CN1584672A - 电子部件的安装结构、安装方法、电光装置及电子设备 - Google Patents

电子部件的安装结构、安装方法、电光装置及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明旨在于提供一种在能提高凸点电极和基板侧端子间的电连接状态的稳定性的同时还能以低成本构成电子部件的安装结构。本发明的电子部件的安装结构，是一种将具有凸点电极121B的电子部件121安装到具有端子111bx的基板111上的电子部件的安装结构，其特征是，上述凸点电极121B具有以内部树脂121Ba作为芯用导体膜121Bb覆盖其表面的结构，上述凸点电极121B，在相对上述端子111bx直接导电接触的同时，弹性变形地以面接触于基板111上，在凸点电极121B和端子111bx的导电接触部分的周围填充密封树脂122、以保持凸点电极121B和端子111bx。

Description

电子部件的安装结构、安装方法、电光装置及电子设备
技术领域
本发明涉及电子部件的安装结构、电光装置、电子设备及电子部件的安装方法，特别地，涉及一种适合于安装在由形成于玻璃基板上的透明导电体所构成的端子上具有凸点的电子部件的情况的安装结构及安装方法。
背景技术
以往，在装载于各种的电子设备的电路基板和液晶显示装置等中，采用安装半导体IC等的电子部件的技术。例如，在液晶显示装置上安装用于驱动液晶板的液晶驱动用IC芯片。此液晶驱动用IC芯片，有直接安装到构成液晶板的玻璃基板上的情况，也有安装到装于液晶板的柔性基板(FPC)上的情况。由前者形成的安装结构被称为COG(Chip On Glass，玻璃上芯片)结构，后者被称为COF(Chip On FPC，柔性基板上芯片)结构。
在制造COG结构的液晶显示装置的情况中的IC芯片的安装工序中，如图11所示，通过将导电性颗粒22a分散到热硬化性树脂22b中的各向异性导电膜(ACF；Anisotropic Conductive Film)22将液晶驱动用IC芯片21配置于由玻璃基板11上的透明导电体所构成的ITO端子11bx、11dx的排列部分上，通过边加热地加压将设置于液晶驱动用IC芯片21上的金属凸点电极21B相对于玻璃基板11上的ITO端子11bx、11dx通过上述导电性颗粒22a形成导电接触的状态，这种导电接触状态通过被硬化的热硬化性树脂22b来保持。
通常，为了提高液晶驱动用IC芯片21的金属凸点电极21B和玻璃基板11上的ITO端子11bx、11dx间的电连接状态的可靠性，有必要将介于两者间的导电性颗粒22a稍微挤压形成弹性变形状态。这是因为，即使由于温度变化导致热硬化性树脂22b稍微热膨胀，也有必要维持通过导电性颗粒22a所形成的导电接触状态。但是，一般地，为了提高电连接状态的可靠性而确保足够的导电性颗粒22a的弹性变形量是极难的。因此，作为提高电连接状态的可靠性的方法，采用由导电橡胶形成的导电性颗粒的方法已众所周知(例如参照专利文献1)。
专利文献1：特开平5-182516号公报
但是，由于近年的液晶显示装置的高清晰化和彩色化等，金属凸点电极21B和玻璃基板11上的ITO端子11bx、11dx的形成间距不断变小，随之而来地为了防止相邻电极间或相邻端子间的短路，上述导电性颗粒22a的直径也变小。因此，ACF22的成本变高、提高制造成本的同时，充分确保导电性颗粒22a的弹性变形量变得越来越难，故变得越来越难确保对应温度变化的电可靠性。此外，在采用由上述导电橡胶所形成的导电性颗粒的方法中，存在着如上所述的适合很小的形成间距地将导电橡胶的直径制成微细粒径的进一步困难，由此制造成本进一步上升的问题。
发明内容
在此，本发明针对上述问题，旨在于提供一种在能提高凸点电极和基板侧端子间的电连接状态的可靠性的同时还能以低成本构成电子部件的安装结构。此外，通过采用此电子部件的安装结构达到提供同时具有高的电可靠性和低的制造成本的电光装置。
为达成上述目的，发明者们经过进行种种研究的结果是，通过将具有弹性的内部树脂作为芯、形成用导体膜覆盖其表面的凸点电极，在提高凸点电极和基板侧端子间的电连接状态的可靠性的同时，还可实现以低成本构成电子部件的安装结构。
即，本发明涉及的电子部件的安装结构，是一种将具有凸点电极的电子部件安装到具有端子的基板上的电子部件的安装结构，其特征是，上述凸点电极具有以内部树脂作为芯用导体膜覆盖其表面的结构，上述凸点电极，在与上述端子相对地直接导电接触的同时，弹性变形地以面接触于上述基板，在上述凸点电极和上述端子的导电接触部分的周围填充密封树脂、保持上述凸点电极和上述端子。
如此一来，凸点电极通过将具有弹性的内部树脂作为芯，通过对基板上的端子加压很容易地挤压形成弹性变形状态。此外，凸点电极的弹性变形状态，是通过填充到导电接触部分周围的密封树脂而保持形成的。由于像这样地进行弹性变形的同时基板和凸点电极以面相接触，故凸点电极总是相对基板产生回复力(斥力)、可确保电连接状态、可得到高的电可靠性。此外，在此安装结构中由于没有必要采用像各向异性导电膜和各向异性电连接剂的高价材料，故可以降低制造成本。
本发明中，上述凸点电极特征是，在相对上述端子直接导电接触的同时，在+80℃～+300℃的温度范围内沿其接触方向挤压发生弹性变形。
