CN107409470B - 挠性安装模块体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明将使用了各向异性导电膜(12)的电子部件(9)与电极(6)之间确实地进行电连接。在挠性基板(11)的安装区域(10)的背面侧，预先粘贴有粘着膜(20)，并且在表面侧装载电子部件(9)。关于粘着膜(20)，在基材膜(22)上形成有粘着剂层(21)，粘着剂层(21)的粘着剂(26)中含有具有粘着剂层(21)膜厚的75％以上95％以下的直径的球形粒子(25)。当在安装区域(10)上配置各向异性导电膜(12)、并且加热和按压而在其上装载电子部件(9)时，粘着剂层(21)被加热、按压，粘着剂(26)被挤出，则一个球形粒子(25)与基材膜(22)和挠性基板(11)接触，因此，粘着剂层(21)的膜厚不会变得比球形粒子(25)的直径小，夹持于凸块(13)与电极(6)之间的导电粒子(19)被按压而破碎，因此确保电连接。

Description

挠性安装模块体的制造方法
技术领域
本发明涉及将电子部件粘贴于具有挠性的基板的技术。
背景技术
从便利性、便携性的观点考虑，膜液晶显示器、柔性有机EL显示器那样的、图像显示部具有挠性(柔性)的显示装置受到关注。
这样的显示装置中，作为其主体部件，使用挠性显示基板。该挠性显示基板在具有挠性且透明性高的塑料膜那样的挠性基板上具有显示图像的图像显示区域、和安装有对图像显示装置的影像信号进行处理的电子部件(例如驱动器IC)的安装区域。
并且，在安装电子部件时，通常是在安装区域配置热固化性的各向异性导电膜，在各向异性导电膜上配置电子部件，然后进行加热和按压，进行固定。其中，如果为了进一步提高挠性显示基板的挠性，使作为基板的塑料膜变薄、或使其刚性变小，则在上述的加热和按压时，发生基板的变形、应变，并以此为基础而存在显示图像劣化的倾向。
另一方面，在与上述挠性显示基板的领域不同、但在使用挠性基板这一点上相同的配线板的领域、即柔性印刷配线板的技术领域中有如下的技术：通过在该配线板的端部形成的外部端子区域的背面粘贴增强板(内衬板)，从而利用背面的增强板支持对其端部施加的热、应力，避免在向其他部件插入时、在配线板上安装电子部件时发生的应变、变形。
对于上述的增强板，具体而言，有文献1～文献3那样的热固化性类型的增强板即热固化性片、文献4和文献5那样的粘着片。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-219154号公报
专利文献2：日本特开2012-116870号公报
专利文献3：日本特开2011-79959号公报
专利文献4：日本特开2006-332187号公报
专利文献5：日本特开2006-173535号公报
发明内容
发明要解决的课题
如此，可以考虑在上述挠性显示基板的安装区域，在其背面侧利用文献1～5那样的增强板进行内衬，然后安装电子部件。
但是，使用文献1～文献3那样的热固化性片作为增强板时，为了减轻对配置于挠性显示基板的图像显示区域的显示元件(例如液晶元件、EL元件)的影响，需要进行低温且短时间的处理(100℃以下且数分钟的处理)，但就上述的热固化性片而言，反应速度还不够，有不热固化至所需程度的问题。
另一方面，将文献4和文献5那样的粘着片作为增强板时，没有上述的问题，但是如果将各向异性导电膜配置于安装区域并且对IC等电子部件进行加热(170℃、5秒的加热)和加压，则粘着片由于该热量而发生变形，存在安装状态欠缺可靠性的问题。特别是，在IC等中形成的电极或凸块下表面的各向异性导电膜的导电粒子没有充分变形，加压时，粘着片变形，结果能够推测，没有对该导电粒子施加足够的压力。
