JP2001210939A - 高さの異なる部品の接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉛を含んだ半田や銀ペーストも使わないで薄
板上に電気部品を配置すること。多くの種類の電気部品
を同時に接続することを可能とする。低温及び／又は短
時間で接続固定を可能とすること 【解決手段】 絶縁性薄板に設けられた導電体上に配置
された異方性導電フィルムで、少なくとも高さの異なる
２種類の電気部品の接続方法において、上下に配置され
た上押さえ装置と下押さえ装置とを設け一方の押さえ装
置の対向する面に段差調整部を設けて前記少なくとも２
種類の電気部品の高さをほぼ平坦化し、該押さえ装置と
高さの異なる電気部品との間に緩衝装置を設け、上下の
押さえ装置の一方又は両方より加熱することを特徴とす
る高さの異なる部品の接続方法にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置（以
下ＬＣＤと称する）、携帯電話、コンピューターなどに
用いられるフレキシブルフィルムによる薄板に高さの異
なる電気部品を同時に接続固定する製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】フレキシブルな絶縁性薄板を基板として
使って電気的配線と部品を搭載し、これをＬＣＤや携帯
電話、コンピューターに組み込むことが、先端の技術と
して注目されている。

【０００３】フレキシブル薄板を基板として用いるとき
チップ部品の搭載方法には、鍍金された半田層をリフロ
ーさせて接続する方法や、半田クリームをリフローする
方法がある。これは、半田付け方法に要約される。ま
た、銀ペーストを使う場合がある。銀ペーストは、導電
性接着剤として知られている。

【０００４】処が、前者の半田付け法は、環境問題があ
る。即ち、多くの場合は鉛を含んでいるからである。半
田の構成要件を変えることによって鉛を削減することは
できるが、使用にあたっての接着温度を高くせざるを得
ず工程導入が難しい。また後者の銀ペーストを用いる場
合は接着強度に問題があったり、銀独特のマイグレーシ
ョンの問題も解決しなければならない。

【０００５】更には、異方性導電膜（以下ＡＣＦと称す
る）を用いる方法がある。図２を用いて、フレキシブル
な薄板を基板として用いるこの方法を説明する。加熱基
板５１上に所望の電極５３を配置されたフレキシブルな
薄板による基板５２を置き、その電極５３上にＡＣＦ５
４を２電極間に配置する。次いで電気部品５６をＡＣＦ
５４上に置く。電気部品５６の端部には所定の位置に端
子５７が設けられておりこの端子はＡＣＦ５４を介して
電極５３に仮に接着される。その後押さえ装置５８によ
って、全体を押さえつけ電気部品５６の端子５７はＡＣ
Ｆ５４を介してフレキシブルな基板５２に設けられた電
極５３に固着される。

【０００６】ＡＣＦ５４は、基本的に樹脂と、導電性を
有した球体で構成されており、樹脂は接着剤として働き
導電性球体はやや押さえつけられて両者を電気的に接続
する機能を有する。

【０００７】フレキシブルな薄板を基板としてＡＣＦで
電気部品を接続する場合は、当然のことであるが、でき
るだけ信頼性の良くなる方向で温度が選択される。しか
し特にＡＣＦの場合は、少し温度を高く加熱する必要が
ありこのため、基板が歪んでしまい種々の方向に不要な
力を与えてしまう。加熱は、半田付け法であっても銀ペ
ーストであっても程度の差こそあれ、影響を与えるので
ある。

【０００８】また、生産工程において工数を合理化しよ
うとしても個々の電気部品を一つずつ順次接続固定する
か、同じ高さの電気部品毎にまとめて組み立て接続する
方法も検討されている。しかし、未だ問題点があり完成
していない。これは、全ての電気部品が同じ外形で作ら
れておらず、その寸法はまちまちであることに起因して
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、次の作業条
件で誘起される問題点を解決せんとするものである。 １）鉛を含んだ半田を使わないこと。代替え品としての
銀ペーストも使わないで薄板上に電気部品を配置するこ
と。 ２）薄板上に電気部品を、効率的に配置すること。即ち
許される限り多くの種類の電気部品を同時に接続するこ
とを可能とする。 ３）フレキシブル薄板に加える温度条件を緩和して基板
に結果として歪みを与えることを防止する。即ち低温及
び／又は短時間で接続固定を可能とすること。

