10日 申請日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月26日
發(fā)明者小山惠司, 桑原鐵也, 芳賀優(yōu), 柏原秀樹 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社