JP2003217786A - 圧着装置及びそれを用いた半導体モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＡＣＦ等の接着膜を用いた接合における気泡
の発生を防止することによって、接合強度を向上させ、
接合信頼性を向上させる。 【解決手段】 接着膜を用いた加圧接着を行なう圧着装
置によって、前記加圧接着を行なう接合部分を押圧して
加圧する加圧体の回転によって、加圧点を移動させて加
圧接着を行なう。この構成によれば、接合部分の圧力が
加えられる加圧点が移動しながら熱圧着が行なわれるの
で、その移動につれて接合部材の間に挟まれた空気も移
動して排除され、ＡＣＦ等の接着膜を用いた接合におけ
る気泡の発生を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧着装置及びそれ
を用いた半導体モジュールの製造方法に関し、特に、接
着膜を用いた接合を行なう半導体モジュールの製造に適
用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子装置の製造では、複数の部品を接続
したモジュールを組み立てて、機能或いは用途ごとにこ
うしたモジュールを組み込む手法がよく用いられてい
る。

【０００３】例えば、携帯電話等には機器組み込み用の
液晶表示モジュールが用いられており、こうした液晶表
示モジュールでは、図１に示すように、ドライバチップ
１を取り付けたフレキシブル基板２に液晶パネル３を接
着膜によって接着してモジュールを構成している。

【０００４】このフレキシブル基板２と液晶パネル３と
の接着では、図２に示すように、フレキシブル基板２に
形成された配線を基板の縁部にて露出させた接続電極２
ａと液晶パネル３の縁部に設けたＩＴＯ（Ｉｎ‐Ｔｉ‐
Ｏｘｉｄｅ）電極３ａとをＡＣＦ(Anisotropic Conduct
ive Film:異方性導電膜)４によって導通させている。

【０００５】ＡＣＦ４は、図３に示すように、熱硬化型
の接着剤である絶縁性のバインダ４ａに導電粒子４ｂを
混入したものであり、加圧によって膜厚の変る厚み方向
には導通性を有するが、加圧を受けない面方向には絶縁
性を維持しているため電極２ａ，３ａ間を導通させ、併
せてバインダ４ａの接着効果によってフレキシブル基板
２の接合部分と液晶パネル３の接合部分とを接着し、多
接点についてファインピッチの接続を一括して行なうこ
とができる。

【０００６】即ち、フレキシブル基板２の接続電極２ａ
と液晶パネル３のＩＴＯ電極３ａとを対向させて熱圧着
すると、加圧されてＡＣＦ４の膜厚が薄くなり、対向す
る接続電極２ａとＩＴＯ電極３ａとが夫々導電粒子４ｂ
に接触することにより、導電粒子４ｂを介して対向する
接続電極２ａとＩＴＯ電極３ａとが電気的に接続され、
フレキシブル基板２と液晶パネル３とがバインダ４ｂに
よって接着固定されている。

【０００７】フレキシブル基板と液晶パネルとの接合で
は、図４に示すように、先ずリール５に巻かれた状態の
ＡＣＦを所定の長さに切断して、ベース６に固定したフ
レキシブル基板２にＡＣＦ４を位置合せした後にプレス
ブロック７によって加圧しＡＣＦ４をフレキシブル基板
２に仮圧着する。続いて、図５に示すように、ＡＣＦ４
を仮圧着したフレキシブル基板２に液晶パネル３を位置
合せして、ヒートブロック８による加圧加熱によって本
圧着を行なう。

【０００８】なお、圧着はプレスブロック７或いはヒー
トブロック８の微細な凹凸を吸収して圧力を均一化する
ため及びプレスブロック７或いはヒートブロック８がＡ
ＣＦ４或いはフレキシブル基板２に粘着するのを防止す
るために、柔軟性があり粘着しにくいシリコーン樹脂の
シート９を敷設して行なう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＡＣＦ４を用
いたフレキシブル基板２と液晶パネル３との接合では、
熱圧着の際にＡＣＦ４とフレキシブル基板２或いは液晶
パネル３との間に挟まれた空気がそのまま残留し、図６
に示すように微細な気泡１０となることがある。特に、
フレキシブル基板２には、図７に断面を示すように、絶
縁性のフィルム２ｂに形成された金属膜の配線２ｃの厚
みによって凹凸が生じており、配線２ｃの形成されてい
る凸部によって、配線２ｃの形成されていない凹部の空
気の移動が妨げられるので、接着時に空気が排除されに
くくなるため、凹部に空気が残留して微細な気泡１０を
生じることがある。こうした気泡１０は接着の剥離強度
を低下させるという問題に加えて、残留した気泡１０に
含まれる酸素によって液晶パネル３のＩＴＯ電極３ａが
酸化腐食して経時的に劣化不良を起こすという問題があ
る。