这样，凸点电极，由于在+80℃～+300℃的温度范围内挤压，故内部树脂的弹性变形量变大，可以良好地维持弹性变形状态。因此，由于可以确保导电接触状态，故可以得到高的电可靠性。
本发明中，上述凸点电极特征是，在相对上述端子直接导电接触的同时，至少在-40℃～+80℃的温度范围内沿其接触方向挤压发生弹性变形。
这样，由于凸点电极在至少-40℃～+80℃的温度范围内维持弹性变形状态，故在通常的使用温度范围内可以确保导电接触状态，因此可以得到高的电可靠性。
本发明中，在设从上述密封树脂的热膨胀系数α＇中减去上述内部树脂的热膨胀系数α所得到的热膨胀系数差为Δα、设在-40℃～+80℃的温度范围内所设定的基准温度To下的上述内部树脂的高度为t、设上述基准温度To下的上述凸点电极的弹性变形量为Δt、设从温度T中减去上述基准温度To所得的温度差为ΔT的情况下，在至少-40℃～+80℃的温度范围内优选数式1成立。
数式1
Δt > ∫ T O T O + ΔT ΔαtdT
因此，由于温度变化而产生的高度t的内部树脂及密封树脂的热膨胀量的差降到弹性变形量Δt以下，故即使在上述温度范围内产生温度变化，也能维持凸点电极的弹性变形状态。此外，热膨胀系数差的Δα＝α′-α，在关于温度T无依存性的情况下，上式成为Δt＞Δα·t·ΔT。
本发明中，优选使上述密封树脂的热膨胀系数α′比上述内部树脂的热膨胀系数α还大。
由此，通过使密封树脂的热膨胀量等于或者高于内部树脂的热膨胀量，使得即使温度降低凸点电极的弹性变形量也不变小，故可以可靠地维持凸点电极和端子的导电接触状态。因此，可以进一步提高比加热加压时还低温的环境下的电可靠性。此外，在这种情况下，通过在使用温度区域的最高温度下确保凸点电极的弹性变形量，可以可靠地维持在上述最高温度以下的所有温度区域内的凸点电极的弹性变形状态。
本发明中，优选使上述内部树脂的热膨胀系数α比上述密封树脂的热膨胀系数α′还大，而且，优选抑制加热加压时的上述内部树脂的膨胀的斥力比上述基准温度To下的上述内部树脂的收缩力还大。
由此，通过使内部树脂的热膨胀量等于或者高于密封树脂的热膨胀量，使得即使温度上升凸点电极的弹性变形量也不变小，故可以可靠地维持凸点电极和端子的导电接触状态。因此，可以进一步提高高温环境下的电可靠性。此外，在这种情况下，通过在使用温度区域的最低温度下确保凸点电极的弹性变形量，可以可靠地维持在上述最低温度以上的所有温度区域内的凸点电极的弹性变形状态。
本发明中，设上述内部树脂的压缩弹性模数为E时，在至少-40℃～+80℃的温度范围内，当上述内部树脂的初始高度为t′时，优选200[MPa]·t′/E＞Δt成立。因此，在设变形为ε时，由于可以将由弹性变形量Δt所产生的凸点电极与基板的端子间的应力σ＝εE＝(Δt/t)E保持在不到200[MPa]，故可以防止由得到凸点电极的弹性变形量Δt所导致的基底结构破坏等的情况的发生。
本发明中优选使上述内部树脂的压接时的压缩弹性模数E在10MPa～100MPa之间。如果该压缩弹性模数(E)在上述范围内，就可以得到在加热加压时的温度区域(+80℃～+300℃)能维持弹性变形状态的充分的弹性变形量。此外，在该温度区域中，不会出现因变形量过大而导致内部导体膜断裂等的问题、可以充分地得到凸点电极与端子间的接触压力、得到电可靠性。此外，也可以使变形量保持在弹性变形范围内。
本发明中优选使上述内部树脂的压接时的压缩弹性模数E在100MPa～150MPa之间。如果该压缩弹性模数(E)在上述范围内，就可以通过施加小于200MPa的应力可靠地得到在通常使用的温度区域(-40℃～+80℃)内能维持弹性变形状态的充分的弹性变形量Δt，因此可以同时地确保电可靠性和回避因应力过大而导致的问题。即，当压缩弹性模数E超过15000MPa时变得难以确保弹性变形量Δt、可能出现为确保弹性变形量Δt的必要应力过大而导致安装结构的破坏等的问题。相反地，在-40℃～+80℃的使用温度区域内的压接时的压缩弹性模数E小于100MPa时，在可能发生因变形量过大而导致覆盖内部树脂的导体膜断裂等的问题的同时，变得难以充分地得到凸点电极与端子间的接触压力，电可靠性低下。此外，也变得难以将变形量保持在弹性变形范围内。
这种情况下优选使内部树脂的压缩弹性模数E在100MPa～3000MPa之间。如果该内部树脂的压缩弹性模数E在3000MPa以下，就能以更轻的载荷在凸点电极上得到充分的弹性变形量。特别地，当内部树脂的压缩弹性模数E在100MPa～2000MPa之间有望得到有充裕的足够的弹性变形量。
本发明中上述密封树脂优选为热硬化性树脂。由于密封树脂为热硬化性树脂，故通过处于未硬化状态或半硬化状态的密封树脂将电子部件相对于基板地加压，使凸点电极相对于基板端子处于导电接触状态，由于在这种状态下通过加热可以使密封树脂硬化，故在可以可靠地保持凸点电极的弹性变形状态的同时，可以正确地设定其弹性变形量。
本发明中，上述基板及上述端子优选为由透明材料构成。如此一来，由于可以从基板的内表面侧看到凸点电极和端子的导电接触面，故通过确认导电接触面的宽度、形状、面积等可以推定凸点电极的弹性变形量Δt。例如，通过预先计测凸点电极的接触方向的弹性变形量Δt与上述导电接触面的宽度、形状、面积等的关系，用从基板的内表面测定导电接触面的宽度、形状、面积等的方式来正确推定上述弹性变形量Δt。