如此，为了代替文献1～文献3的热固化性片、以能够低温连接的方式提高反应速度，考虑增加固化剂，但这样的话热固化性片的保存稳定性降低。
另一方面，考虑了将文献4和文献5的粘着片中的粘着剂的玻璃化转变温度变高，但如果只是提高玻璃化转变温度，则无法避免由于各向异性导电膜的加热和加压导致的粘着片的变形，此外，如果提高玻璃化转变温度，则总体而言粘着片的剥离强度降低。
解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明为一种挠性安装基板的制造方法，其特征在于，是具有下述工序的挠性安装基板(15)的制造方法：准备挠性基板(11)、含有导电粒子(19)的热固化性的各向异性导电膜(12)以及具有凸块(13)的电子部件(9)的工序，前述挠性基板(11)在作为一个表面的配置面(7)具有电子部件(9)的安装区域(10)；向前述安装区域(10)配置前述各向异性导电膜(12)的膜配置工序；在前述各向异性导电膜(12)上配置前述电子部件(9)的部件配置工序；以及一边加热一边按压前述电子部件(9)、将前述电子部件(9)的前述凸块(13)与前述挠性基板(11)的安装区域(10)电连接的安装工序；在挠性安装基板(15)的制造方法中，具有粘贴工序，在将前述电子部件(9)与前述安装区域(10)电连接之前，在前述挠性基板(11)的作为与前述配置面(7)相反侧的面的支持面(8)中的、至少位于前述安装区域(10)的背面侧的部分，预先粘贴由含有粘着剂(26)的粘着剂层(21)和基材膜(22)层叠而成的粘着膜(20)；对于前述粘着剂层(21)，使用含有球形粒子(25)的前述粘着剂层(21)，前述球形粒子(25)具有相对于前述粘着剂层(21)的厚度为75％以上95％以下的范围的平均粒径并且10％压缩压力为10MPa以上。
此外，本发明为权利要求1所述的挠性安装基板的制造方法，其特征在于，在前述粘贴工序中，在前述支持面(8)中的、位于前述图像显示区域(16)的背面侧的部分也配置前述粘着膜(20)，前述粘贴工序中，在前述支持面(8)中的、位于前述图像显示区域(16)的背面侧的部分粘贴前述粘着膜(20)。
此外，本发明为挠性安装基板的制造方法，相对于前述粘着剂层(21)中的粘着剂(26)100体积份，以10体积份以上40体积份以下的范围，含有前述粘着膜(20)的前述粘着剂层(21)中的前述球形粒子(25)。
其中，关于本发明，优选以10μm以上100μm以下的范围的尺寸形成前述电子部件(9)的前述凸块(13)。
一般来说，如果按照能够低温连接的方式提高热固化性片的反应性，则保存稳定性成为问题，此外使固化成分增加等时，固化物变硬，作为柔性OLED模块所必需的剥离强度大幅降低。
另一方面，即使使粘着片的粘着剂高Tg化，对于热固化型而言也远远不够，无法达到ACF压接时凸块部分不凹陷的水平。
就本发明而言，通过以可获得剥离强度的粘着膜为基础，按照比粘着剂层的厚度小的尺寸，添加具有在ACF压接时的压力下不破碎的硬度的球形粒子，从而得到目标粘着膜。该粘着膜通过粘着剂来确保剥离强度的同时，粘着剂中所含的硬的球形粒子在ACF压接时以支柱的方式起作用，在IC的凸块下方，不挤入导电粒子，导电粒子破碎。
发明效果
作为柔性基板的增强带，在保持高剥落强度的情况下，导电粒子通过COP-ACF压接而破碎，能够确保电连接。
附图说明
图1(a)～(d)是用于说明本发明的工序的图(1)。
图2(e)、(f)是用于说明本发明的工序的图(2)。
图3(e)、(f)是用于说明在支持面中、在图像显示区域的背面位置不配置粘着膜时的工序的图。
图4是导电粒子的断面图。