【００１０】本発明は、上記した作業条件を満たすにあ
たり、発生する又は発生する可能性のある課題の、一つ
或いはそれ以上を解決しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性薄板に
設けられた導電体上に配置された異方性導電フィルム
で、少なくとも高さの異なる２種類の電気部品の接続方
法において、上下に配置された上押さえ装置と下押さえ
装置とを設け一方の押さえ装置の対向する面に段差調整
部を設けて前記少なくとも２種類の電気部品の高さをほ
ぼ平坦化し、該押さえ装置と高さの異なる電気部品との
間に緩衝装置を設け、上下の押さえ装置の一方又は両方
より加熱することを特徴とする高さの異なる部品の接続
方法にある。

【００１２】また、上記製造方法において、前記上押さ
え装置は補助加熱体が配置され、前記下押さえ装置には
主ヒーターが配置されたことを特徴とする高さの異なる
部品の接続方法にある。

【００１３】更に、上記製造方法において、前記緩衝装
置は、シリコーンゴム系の弾性体であることを特徴とす
る高さの異なる部品の接続方法にある。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１に従っ
て説明する。本発明は主加熱装置であり下に配置された
下押さえ装置１上に、フレキシブルな絶縁性薄板よりな
る基板２を配置することが第１の工程である。下押さえ
装置１は直接基板２の一面に接触して加熱するので、平
坦度が要求されるしこの基板を固定する手段も準備され
ることは当然のことである。この固定手段は例えば真空
チャックである。基板２は所定の間隔を持って配置され
た電気部品の端子に相当する位置に電極対３、４が配置
されている。

【００１５】次いでＡＣＦ５が配置される。ＡＣＦはテ
ープ状になっておりこれを適当な長さに切断して配置さ
れる。然る後、端子対６を有する電気部品８及び端子対
７を有する電気部品９が前記電極対３、電極対４に対応
した位置に配列され仮接着される。ここで、本発明によ
る接続方法の一つの特徴は、電気部品８、９の高さが異
なることである。

【００１６】次に、電気部品８、９を覆って耐熱性のあ
る絶縁性の緩衝装置１０を置きこの上から、上押さえ装
置１１で加熱すると共に加圧する。本発明では図からも
明らかな通り上押さえ装置１１の構成に一つの特徴を有
している。即ち、本発明に用いる上押さえ装置１１は少
なくとも補助加熱体１２と段差調整部１３を有している
のである。

【００１７】本発明の接続方法の構成要件は次の通りに
要約される。即ち、 （１）基板の載置と、主加熱の用途に供される下押さえ
装置が用いられる。 （２）基板に接続される電気部品の高さが違うこと。 （３）複数の電気部品を覆って緩衝装置が配置されるこ
と。 （４）上押さえ装置は、補助加熱体と段差調整部とを有
すること。

【００１８】夫々の事項について更に詳細に説明する。
下押さえ装置は、（１）に示した通り、主加熱に供され
る加熱体を有している。通常、ＡＣＦを使用して電気部
品を接続する場合は基板に加える熱的負荷を減少するた
め、電気部品そのものを貫通して伝導されるように上押
さえ装置からの加熱が主である。

【００１９】次の特徴である（２）の電気部品の高さが
違うことについては、言うまでもなく部品を接続するた
めの工数の削減を目的とするものであり、この削減のた
めに（３）（４）の特徴を有せしめたのである。極く普
通には、チップコンデンサーや抵抗は夫々の特徴を出す
ため任意の形状になっている。しかし上から上押さえ装
置で押しつける以上高さの違うことは工程を煩雑にして
いる。また、複数の部品を同時に加圧して接続するため
には、ある誤差範囲内のバラツキの程度に同じ加圧条件
でなければならない。

【００２０】（３）の緩衝装置とは、具体的にはシリコ
ーンゴム系の熱伝導性良好なる耐熱性のある物質であ
る。この物質はトランジスタやＩＣの放熱や熱伝導スペ
ーサーにも用いられ、本発明ではこれをシート状と成し
て接続のために仮接続された電気部品の上に被せられ
た。本発明の一実施の形態では、厚さ０．２ｍｍの緩衝
装置が用いられた。