【００１０】本発明の課題は、これらの問題を解決し、
ＡＣＦ等の接着膜を用いた接合における気泡の発生を防
止することによって、接合強度を向上させ、接合信頼性
を向上させることが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の課題と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。接着膜を用いた加圧接着を行なう
圧着装置によって、前記加圧接着を行なう接合部分を押
圧して加圧する加圧体の回転によって、加圧点を移動さ
せて加圧接着を行なう。

【００１２】上述した本発明によれば、接合部分の圧力
が加えられる加圧点が移動しながら熱圧着が行なわれる
ので、その移動につれて接合部材の間に挟まれた空気も
移動して排除され、ＡＣＦ等の接着膜を用いた接合にお
ける気泡の発生を防止することができる。

【００１３】以下、本発明の実施の形態を説明する。な
お、実施の形態を説明するための全図において、同一機
能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明
は省略する。

【００１４】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図８は、本発明
の一実施の形態である半導体モジュールの製造方法を示
す正面図であり、図９は斜視図である。本実施の形態の
半導体モジュールの製造では、接合部分の長手方向に沿
って回転移動する円筒状のプレスローラ１１を加圧体と
して用い、ＡＣＦ４を接着膜としてフレキシブル基板２
に液晶パネル３を熱圧着する。

【００１５】仮圧着では、０．３３Ｍｐａの圧力を加
え、ＡＣＦ４を８０℃程度に加熱して５秒程度の熱圧着
を行ない、本圧着では、０．２Ｍｐａの圧力を加え、Ａ
ＣＦ４を１８０℃程度に加熱して２０秒程度の熱圧着を
行なう。

【００１６】本実施の形態では、前記熱圧着の行なわれ
る接合部分を押圧するプレスローラ１１によってＡＣＦ
４を加圧するが、プレスローラ１１の回転によって、接
合部分の圧力が加えられる加圧点を移動させながら熱圧
着が行なわれるので、その移動につれてＡＣＦ４とフレ
キシブル基板２或いは液晶パネル３との間に挟まれた空
気も移動してＡＣＦ４から排除され、接合部分への空気
の残留による気泡の発生を防止することができる。

【００１７】また、従来のブロックによるプレスでは接
続部分の全面で均一な加圧を行なう必要がある。しか
し、ブロックの変形等によって均一に加圧されずに圧力
が不足した部分では、電極とＡＣＦの導電粒子とが充分
に接触しないために、接続抵抗が増加してしまうことが
あった。本実施の形態の圧着では、加圧点が連続した線
状に均一な加圧を行なえばよいので、加圧の不足を防止
することが容易となる。

【００１８】加えて、本実施の形態のプレスローラでは
回転移動によって加圧を行なうので、接合部分の広さに
合せたサイズとする必要がなく、長手方向に接合面積の
延長が容易であるが、従来のプレスでは接合部分の広さ
に合せたブロックが必要となるため長手方向に接合面積
を延長することが難しかった。

【００１９】また、従来はプレスブロック或いはヒート
ブロックの微細な凹凸を吸収して圧力を均一化するため
及びプレスブロック或いはヒートブロックがＡＣＦ或い
はフレキシブル基板に粘着するのを防止するために、柔
軟性があり粘着しにくいシリコーン樹脂のシートをプレ
スブロック或いはヒートブロックとＡＣＦ或いはフレキ
シブル基板との間に敷設して熱圧着を行なっている。こ
のため、部材の移動及び熱圧着のプレス等の作業は自動
化されているが、このシリコーン樹脂シートの敷設及び
撤去は手動で行なわれており、この作業が製造効率を低
下させている。