具体实施方式
图2(f)的符号15是由本发明所得的挠性安装基板，也称为挠性安装模块。
该挠性安装基板(15)具有由聚酰亚胺膜或聚碳酸酯膜、聚醚砜膜、聚酯膜等构成的挠性基板(11)、作为集成电路的电子部件(9)、具有柔软性的显示装置(5)以及作为增强板的粘着膜(20)。
在由聚酰亚胺或聚酯膜构成的挠性基板(11)的单面的配置面(7)，设置有图像显示区域(16)和安装区域(10)，显示装置(5)配置于图像显示区域(16)，电子部件(9)配置于安装区域(10)，电子部件(9)与显示装置(5)通过经图案化的配线膜(未图示)而电连接，通过包含电子部件(9)的电路向显示装置(5)输出的电信号，在显示装置(5)上显示文字、影像等。
显示装置(5)具有柔软性，能够与挠性基板(11)一起弯曲。
粘着膜(20)具有聚酯膜、OPP膜、PE膜、PVA膜、PVC膜等那样具有柔软性的基材膜(22)、以及在基材膜(22)上配置的具有柔软性的粘着剂层(21)。符号8为挠性基板(11)的作为与配置面(7)相反侧的面的支持面，在支持面(8)中的、安装区域(10)的正背面位置的部分，与粘着剂层(21)接触而粘贴有粘着膜(20)。
除了支持面(8)中的、安装区域(10)的正背面位置的部分以外，在图像显示区域(16)的正背面位置的部分也粘贴有粘着膜(20)。这里，一张粘着膜(20)的一部分位于安装区域(10)的正背面，另一部分位于图像显示区域(16)的正背面位置的部分。
粘着剂层(21)具有由非热固化性的树脂构成的粘着剂(26)、以及分散于粘着剂(26)中的球形粒子(25)。
对于非热固化性的树脂，可以按照能够得到作为粘着剂的充分的剥离强度、即使在各向异性导电膜的加热和按压时达到的高温时(160℃左右)变形也较少的方式，选择玻璃化转变温度具有-60℃～20℃的范围的树脂。
具体而言，可以基于与挠性基板(11)的材质的关系，选择使用丁腈橡胶(NBR：丙烯腈和1,3-丁二烯的共聚物)、丁基橡胶、乙丙橡胶等橡胶系聚合物、通常的粘着剂所使用的丙烯酸聚合物等。
对于将电子部件(9)装载于挠性基板(11)的步骤进行说明。
图1(a)的挠性基板(11)是在图像显示区域(16)设有显示装置(5)、而没有装载电子部件(9)的状态。就该状态的挠性基板(11)而言，在配置面(7)的安装区域(10)内，由经图案化的金属薄膜或ITO、IZO等构成的电极(6)的表面被露出。
使该挠性基板(11)的支持面(8)中的、至少安装区域(10)的正背面位置的支持面(8)与粘着剂层(21)接触。
在此，一张粘着膜(20)为其一部分位于安装区域(10)的正背面位置的部分、另一部分为位于图像显示区域(16)的正背面位置的部分的大小，图像显示区域(16)的正背面位置的支持面(8)也与粘着剂层(21)接触。
接着，一边在粘着膜(20)与挠性基板(11)相互接近的方向中的任一个方向或两个方向进行按压，一边加热粘着膜(20)，使粘着膜(20)成为第一粘贴温度，如图1(b)所示，将粘着膜(20)粘贴于挠性基板(11)。粘着膜(20)粘贴于挠性基板(11)的安装区域(10)的正背面位置的部分和图像显示区域(16)的正背面位置的部分。
该粘贴时，由于粘着剂层(21)的粘着剂不为热固化性树脂，因此第一粘贴温度是接近室温的、比挠性基板(11)变形的温度更低的温度。
接着，如图1(c)所示，在电极(6)上，将在环氧树脂、丙烯酸树脂等热固化性树脂组合物中分散有导电粒子(19)而成的各向异性导电膜(12)与电极(6)的表面接触而配置。
并且，如图1(d)所示，在各向异性导电膜(12)上载置电子部件(9)。