【００２１】また、（４）の上押さえ装置は少なくと
も、電気部品の高さの差を吸収するために設けられた段
差調整部と、補助加熱体を構成要件としている。先ず、
段差調整部について言及すると例えば複数の電気部品と
してチップ部品１６０８の場合コンデンサーの高さは
０．９ｍｍ、抵抗の高さは０．５ｍｍであるのでこの例
の場合はコンデンサーの当接する部分の段差調整部を
０．４ｍｍ削っているのである。この切削によって、Ａ
ＣＦ上に仮接続された高い電気部品と、低い電気部品と
は同時に上押さえ装置に接触する。

【００２２】ここで（３）の緩衝装置と（４）の上押さ
え装置の段差調整部との相関について言及する。電気部
品の高さにもバラツキがあるし、段差調整部の工作にも
バラツキがあるし、ＡＣＦに仮接続された状況にもバラ
ツキがあるとせねばならない。これらのバラツキの全て
を吸収するために用いられるのがこの緩衝装置である。

【００２３】従って緩衝装置は、前段で述べたように必
要な高さ調整量は仕様に従って一義的に決定されるが、
その実現の精度の調整に用いられるとしても良い。それ
故、緩衝装置は、材質の厚さの変形によって精度の吸収
をするのであるから物理特性の選択基準は固さ、引っ張
り強さなどの項目が重要となる。

【００２４】更には、経験的にその可能範囲が決められ
るが、明らかに違った段差調整部を持つ上押さえ装置を
使用する場合にも緩衝装置は有用であることは容易に理
解できる。

【００２５】更に（４）の上押さえ装置は補助加熱体と
を有している。この補助加熱体と（１）の主加熱の用途
に供される下押さえ装置との相関について説明する。一
般的に、チップ部品のように余りにも小さな部品は、上
押さえ装置で加熱しても放熱とのアンバランスのため適
切な時間では適温にまで達することができない。即ち、
上からだけの加熱では十分に加熱は不可能であり、下押
さえ装置の補助手段として使用するのが適切である。上
からの加熱は、下からの加熱と相まって、ＡＣＦの樹脂
を固めるためのいわばトリガーを掛ける手段として用い
られる。

【００２６】しかしながら本発明による他の実施の形態
では、ＩＣのように形状の大きな電気的部品を接続する
場合には、上からの加熱だけで十分でありこの場合に
は、下からの加熱を止めても特に問題の発生はなかっ
た。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば従来できなかった、チッ
プの高さが異なる電気部品を接着固定して同時に電気的
接続を得ることができることとなった。即ち高さが違っ
ていてもその差を吸収する上押さえ装置に段差吸収部を
設けて結果的に同じ高さにしたことにより希望するあら
ゆる高さの電気部品を同時に接続できることを可能とし
た。

【００２８】本発明を構成する上押さえ装置に設置され
る補助加熱体は、緩衝装置を介して加熱するので放熱分
を補償する程度か僅かに加熱することを目的にするの
で、主加熱体を設置した下押さえ装置で主に加熱しそれ
故に迅速な加熱を行える。即ち小さなチップでは熱伝導
量が極端に小さいので樹脂を固化するまでは迅速に加熱
できないので、本発明の実施によって工数の削減を可能
とする。

【００２９】更に緩衝装置を設けて上押さえ装置による
電気部品へのダメージの発生を抑えたし、段差調整部の
段差の不具合や電気部品のバラツキを吸収することも可
能となった。またこの緩衝装置はシリコーン系の弾性体
であるので緩衝装置として十分動作するし熱伝導の良い
材料をも選択できるので上押さえ装置からの加熱も可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための断面分解図である。

【図２】従来の方法を説明するための断面分解図であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性薄板に設けられた導電体上に配置
   された異方性導電フィルムで、少なくとも高さの異なる
   ２種類の電気部品の接続方法において、上下に配置され
   た上押さえ装置と下押さえ装置とを設け一方の押さえ装
   置の対向する面に段差調整部を設けて前記少なくとも２
   種類の電気部品の高さをほぼ平坦化し、該押さえ装置と
   高さの異なる電気部品との間に緩衝装置を設け、上下の
   押さえ装置の一方又は両方より加熱することを特徴とす
   る高さの異なる部品の接続方法。
2. 【請求項２】 前記上押さえ装置は補助加熱体が配置さ
   れ、前記下押さえ装置は主ヒーターが配置されたことを
   特徴とする請求項１記載の高さの異なる部品の接続方
   法。
3. 【請求項３】 前記緩衝装置は、シリコーンゴム系の弾
   性体であることを特徴とする請求項１記載の高さの異な
   る部品の接続方法。