本发明中，优选使上述基板由玻璃或石英构成，使上述端子由ITO构成。如此一来，由于基板表面与内部树脂相比较具有充分的硬度难以变形，故在可以更正确地控制内部树脂的弹性变形量Δt的同时，内部树脂的弹性变形量Δt与电可靠性的关系变得更明确，所以可以更容易且可靠地获得高的电可靠性。
接下来，本发明的电光装置，其特征是，具有上述任一种所述的电子部件的安装结构、具有作为构成上述基板的构成要素的电光板。如此一来，可以构成电可靠性高的电光装置。在此，作为电光装置，并不仅限于液晶显示装置，还包含电致发光装置、有机电致发光装置、等离子显示装置、电泳显像装置、运用电子发射部件的装置等。
接着，本发明的电子设备，其特征是，具有上述电光装置和控制该电光装置的控制手段。
接着，本发明的电子部件的安装方法，是将具有凸点电极的电子部件安装到具有端子的基板上的电子部件的安装方法，其特征是，将上述凸点电极形成以具有弹性的内部树脂作为芯用导体膜覆盖其表面的结构，将上述凸点电极与上述端子直接导电接触的同时，沿其接触方向施加压力使其弹性变形，在其加压状态下在上述凸点电极和上述端子的导电接触部分的周围填充密封树脂、使由加压产生的上述凸点电极的弹性变形状态通过上述密封树脂保持地构成。
本发明中，优选使由安装时的加压所产生的弹性变形量在至少-40℃～+80℃的温度范围内为上述凸点电极的弹性变形状态所能维持的量。
本发明中，优选将上述凸点电极通过由处于未硬化状态或半硬化状态的热硬化性树脂所形成的密封树脂相对于基板端子挤压地进行加压，在上述凸点电极相对上述端子处于直接导电接触的状态下使上述密封树脂硬化。
本发明中，在上述凸点电极的形成工序中，优选使上述凸点电极的顶部表面平坦地形成。这样一来，由于可以充分地确保凸点电极和端子的接触面积，故可以进一步提高电可靠性。
本发明中，在上述凸点电极的形成工序中，优选使上述凸点电极的顶部表面球面状地形成。这样一来，由于对应于凸点电极弹性变形量Δt的变化顶部表面的接触面的面积急剧变化，故由该接触面的宽度(直径)或面积可以容易且正确地推定凸点电极的弹性变形量Δt。此外，因为由凸点电极的微小的弹性变形量可以得到充分的接触面积，所以可以提高电可靠性。
本发明中，上述基板及上述端子优选为由透明材料构成。如此一来，由于可以从基板的内表面侧观察到凸点电极和端子的接触面，故通过观察接触面可以推定凸点电极的弹性变形量，因此可以容易且正确地进行弹性变形量的控制和管理。在此，优选使上述基板由玻璃或石英构成，使上述端子由ITO构成。如此一来，可以再现性良好地得到由凸点电极的弹性变形量的精度及弹性变形量所产生的对导电接触状态的影响情况。
如上所述地根据本发明，通过利用以具有弹性的内部树脂作为芯、以导体膜覆盖其表面的凸点电极，可以低成本地提供具有高的电可靠性的电子部件的安装结构。此外，通过高精度地控制凸点电极的弹性变形量Δt可以进一步地提高电可靠性。
附图说明
图1是模式地表示本发明相关的实施方案的液晶显示装置结构的概略立体图。
图2是表示将本发明相关的实施方案的安装结构放大的放大剖面图。
图3是表示将安装前的结构进一步放大的放大剖面图。
图4是表示将安装后的结构进一步放大的放大剖面图。
图5是表示安装后的电接触面的形状的平面图。
图6表示凸点电极的弹性变形量Δt及顶部的宽度W的加压力P相关性的图表。
图7是表示不同形状的凸点电极放大剖面图。
图8是表示具有不同形状的凸点电极的安装结构的放大剖面图。
图9是表示具有不同形状的凸点电极的安装结构的电接触面的平面图。
图10是表示热膨胀量之差Δα·t·ΔT的温度相关性图表。
图11是表示以往的安装结构的放大剖面图。
图12是表示具备电光装置的电子设备的显示控制系统的概略构成图。
图13是电子设备的概略立体图。
符号说明
100…液晶显示装置、110…液晶板、111、112…基板、111a、112a...电极、111b、112b、111c…布线、111d…输入布线、111bx、111cx、111dx...端子、121...电子部件(IC芯片)、121B…凸点电极、121Ba...内部树脂、121Bb…导电膜、122…密封树脂
具体实施方式
(电子部件的安装结构及电光装置)
以下参照图对本发明的实施例进行说明。图1是表示与本发明相关的电子部件的安装结构及电光装置的一实施方案的液晶显示装置的模式图。
图示的液晶显示装置100具有液晶板110和电子部件(液晶驱动用IC芯片)121。此外，如果必要的话，可以合适地设置未图示的偏振板、反射板、背光源等的附属部件。
液晶板110具有由玻璃或塑料等构成的基板111和112。基板111和112相互对向地配置，通过未图示的密封材料等相互地粘合。在基板111和基板112之间填充未图示的电光物质的液晶。在基板111的内表面上，形成有由ITO(Indium Tin Oxide，铟锡氧化物)等的透明导体所构成的电极111a，在基板112的内表面上形成有与上述电极111a对向配置的电极112a。