电子部件(9)中，在内置半导体芯片的元件主体(14)的底面设有与半导体芯片电连接的凸块(13)，将凸块(13)朝向挠性基板(11)侧而配置于安装区域(10)上，使电极(6)位于凸块(13)与配置面(7)之间。凸块(13)为10μm以上100μm以下的范围的高度。
按照挠性基板(11)的支持面(8)和粘着膜(20)的基材膜(22)与台(30)的表面接触的方式，将粘贴有粘着膜(20)的挠性基板(11)配置于台(30)上，按照凸块(13)位于电极(6)上的方式，将电子部件(9)配置于各向异性导电膜(12)上，在电子部件(9)的元件主体(14)的表面上，如图2(e)所示那样使按压构件(31)接触，利用按压构件(31)按压电子部件(9)。
按压构件(31)的内部设有发热装置，按压构件(31)通过发热装置而被加热，升温至规定温度，电子部件(9)为了按压而与按压构件(31)接触，通过热传导而被加热、升温。
各向异性导电膜(12)与凸块(13)接触，若按压电子部件(9)，则各向异性导电膜(12)被凸块(13)按压。该各向异性导电膜(12)、电极(6)、挠性基板(11)以及粘着膜(20)是在凸块(13)与各向异性导电膜(12)接触的部分与台(30)之间沿一条直线排列，通过使台(30)静止并按压电子部件(9)，从而凸块(13)与台(30)被相互按压，则电极(6)、挠性基板(11)和粘着膜(20)也被按压。此外，如果被加热的电子部件(9)升温，则通过来自电子部件(9)的热传导，各向异性导电膜(12)、电极(6)、挠性基板(11)和粘着膜(20)也由于热传导而被加热、升温。
关于被按压的粘着膜(20)的粘着剂层(21)，通过加热，粘着剂层(21)中的粘着剂(26)也升温并软化，粘着剂(26)变得容易变形。
关于各向异性导电膜(12)所使用的导电粒子(19)的树脂粒子，可以根据作为热固化性的粘着剂特性，适当选择环氧树脂、苯酚树脂、丙烯酸树脂、丙烯腈-苯乙烯(AS)树脂、苯并胍胺树脂、二乙烯基苯系树脂、苯乙烯系树脂等材质。
如果电子部件(9)被朝向台(30)按压，则凸块(13)与导电粒子(19)接触而按压导电粒子(19)，将导电粒子(19)推压在电极(6)上。
此时，在电极(6)的、导电粒子(19)被推压的部分的正下方位置，粘着剂层(21)被使劲地按压，与其周围的粘着剂层(21)相比，粘着剂(26)大幅变形。其结果，在粘着剂层(21)和其上方的部分的电极(6)处，产生比周围低洼的凹陷，若导电粒子(19)进入电极(6)的凹陷中，则导电粒子(19)被使劲地按压。
但是，本发明中，粘着剂层(21)含有球形粒子(25)，球形粒子(25)的直径比粘着剂层(21)的膜厚(厚度)更小，在该例子中，球形粒子(25)设为按压前的粘着剂层(21)的膜厚的75％以上95％以下的直径。
由于球形粒子(25)的直径比粘着剂层(21)的膜厚更小，因此电子部件(9)被按压之前，一个球形粒子(25)无法与基材膜(22)和挠性基板(11)这两者同时接触，但如果被按压的粘着剂(26)在挠性基板(11)与基材膜(22)之间被挤出，则粘着剂层(21)的膜厚减小，基材膜(22)与挠性基板(11)在接近的方向上相对移动。如果粘着剂层(21)的膜厚成为与球形粒子(25)的直径相同的长度，则球形粒子(25)与基材膜(22)和挠性基板(11)这两者接触。
球形粒子(25)由10％压缩压力成为10MPa以上的材料构成，例如可以将硬质树脂、玻璃、金属、陶瓷等硬质材料成形为球形而制成球形粒子(25)。
因此，球形粒子(25)被按压也不变形，所以即使粘着剂层(21)被按压，在位于球形粒子(25)的部分及其周围，粘着剂层(21)的膜厚也维持为球形粒子(25)的直径的大小。