【００２０】本実施の形態では、図１０に示すように、
プレスローラ１１の加圧面にシリコーン樹脂１１ａ等の
柔軟性のある素材を用いることによって、加圧面の微小
な凹凸を吸収することができる。加えて、プレスローラ
１１の加圧面にシリコーン樹脂１１ａ等の柔軟性のある
素材を用いることによって、前記シリコーン樹脂シート
の敷設及び撤去が不用になるため、作業を一貫して自動
化し作業効率を向上させることができる。

【００２１】また、ローラの形状としては前述した円筒
形状の他に加圧面を、図１１の（ａ）に断面形状を示す
多角形状或いは（ｂ）に断面形状を示す湾曲形状のよう
に、中央部が端部よりも径の大きな凸形状とすることが
できる。加圧面を多角形状或いは湾曲形状として加圧体
の移動方向に直交する凸形状とすることによって、図１
２に示すように、破線にて示すように加圧面の移動が接
合部分の中央部分で先行して加圧され、中央部分から残
留した空気を縁部に移動させてから外部に排出するの
で、接合部分の短手方向への空気の排除がより促進さ
れ、空気の排除が円滑になる。この場合に、ローラの湾
曲形状の曲率に合せてＡＣＦを湾曲させて供給すること
によって、更に安定した圧着が可能になる。

【００２２】また、従来の本圧着では、接合部の厚さが
比較的厚い液晶パネルを下にして、熱の伝わりやすいフ
レキシブル基板を上に配置して、ベースを３０℃〜４０
℃程度にヒートブロックを１８０℃程度に加熱して主に
フレキシブル基板に面するヒートブロック側からＡＣＦ
を加熱して熱圧着を行なっている。

【００２３】本実施の形態のプレスローラは、ローラが
回転する可動構造を有しているため加熱構成の組み込み
に難を生じる場合がある。こうした場合には、フレキシ
ブル基板を下に配置して、フレキシブル基板と接触する
ベース側から主に加熱を行なう構成とすることによっ
て、プレスローラの加熱構成を簡略化或いは省略するこ
とができる。また、プレスローラを加熱する場合には接
触部分以外についても加熱が必要となっていたが、ベー
スを加熱する構成では接触部分のみを加熱することがで
きるので加熱の効率が向上する。

【００２４】（実施の形態２）図１３は、本発明の他の
実施の形態である半導体モジュールの製造方法を示す縦
断面図である。前述した実施の形態では、移動方向に沿
って回転する円筒形状のプレスローラ１１を用いて熱圧
着を行なったが、本実施の形態の半導体モジュールの製
造では、接合部分の短手方向に沿って一定角度の回転で
ある揺動を行なうプレスブロック１２を加圧体として用
い、ＡＣＦ４を接着膜としてフレキシブル基板２に液晶
パネル３を熱圧着する。

【００２５】仮圧着では、０．３３Ｍｐａの圧力を加
え、ＡＣＦ４を８０℃程度に加熱して５秒程度の熱圧着
を行ない、本圧着では、０．２Ｍｐａの圧力を加え、Ａ
ＣＦ４を１８０℃程度に加熱して２０秒程度の熱圧着を
行なう。

【００２６】本実施の形態では、加圧面が揺動方向に沿
った湾曲面を有するプレスブロック１２の一端を接合部
分の一辺に接触させて加圧し、プレスブロック１２の揺
動によってプレスブロック１２の接触部が前記一端から
他端へと移動するにつれて、加圧点が前記接合部分の一
辺と対向する他辺に移動して熱圧着が行なわれる。

【００２７】このように、プレスブロック１２の揺動に
よって、接合部分の圧力が加えられる加圧点を移動させ
ながら熱圧着が行なわれるので、その移動につれてＡＣ
Ｆ４とフレキシブル基板２或いは液晶パネル３との間に
挟まれた空気も移動してＡＣＦ４から排除され、接合部
分への空気の残留による気泡の発生を防止することがで
きる。

【００２８】或いは中央に接触させて加圧し、プレスブ
ロックを回転させて加圧点を接合部分の一辺に移動さ
せ、回転方向を変えて加圧点を前記一辺と対向する接合
部分の他辺に移動させて熱圧着を行なう。