电极111a是连接于以相同材质一体形成的布线111b地从设置于基板111的基板伸出部111T的内表面上引出的。基板伸出部111T是在基板111的端部比基板112的外形更向外侧伸出的部分。布线111b的前端形成端子111bx。电极112a也是同样地连接于以相同材质一体形成的布线112b上，通过未图示的上下导通部电连接于基板111上的布线111c上。此布线111c也与上述相同地由ITO构成。布线111c从基板伸出部111T上引出，其前端形成端子111cx。在基板伸出部111T的边缘附近形成有输入布线111d，其内端部形成端子111dx，端子111dx与上述端子111bx及111cx对向配置。输入布线111d的外端部形成输入端子111dy。
在基板伸出部111T上通过由未硬化状态(A段状态)或半硬化状态(B段状态)的热硬化性树脂等构成的密封树脂122安装有电子部件121。此电子部件121是如驱动液晶板110的液晶驱动用IC芯片。在电子部件121的下表面形成有未图示的多个的凸点电极，这些凸点电极分别电连接于基板伸出部111T上的端子111bx、111cx、111dx。
此外，在基板伸出部111T上的上述输入端子111dy的排列区域上，通过各向异性导电膜124安装有柔性布线基板123。输入端子111dy设置于柔性布线基板123上、电连接于分别对应的未图示的布线上。此外，通过此柔性布线基板123将从外部输入的控制信号、图像信号、电源电位等提供给输入端子111dy。提供给输入端子111dy的控制信号、图像信号、电源电位等输入到电子部件121中，在此生成液晶驱动用的驱动信号提供给液晶板110。
根据如上构成的本实施方案的液晶显示装置100，通过电子部件121在电极111a和电极112a之间施加合适的电压，因此可以使得构成于两电极111a、112a对向配置部分的每个象素独立地调制光、因此在液晶板110内的象素排列的显示区域可以形成所希望的图像。
图2是表示放大上述液晶显示装置100中的电子部件121的安装结构的放大部分剖面图。在电子部件121的表面(图示下表面)上设置有作为IC侧端子的多个凸点电极121B，其前端直接电连接于上述基板111的端子111bx、111cx、111dx(111cx在图2中未图示。参照图1。以下相同)。在凸点电极121B和端子111bx、111cx、111dx间的导电接触部分的周围填充由热硬化性树脂等所构成的被硬化的密封树脂122。
图3是表示电子部件121的安装前的结构的放大剖面图，图4是表示电子部件121的安装后的安装结构的放大剖面图。电子部件121，是如在硅基板上形成合适的电路结构而成的集成电路芯片。在电子部件121的表面(图示下表面)上形成有由铝等构成的端子电极121a，在其周围形成有由SiO2等的绝缘材料构成的钝化膜等的保护膜121b。即，保护膜121b，在露出端子电极121a的情况下覆盖电子部件121的表面。
在从上述保护膜121b上的端子电极121a偏离的位置上呈凸起状地(从电子部件121的表面突起地)形成有具有弹性的内部树脂(凸点芯)121Ba。此内部树脂121Ba，如可在保护膜121b的表面包覆弹性树脂膜、之后通过进行蚀刻等的图形化处理而形成。在内部树脂121Ba的表面上
覆盖有导电膜121Bb。此导电膜121Bb电连接于端子电极121a上。导电膜121Bb，可以通过将Au、Cu、Ni等的导电金属经过蒸镀或溅射等成膜、通过适用合适的图形化处理而构成。此外，也可以使由Au、Cu、Ni等构成的基底的导电膜的表面进一步地被Au镀层等覆盖、提高导电接触性。
通过如上述构成的内部树脂121Ba和导电膜121Bb，构成了在电子部件121的表面凸出地形成的上述凸点电极121B。此凸点电极121B，在表面上梯形地凸出地形成，具有平坦的顶部121Bp。作为凸点电极121B的更具体的形状，还有圆锥台形状、角锥台形状、圆柱状、棱柱状等。在此，设凸点电极121B中内部树脂121Ba的高度为t′，凸点电极121B的顶部121Bp的宽度(或直径)为w′。
本实施方案中，上述凸点电极121B通过密封树脂122热压接于基板111上的端子111bx上。密封树脂122是热硬化性树脂，在安装前是呈未硬化状态或半硬化状态。如果密封树脂122呈未硬化状态，可以在安装前涂敷到电子部件121的表面(图示下表面)或基板111的表面，此外，如果密封树脂122呈半硬化状态，呈膜状或片状，可以插入电子部件121和基板111之间。密封树脂122一般采用环氧树脂，但如果是能达到同样目的的其他树脂也可以采用。
电子部件的安装，是采用未图示的加热加压头等将电子部件121在基板111上进行边加热地加压的。此时，如图4所示，密封树脂122在初期由于加热而软化，将此软化的树脂挤开地使凸点电极121B的顶部121Bp电接触于端子111bx。此外，通过上述加压，内部树脂121Ba被挤压沿接触方向(图示上下方向)发生弹性变形。此外，在这种状态下进一步持续加热的话由于密封树脂交联热硬化，故即使撤去加压力，由于密封树脂122，凸点电极121B可以保持继续电连接于端子111bx的弹性变形状态。如此一来，电子部件121安装后的内部树脂121Ba的高度t比安装前的内部树脂的高度t′变小。此外，安装后的凸点电极121B的宽度w比安装前的宽度w′变大。此时，安装后的凸点电极121B中，由于其变形程度在弹性变形范围内，故在将通过硬化的密封树脂122而波及到电子部件121和基板111间的压缩力运用某种方法解除的情况下，大致达到恢复至安装前的形状的状态。