图4为导电粒子(19)的截面图。树脂粒子(30)的表面形成有金属薄膜(32)，金属薄膜(32)的表面形成有绝缘层(33)。
当球形粒子(25)位于电极(6)的由凸块(13)按压导电粒子(19)的部分的正下方位置或其附近时，粘着剂层(21)与电极(6)不凹陷，凸块(13)将导电粒子(19)向电极(6)推压，则位于导电粒子(19)中心的树脂粒子(30)变形，导电粒子(19)破碎，绝缘层(33)被破坏，金属薄膜(32)露出，其金属薄膜(32)与凸块(13)和电极(6)接触。其结果，凸块(13)和电极(6)之间通过破碎的导电粒子(19)而电连接。
简而言之，电子部件(9)通过电子部件(9)上的按压构件(31)被加热和按压，粘着剂层(21)被加热和按压，球形粒子(25)与挠性基板(11)和基材膜(22)这两者同时接触，挠性基板(11)与基材膜(22)的距离变得不比球形粒子(25)的直径更短，此后，按压构件(31)的按压力被施加至导电粒子(19)，位于凸块(13)和电极(6)之间的导电粒子(19)变形，可得到确保凸块(13)与电极(6)之间的电连接的挠性安装基板(15)(图2(f))。
予以说明，粘着剂层(21)中，即使在没有球形粒子(25)的位置，在球形粒子(25)的附近也不会大幅凹陷，因此粘着剂层(21)中，按照在粘着剂层(21)的任何位置都不会大幅凹陷的方式的含量(个数/体积)含有球形粒子(25)。
另外，在此，粘着剂层(21)中，相对于粘着剂(26)的体积A，以10体积％(＝A×0.1)以上40体积％(＝A×0.4)以下的范围含有球形粒子(25)，即使粘着剂层(21)中发生部分凹陷，例如该凹陷的深度比导电粒子(19)的直径小，被按压的导电粒子(19)也会破碎。
予以说明，挠性基板(11)、基材膜(22)自身由于加热和按压而发生部分凹陷的量小，可以忽略。
实施例
将平均直径为15μm的丙烯酸粒子、或平均直径为15μm的玻璃珠作为球形粒子(25)分散于丙烯酸树脂的粘着剂(26)中，在基材膜(22)上形成两种厚度18μm的粘着剂层(21)，得到粘着膜(20)(实施例1、实施例2)。
作为比较对象，制作在与实施例1、2相同的粘着剂(26)中不含有球形粒子(25)的粘着剂层(21)(比较例1)，此外，作为另一比较对象，在基材膜上形成将平均直径15μm的氨基甲酸酯粒子、或平均直径6μm的丙烯酸粒子作为球形粒子(25)分散于与实施例1、2相同的粘着剂(26)中而成的粘着剂层，得到粘着膜(比较例2、比较例3)。
关于实施例1、2、比较例1～3的粘着膜中使用的球形粒子(25)，在下述表1中示出：100体积份的粘着剂(26)所含有的球形粒子(25)的量，对各球形粒子(25)施加压力而使其变形时、一个球形粒子(25)变形10％时的压力(10％压缩强度)，将宽度2cm的粘着剂层(21)粘贴于试验板、以180°的角度剥离时的力(N)，加热和按压电子部件(9)时的、凸块(13)的正下方位置的凹陷的有无。
[表1]
表1测定结果
粘着材厚度为18μm
粘着剂为100体积份
表中，“凸块下陷”一栏中，没有观察到凹陷时记为○，观察到少量凹陷时记为△，观察到大的凹陷时记为×。“凸块下陷”为○时，可以实际使用，因此“结果”一栏记为“OK”，△和×的情况中，发生电连接不良而无法实际使用，因此记为“NG”。
电子部件(9)的加热和按压时，若球形粒子(25)的变形大，则无法使导电粒子(19)充分破碎，因此可知，球形粒子(25)的10％变形的压缩强度需要为10MPa以上。