【００２９】また、図１４に示すように、加圧面が平坦
な矩形断面のプレスブロック１２を用いて、プレスブロ
ック１２の一端を接合部分の一辺に接触させて加圧し、
プレスブロック１２の揺動によってプレスブロック１２
の接触部が前記一端から他端へと移動するにつれて、加
圧点が前記接合部分の一辺と対向する他辺に移動して熱
圧着が行なわれる構成とすることも可能である。

【００３０】また、プレスブロック１２の揺動方向は接
合部分の短手方向に限定されず、長手方向であってもよ
い。また、ＡＣＦの加熱についても、プレスブロック１
２を主な加熱手段としてもベースを主な加熱手段として
もよい。

【００３１】以上、本発明を、前記実施の形態に基づき
具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは勿論である。

【００３２】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。 （１）本発明によれば、ＡＣＦ等の接着膜を用いた接合
における気泡の発生を防止することができるという効果
がある。 （２）本発明によれば、上記効果（１）により、接合強
度を向上させることができるという効果がある。 （３）本発明によれば、上記効果（１）により、接合信
頼性を向上させることができるという効果がある。 （４）本発明によれば、回転移動によって加圧を行なう
ので、加圧の不均一による接続抵抗の増加を防止するこ
とができるという効果がある。 （５）本発明によれば、回転移動によって加圧を行なう
ので、接合部分の広さに合せたサイズとする必要がな
く、長手方向に接合面積の延長が容易であるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体モジュールを示す斜視図である。

【図２】半導体モジュールの組み立て状態を示す斜視図
である。

【図３】半導体モジュールの接合部分を示す部分縦断面
図である。

【図４】従来の半導体モジュールの製造方法の仮圧着を
示す正面図である。

【図５】従来の半導体モジュールの製造方法の本圧着を
示す正面図である。

【図６】従来の半導体モジュールの製造方法を示す斜視
図である。

【図７】フレキシブル基板を示す部分縦断面図である。

【図８】本発明の一実施の形態である半導体モジュール
の製造方法を示す正面図である

【図９】本発明の一実施の形態である半導体モジュール
の製造方法を示す斜視図である

【図１０】プレスローラの材質の変形例を示す縦断面図
である。

【図１１】プレスローラの断面形状の変形例を示す縦断
面図である。

【図１２】図１１に示す変形例による圧着を示す斜視図
である。

【図１３】本発明の他の実施の形態である半導体モジュ
ールの製造方法を示す縦断面図である。

【図１４】本発明の他の実施の形態である半導体モジュ
ールの製造方法を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…ドライバチップ、２…フレキシブル基板、２ａ…接
続電極、２ｂ…フィルム、２ｃ…配線、３…液晶パネ
ル、３ａ…ＩＴＯ電極、４…ＡＣＦ、４ａ…バインダ、
４ｂ…導電粒子、５…リール、６…ベース、７…プレス
ブロック、８…ヒートブロック、９…シート、１０…気
泡、１１…プレスローラ、１１ａ…シリコーン樹脂、１
２…プレスブロック。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E023 AA04 AA16 AA29 BB01 BB11 BB16 BB23 CC02 CC26 EE18 HH08 HH28 5E063 KA10 XA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接着膜を用いた加圧接着を行なう圧着装
   置において、 前記加圧接着を行なう接合部分を押圧して加圧する加圧
   体の回転によって、加圧点を移動させて加圧接着を行な
   うことを特徴とする圧着装置。
2. 【請求項２】 前記接合部分と接触する前記加圧体の加
   圧面が凸形状となっていることを特徴とする請求項１に
   記載の圧着装置。
3. 【請求項３】 接着膜を用いた加圧接着を行なう半導体
   モジュールの製造方法において、 前記加圧接着を行なう接合部分を押圧して加圧する加圧
   体の回転によって、加圧点を移動させて加圧接着を行な
   うことを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
4. 【請求項４】 前記接合部分と接触する前記加圧体の加
   圧面が凸形状となっていることを特徴とする請求項３に
   記載の半導体モジュールの製造方法。
5. 【請求項５】 接着膜にＡＣＦを用いて、フレキシブル
   基板と液晶パネルとを接合することを特徴とする請求項
   ３又は請求項４に記載の半導体モジュールの製造方法。