在此，由于由玻璃等构成的基板111及ITO等构成的端子111bx都是透明的，如图5所示，从基板111的内表面可以看到凸点电极121B的顶部121Bp和端子111bx的导电接触面S。因此，通过观察基板111的内表面，可以容易地知道安装后的凸点电极121B的顶部121Bp的形状和宽度。此导电接触面S的宽度，与安装后的凸点电极121B的顶部121Bp的宽度w相等，比安装前的凸点电极121B的顶部121Bp的宽度w′还大。
通常，由于安装后的凸点电极121B的顶部121Bp的宽度w和内部树脂121Ba的弹性变形量Δt＝t′-t间有比例关系之外的正相关关系，故通过测定宽度w可以估计弹性变形量Δt。但是，在样品安装后切割样品通过用显微镜等观察其剖面也可以直接测定弹性变形量Δt。另外，上述的弹性变形量Δt可以通过改变上述安装时的加压力P来调整。在图6中表示了安装时的加压力(应力)P和弹性变形量Δt及宽度w的关系。如图中的二点划线所示，求出宽度wx可以估计出弹性变形量Δtx。此外，由于安装时的加压力P和弹性变形量Δt间具有如图示曲线所示的关系，故通过预先测定此关系，可以将安装时的弹性变形量Δt通过控制加压力P来调整。此外，上述弹性变形量Δt，由于根据温度T而变化，故在本说明书中为某温度(以下仅称为“基准温度”)To下的弹性变形量。此外，当然安装时的温度与基准温度不同也是可以的，在考虑其的基础上设定安装时的加压力P。
图7是表示与上述不同形状的凸点电极121B′的放大剖面图。此凸点电极121B′的顶部121Bp′，在具有球面的表面的点上与上述实施方案不同，但其他构成完全一样，故省略对同一部分的说明。此凸点电极121B′作为一个整体具有半球状的形状。此外，作为一个整体也可以呈半圆柱地构成。此凸点电极121B′，与上述实施方案同样地将内部树脂进行图形化处理后，可以通过由加热软化内部树脂地使其表面呈凸曲面状地变形而形成。此外，在涂敷感光性树脂后，通过在调整的曝光分布下曝光、显像也可以得到期望的形状的内部树脂。
如上述实施方案在顶部121Bp平坦地构成的情况下，由于可以使导电接触面S变大，故可以提高电可靠性。另外，如图7所示由于凸点电极121B′的顶部121Bp′的表面为球面状，如图8所示，由于安装后凸点电极121B′的顶部121Bp′挤压变得平坦，故与此变得平坦的顶部121Bp′的宽度w的弹性变形量相对应的变化率变大。因此，如图9所示，从基板111的内表面看到导电接触面S观察宽度w时，可以由宽度w更正确地估计弹性变形量Δt。即，如图6虚线所示，在较小的弹性变形量的区域中，由于与加压力及弹性变形量相对的宽度w的变化的斜率变大，故可以提高测定宽度w估计弹性变形量Δt时的精度。
此外，由于凸点电极121B′的顶部121Bp′球面状地构成，即使凸点电极121B′的弹性变形量Δt较小，也可以某种程度地确保导电接触面S′的面积，故也具有可抑制电可靠性低下的优点。即，通常，如果想将对应于弹性变形量Δt的变化的宽度w的变化率增大的话，一般地当在弹性变形量Δt小的区域中时导电接触面S′的面积有变小的倾向，但在此构成例中，通过球面状地构成的表面，如图6的虚线所示，由于弹性变形量Δt小的时候宽度w的变化率大，随着弹性变形量Δt变大宽度w的变化率减小下去，故即使弹性变形量Δt很小也可以确保某种程度的导电接触面积。
在本实施方案中，上述凸点电极121B，在至少通常的使用温度区域的-40℃～+80℃的温度范围内，形成沿接触方向呈弹性变形状态地构成。即在-40℃～+80℃的温度范围内合适地设定的基准温度To下，设上述安装结构中的内部树脂121Ba的高度为t、设弹性变形量为Δt，此外，设内部树脂121Ba的热膨胀系数为α，密封树脂122的热膨胀系数为α′时，如果热膨胀系数α及α′相对于温度一定，则在上述温度范围内的某温度T下，内部树脂121Ba的热膨胀量为α·t·ΔT、与内部树脂121Ba的高度对应的密封树脂122的部分的热膨胀量为α′·t·ΔT。在此，ΔT＝T-To。因此，从密封树脂122的热膨胀量中减去内部树脂121Ba的热膨胀量所得的热膨胀量差用Δα·t·ΔT表示。在此Δα＝α′-α。
因此，如果Δt＞Δα·t·ΔT…(1)成立的话，在某温度T下，由于热膨胀量的差Δα·t·ΔT比在基准温度To下的弹性变形量Δt还小，故凸点电极121B可维持弹性变形状态。将这种情况更具体地说明的话，例如，在某温度T为比基准温度To还高的温度的情况下，如果密封树脂的热膨胀系数比内部树脂的还大(α＜α′)时，热膨胀量差Δα·t·ΔT为正，随温度T变高相应程度地增大，此外，如果密封树脂的热膨胀系数比内部树脂的还小(α＞α′)时，热膨胀量差Δα·t·ΔT为负，随温度T变高相应程度地减小。此外，在某温度T为比基准温度To还低的温度的情况下，如果密封树脂的热膨胀系数比内部树脂的还大(α＜α′)时，热膨胀量差Δα·t·ΔT为负，随温度T变低相应程度地减小，此外，如果密封树脂的热膨胀系数比内部树脂的还小(α＞α′)时，热膨胀量差Δα·t·ΔT为正，随温度T变低相应程度地增大。