予以说明，粘着剂层(21)的膜厚通常以10μm以上150μm以下的范围被使用，如果粘着剂(26)所含有的球形粒子(25)与粘着剂层(21)的膜厚相比过大，则粘着剂层(21)的粘着力变小，如果过小，则发生“凸块下陷”，因此，球形粒子(25)的直径需要比粘着剂层(21)的膜厚小，特别是球形粒子(25)的平均直径相比于粘着剂层(21)的膜厚为75％以上95％以下的范围内的直径。
此外，球形粒子(25)的含量过多则粘着力变小，含量过少则发生“凸块下陷”，因此，相对于粘着剂(26)的100体积份，可以含有至少10体积份的球形粒子(25)。
予以说明，基材膜(22)可以是由具有柔软性的树脂构成的膜，也可以是由不具有柔软性的硬质树脂构成的薄板。
予以说明，图3(e)、(f)为粘着膜(20)的一部分位于安装区域(10)的正背面位置的部分时、该粘着膜(20)的其他部分完全不位于图像显示区域(16)的正背面位置的部分的状态下，粘着膜(20)粘贴于挠性基板(11)的支持面(8)的情况下得到的挠性安装基板(15’)，图3(e)的挠性膜(15’)通过显示装置(5)的重量而在台(30)上弯曲，但在装载电子部件(9)之后，使其从台(30)上开始移动，则如图3(f)所示，能够消除挠性基板(11)的弯曲，使其位于平面上。
本发明也包含这样的在图像显示区域(16)的正背面位置的支持面(8)不粘贴粘着剂层(21)的挠性安装基板的制造方法。
符号说明
7‥‥配置面
8‥‥支持面
9‥‥电子部件
10‥‥安装区域
11‥‥挠性基板
12‥‥热固化性的各向异性导电膜
13‥‥凸块
15，15’‥‥挠性安装基板
20‥‥粘着膜
21‥‥粘着剂层
22‥‥基材膜
25‥‥球形粒子
26‥‥粘着剂

Claims (3)

1.一种挠性安装基板的制造方法，其特征在于，是具有下述工序的挠性安装基板(15)的制造方法：
准备挠性基板(11)、含有导电粒子(19)的热固化性的各向异性导电膜(12)以及具有凸块(13)的电子部件(9)的工序，所述挠性基板(11)在作为一个表面的配置面(7)具有电子部件(9)的安装区域(10)；
向所述安装区域(10)配置所述各向异性导电膜(12)的膜配置工序；
在所述各向异性导电膜(12)上配置所述电子部件(9)的部件配置工序；以及
一边加热一边按压所述电子部件(9)、将所述电子部件(9)的所述凸块(13)与所述挠性基板(11)的安装区域(10)电连接的安装工序，
在挠性安装基板(15)的制造方法中具有粘贴工序，在将所述电子部件(9)与所述安装区域(10)电连接之前，在所述挠性基板(11)的作为与所述配置面(7)相反侧的面的支持面(8)中的、至少位于所述安装区域(10)的背面侧的部分，预先粘贴由含有粘着剂(26)的粘着剂层(21)和基材膜(22)层叠而成的粘着膜(20)，
对于所述粘着剂层(21)，使用含有球形粒子(25)的所述粘着剂层(21)，所述球形粒子(25)具有相对于所述粘着剂层(21)的厚度为75％以上95％以下的范围的平均粒径并且10％压缩强度为10MPa以上。
2.根据权利要求1所述的挠性安装基板的制造方法，其特征在于，所述粘贴工序中，在所述支持面(8)中的、位于图像显示区域(16)的背面侧的部分也配置所述粘着膜(20)，
所述粘贴工序中，在所述支持面(8)中的、位于所述图像显示区域(16)的背面侧的部分粘贴所述粘着膜(20)。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的挠性安装基板的制造方法，相对于所述粘着剂层(21)中的粘着剂(26)100体积份，以10体积份以上40体积份以下的范围含有所述粘着膜(20)的所述粘着剂层(21)中的所述球形粒子(25)。
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