本实施方案的情况下，至少在-40℃～+80℃的范围内上述的式(1)成立地构成。图10表示这种关系。在图10中，横轴是温度T[℃]，纵轴是上述的热膨胀量的差Δα·t·ΔT。此外，图中所示的弹性变形量Δt是基准温度To下凸点电极121B的弹性变形量。一般地基准温度To可以是上述温度范围内的任意温度，通常设定为常温区域的温度，如20℃。在此，在图10中，将密封树脂的热膨胀系数比内部树脂的还大的情况A(α＜α′)和密封树脂的热膨胀系数比内部树脂的还小的情况B(α＞α′)分开地分别画出曲线A、B。在任一种情况下，曲线A、B的斜率与热膨胀系数差Δα的绝对值成比例。如果内部树脂与密封树脂的热膨胀系数差不多相同的话，曲线A、B大致呈水平，热膨胀量差Δα·t·ΔT的绝对值近似为0，此外，其温度依存性几乎消失。
在上述的图表A，B中任何一个，至少在-40℃～+80℃的范围内热膨胀量的差Δα·t·ΔT小于基准温度To下的弹性变形量Δt。在A，B任何一种情况下，曲线的斜率，即热膨胀系数差Δα的绝对值在某种程度下越小，至少在上述温度范围内维持凸点电极121B的弹性变形量越容易。换而言之，在本实施方案中，将在某基准温度To下的凸点电极121B的弹性变形量Δt比至少在-40℃～+80℃的范围内热膨胀量的差Δα·t·ΔT还大地设定。这种情况下，内部树脂与密封树脂的热膨胀系数差Δα越小，由于可以将弹性变形量Δt很小地设定，故可以很小地设定安装时的加压力P。
此外，将基准温度To设为上述温度范围的下限(例如-40℃)时，如果采用上述温度范围的幅度δT(例如80℃-(-40℃)＝120℃)，由于在上述温度范围的上限只要上述式(1)成立即可，故可采用Δt＞Δα·t·δT…(2)。这种情况下，通过满足(2)式使得在上述温度范围内的所有温度下凸点电极121B处于弹性变形状态。
这种情况下，采用上述(2)式中的热膨胀系数差Δα，但实际上，仅采用密封树脂的热膨胀系数α′，如果Δt＞α′·t·δT…(3)成立的话，可以有余地地更可靠地维持电连接状态。
此外，在内部树脂121Ba的热膨胀系数α在密封树脂122的热膨胀系数α′以上的情况下，而且，在抑制加热加压时内部树脂121Ba的膨胀的斥力比基准温度To下内部树脂121Ba的收缩力还大的情况下，一定能维持凸点电极的弹性变形状态。此外，这种情况下，在某温度下可得到弹性变形量Δt时，在超过该某温度的温度下一定能维持凸点电极的弹性变形状态。例如，如上所述地在温度范围的下限温度下设定弹性变形量Δt的情况下，在超过下限温度的所有温度范围内能维持凸点电极的弹性变形状态。
相反地，在内部树脂的热膨胀系数α在密封树脂的热膨胀系数α′以下的情况下，在某温度下可得到弹性变形量Δt时，在低于该某温度的温度下一定能维持凸点电极的弹性变形状态。
另外，上述(1)式是热膨胀系数α、α′无温度依存性的前提下成立的，热膨胀系数α、α′有温度依存性，其结果是Δα也有温度依存性，这种情况下，可以将上述(1)式扩充、采用下式。
数式2：
Δt > ∫ T O T O + ΔT ΔαtdT
即，取代上述的热膨胀量的差Δα·t·ΔT地，可将Δα·t采用与温度T相关地从基准温度To到某温度T＝To+ΔT积分而得的值。此外，在此式中如果用δT取代ΔT变成上述式(2)的扩充式，进而，如果用α′取代Δα、用δT取代ΔT，可以得到上述式(3)的扩充式。
在上述条件下，基准温度To下的凸点电极121B的弹性变形量Δt的下限值由上述温度范围内的热膨胀量的差Δα·t·ΔT决定。因此虽然弹性变形量Δt越大越好，但实际上在弹性变形量Δt上有以内部树脂121Ba的初始高度t′为基准的上限。例如，使弹性变形量Δt不断变大时，由于安装时的加压力P也变大，有可能导致由加压力P产生的安装结构的一部分的损坏。
一般地，当加压力P(应力)超过200[MPa]时，如半导体IC的情况下，保护膜121b及硅基板等被破坏的可能性变高。因此，当使内部树脂121Ba的压缩弹性模数为E时，优选200[MPa]·t′/E＞Δt…(4)的式子成立。即，由于应力σ＝ε·E(ε为变形)，故与应力σ对应的变形ε＝σ/E，所以ε·t′＝σ·t′/E是对应于应力σ的压缩量。因此，如果满足上述(4)式，与应力σ＝200[MPa]对应的压缩量相比弹性变形量Δt变得更小，其结果是，可以防止安装结构的破坏。
在已形成的安装结构中求上述(4)式的情况下，如果使得弹性变形量Δt与内部树脂121Ba的高度相比充分小的话，即使用初始高度t′替代安装后的高度t也几乎没有影响。因此，200[MPa]·t/E＞Δt…(5)可以成立。
随后，对更详细的实施例的构成进行说明。表1中表示可作为上述内部树脂121Ba、121Ba′使用的各种树脂的压缩弹性模数。此外，在表2中表示计算上述(3)式时的参考计算条件。
表1
树脂名     弹性模数[Mpa]
硅树脂     100-1000
聚酰亚胺树脂     2000-3000
丙烯酸类树脂     2000-3000
环氧树脂     3000-4000
环氧(加入氧化硅填料)树脂     3000-15000
表2
    参考计算条件     说明
    W’＝20μm     凸点顶部的宽(直径)
    t’＝20μm     内部树脂的初始高度
    α’＝60ppm/℃     密封树脂的热膨胀系数
    δT＝120℃     使用环境的温度范围的幅度
在上述式(3)中如果将表1所示的树脂作为内部树脂使用、采用表2所示的参考计算条件的话，可以求出弹性变形量Δt的上限值和下限值。其结果如表3所示。
表3
  使用树脂的弹性模数E 弹性变形量上限值 弹性变形量 弹性变形量下限值
  100MPa 20μm以上 Δt＝t’-t 0.144μm
  2000Mpa 2μm
  4000Mpa 1μm
  15000MPa 0.267μm
根据此结果，如果内部树脂的压缩弹性模数E在15000MPa以下时，在热压接时的200MPa以下的加压力P下可以使凸点电极发生弹性形变。另外，在100MPa以下时在可能会导致过于柔软而使凸点电极变形过大、覆盖内部树脂的导体膜断裂等发生的同时还会出现变得难于充分得到凸点电极和端子间的接触压力、电可靠性低下的问题。此外，在通常的加压力P下也有超过凸点电极的弹性变形范围的可能。
在此，与内部树脂的压缩弹性模数E在15000MPa时相比，压缩弹性模数E在4000MPa的树脂，进而压缩弹性模数E在2000MPa的树脂，由于在热压接时在更小的载荷下就可以产生弹性变形，故容易加工的同时，还可以防止安装结构部分的损伤。一般地，如果压缩弹性模数E在3000MPa以下的话，不需加过重的载荷地可以得到充分的弹性变形量Δt。特别地，压缩弹性模数E在2000MPa以下时，可以有余裕地设定弹性变形量Δt。
此外，内部树脂及密封树脂的热膨胀系数，即使是同类树脂在不同制造条件和添加物等的情况下有很大变化，例如，在上述表1所示的树脂中，在硅树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂等的比较软的树脂中表示60～200ppm/℃程度的热膨胀系数，在环氧树脂等的比较硬的树脂中表示10～60ppm/℃程度的热膨胀系数。特别地，由于将内部树脂和密封树脂用具有同程度的热膨胀系数的树脂构成，故如上所述地可将Δα变小，由此在宽的温度范围内可以容易地可靠地维持凸点电极的弹性变形状态。这种情况下，可以在内部树脂和密封树脂双方中采用环氧树脂。
此外，在本实施方案中，上述凸点电极121B，在-40℃～+80℃的使用温度区域内采用沿接触方向呈弹性变形状态的构成，但并不仅限于此。该上述凸点电极121B，也可以在+80℃～+300℃的温度区域内加热、压接。此时，优选使内部树脂121Ba的压接时的压缩弹性模数E在10MPa～100MPa。
如此一来，可以得到能维持弹性变形状态的充分的弹性变形量。此外，在该温度区域中，不会出现由于变形量过大而导致的内部导体膜的断裂等情况、可以充分地得到凸点电极和端子间的接触压力、得到电可靠性。此外，也可以使变形量处在弹性变形范围内。
(电子设备)
最后，参照图12及图13对本发明涉及的电子设备的实施方案进行说明。在此实施方案中，对具备作为显示手段的上述光电装置的电子设备进行说明。图12是表示对本实施方案的电子设备的液晶装置100进行控制的控制系统(显示控制系统)的整体构成的概略结构图。在此表示的电子设备具有含有显示信息输出源291、显示信息处理电路292、电源电路293、定时信号发生器294和光源控制电路295的显示控制电路290。此外，在与上述同样的液晶装置100上设置有驱动具有上述构成的液晶板110的驱动电路110D。此驱动电路110D，如上所述地由直接安装到液晶板110上的半导体IC芯片构成。但是，驱动电路110D，在上述的方案之外，还能由形成于板表面上的电路图形或安装于电连接在液晶板的电路基板上的半导体IC芯片或电路图形构成。
显示信息输出源291，是具有由ROM(Read Only Memory)和RAM(Random Access Memory)等组成的存储器、磁盘和光盘等组成的存储单元和调谐输出数字图像信号的调谐电路，基于由定时信号发生器294所产生的各种时钟信号，以规定形式的图像信号等的形式将显示信息提供给显示信息处理电路292地构成的。
显示信息处理电路292，具备串并联变换电路、放大·反转电路、旋转电路、图像(灰度)校正电路、箝位电路等的周知的各种电路、进行对输入显示信息的处理，将其图像信息与信号CLK一起提供给驱动电路110D。驱动电路110D含有扫描线驱动电路、信号线驱动电路及检查电路。此外，电源电路293向上述各构成要素供给各自的规定电压。
光源控制电路295，基于从外部导入的控制信号将由电源电路293供给的电功率供给照明装置180的光源部181(具体地是发光二极管等)。此光源控制电路295，对应于上述控制信号地控制光源部181的各光源的点亮/熄灭。此外，也可以控制各光源的亮度。从光源部181发出的光通过导光板182向液晶板110照射。
图13表示与本发明相关的电子设备的一实施方案的携带电话的外观。此电子设备2000，有操作部2001和显示部2002，在显示部2002的内部配置有电路基板2100。在电路基板2100上安装有上述液晶显示装置100。此外，在显示部2002的表面可视地构成有上述液晶板110。
另外，本发明的上述电光装置，并不仅仅适用于如图示例的无源矩阵型的液晶显示装置，对有源矩阵型的液晶显示装置(例如具备将TFT(薄膜晶体管)和TFD(薄膜二极管)作为开关部件的液晶显示装置)也能同样适用。此外，不仅仅是液晶显示装置，对于电致发光装置、有机电致发光装置、等离子显示装置、电泳显像装置、运用电子发射部件的装置(FieldEmission Display及Surface-Conduction Electron-Emitter Display等)等的各种电光装置，本发明能同样地适用。

Claims (22)

1.一种电子部件的安装结构，是一种将具有凸点电极的电子部件安装到具有端子的基板上的电子部件的安装结构，其特征是，
上述凸点电极具有以内部树脂作为芯用导体膜覆盖其表面的结构，
上述凸点电极，在相对于上述端子直接导电接触的同时，弹性变形地以面接触于上述基板，
在上述凸点电极和上述端子的导电接触部分的周围填充密封树脂、保持上述凸点电极和上述端子。
2.如权利要求1所述的电子部件的安装结构，其特征是上述凸点电极，在相对于上述端子直接导电接触的同时，在+80℃～+300℃的温度范围内沿其接触方向被挤压而弹性变形。
3.如权利要求1所述的电子部件的安装结构，其特征是上述凸点电极在相对于上述端子直接导电接触的同时，至少在-40℃～+80℃的温度范围内沿其接触方向被挤压而弹性变形。
4.如权利要求3所述的电子部件的安装结构，其特征是，在设从上述密封树脂的热膨胀系数α′中减去上述内部树脂的热膨胀系数α所得到的热膨胀系数差为Δα、在-40℃～+80℃的温度范围内所设定的基准温度To下的上述内部树脂的高度为t、上述基准温度To下的上述凸点电极的弹性变形量为Δt、从温度T中减去上述基准温度To所得的温度差为ΔT的情况下，至少在-40℃～+80℃的温度范围内数式1成立。
Δt > ∫ T o T 0 + ΔT ΔαtdT
5.如权利要求1～4中的任一项所述的电子部件的安装结构，其特征是，上述密封树脂的热膨胀系数α′比上述内部树脂的热膨胀系数α大。
6.如权利要求1～4中的任一项所述的电子部件的安装结构，其特征是，上述内部树脂的热膨胀系数α比上述密封树脂的热膨胀系数α′大，而且，抑制加热加压时的上述内部树脂的膨胀的斥力比上述基准温度To下的上述内部树脂的收缩力大。
7.如权利要求4所述的电子部件的安装结构，其特征是，设上述内部树脂的压缩弹性模数为E时，至少在-40℃～+80℃的温度范围内，当上述内部树脂的初始高度为t′时，200[MPa]·t′/E＞Δt成立。
8.如权利要求2所述的电子部件的安装结构，其特征是，上述内部树脂的压接时的压缩弹性模数E为10MPa～100MPa。
9.如权利要求3或4所述的电子部件的安装结构，其特征是，上述内部树脂的压接时的压缩弹性模数E为100MPa～15000MPa。
10.如权利要求9所述的电子部件的安装结构，其特征是，上述内部树脂的压接时的压缩弹性模数E为100MPa～3000MPa。
11.如权利要求1～4中的任一项所述的电子部件的安装结构，其特征是，上述密封树脂为热硬化性树脂。
12.如权利要求1～4中的任一项所述的电子部件的安装结构，其特征是，上述基板及上述端子由透明材料构成。
13.如权利要求12所述的电子部件的安装结构，其特征是，上述基板由玻璃或石英构成，上述端子由ITO构成。
14.一种电光装置，其特征是，具有如权利要求1～13中的任一项所述的电子部件的安装结构，具有将上述基板作为构成部件的电光板。
15.一种电子设备，其特征是，具有权利要求14所述的电光装置和控制该电光装置的控制装置。
16.一种电子部件的安装方法，其是将具有凸点电极的电子部件安装到具有端子的基板上的电子部件的安装方法，其特征是，
将上述凸点电极形成以具有弹性的内部树脂作为芯用导体膜覆盖其表面的结构，
将上述凸点电极相对于上述端子直接导电接触的同时，沿其接触方向施加压力使其弹性变形，
在其加压状态下在上述凸点电极和上述端子的导电接触部分的周围填充密封树脂，使由加压产生的上述凸点电极的弹性变形状态通过上述密封树脂保持。
17.如权利要求16所述的电子部件的安装方法，其特征是，使由安装时的加压所产生的上述凸点电极的弹性变形量至少在-40℃～+80℃的温度范围内作为上述凸点电极的弹性变形状态所维持的量。
18.如权利要求16或17所述的电子部件的安装方法，其特征是，将上述凸点电极通过由处于未硬化状态或半硬化状态的热硬化性树脂所形成的上述密封树脂相对于上述端子挤压地进行加压，在上述凸点电极相对于上述端子处于直接导电接触的状态下使上述密封树脂硬化。
19.如权利要求16或17中所述的电子部件的安装方法，其特征是，在上述凸点电极的形成工序中，使上述凸点电极的顶部表面形成平坦状。
20.如权利要求16或17所述的电子部件的安装方法，其特征是，在上述凸点电极的形成工序中使上述凸点电极的顶部表面形成球面状。
21.如权利要求16或17所述的电子部件的安装方法，其特征是，上述基板及上述端子由透明材料构成。
22.如权利要求21所述的电子部件的安装方法，其特征是，上述基板由玻璃或石英构成，上述端子由ITO构成。
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