JP2004055996A - 電子部品の接続方法および接続装置、並びに電気光学装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ドライバＩＣ等の電子部品をＡＣＦ等の加圧導電性の樹脂材を介して接続する場合に、電子部品への加熱を抑制すること。
【解決手段】上下の加圧ヘッド４，５により、液晶表示パネル１のドライバＩＣ２と下ガラス基板３ａとをＡＣＦ１３を所定圧力を以って挟みこむ。上側の加圧ヘッド５には、ホーン６、超音波発生源７が設けられており、当該加圧ヘッド５に超音波を加えることで、ＡＣＦを加熱する。ＡＣＦ１３は、加熱されることで軟化し、下ガラス基板３ａとドライバＩＣ２とを接着する。また、加圧により樹脂内の金属粒子が接触して上下導通し、ドライバＩＣ２が下ガラス基板３ａの電極パターンと電気的に接続する。これにより、ドライバＩＣ２を下ガラス基板３ａの電極パターン上に最小限の加熱によって実装できる。
【選択図】 図２
【解決手段】上下の加圧ヘッド４，５により、液晶表示パネル１のドライバＩＣ２と下ガラス基板３ａとをＡＣＦ１３を所定圧力を以って挟みこむ。上側の加圧ヘッド５には、ホーン６、超音波発生源７が設けられており、当該加圧ヘッド５に超音波を加えることで、ＡＣＦを加熱する。ＡＣＦ１３は、加熱されることで軟化し、下ガラス基板３ａとドライバＩＣ２とを接着する。また、加圧により樹脂内の金属粒子が接触して上下導通し、ドライバＩＣ２が下ガラス基板３ａの電極パターンと電気的に接続する。これにより、ドライバＩＣ２を下ガラス基板３ａの電極パターン上に最小限の加熱によって実装できる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯電話機等に適用され、ドライバＩＣ等の電子部品をＡＣＦ等の加圧導電性の樹脂材を介して接続する場合に、電子部品への加熱を抑制できる電子部品の接続方法および接続装置、並びに電気光学装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、液晶表示装置のガラス基板上に直接ドライバＩＣを実装するＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）と呼ばれる技術が知られている。このＣＯＧ実装においては、回路基板上にＡＣＦ（異方性導電フィルム：Ａｎｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）を接着し、このＡＣＦ上にドライバＩＣを載せて仮圧着する。ＡＣＦは、絶縁性のエポキシ系熱硬化型樹脂の内部に２μｍ程度の多数の金属粒子を混入したものである。
【０００３】
続いて、回路基板およびドライバＩＣと共にドライバ実装領域を加熱すると共に、回路基板とドライバＩＣとを加圧し、最初の１００℃程度の範囲でＡＣＦを軟化させ、引き続き２００℃程度まで温度を上昇させることで硬化させる。これにより、回路基板とドライバＩＣとが接着固定される。このとき、ＡＣＦはドライバＩＣを圧着する際に所定圧力により加圧されることで、樹脂内の金属粒子が互いに接触しドライバＩＣと回路基板との間が導通状態になる。また、ＡＣＦを介在した電子部品の接続は液晶表示装置に限らず、その他の電子機器においても用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＡＣＦによる圧着を行う場合、ドライバＩＣの実装領域をある程度加熱する必要がある。このため、ドライバＩＣに損傷等の不具合が生じ易くなるという問題点がある。
【０００５】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ドライバＩＣ等の電子部品をＡＣＦ等の加圧導電性の樹脂材を介して接続する場合に、電子部品への加熱を抑制できる電子部品の接続方法および接続装置、並びに電気光学装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による電子部品の接続方法は、第１の電子部品と第２の電子部品との間に接着用樹脂材を介在させ、この接着用樹脂材を加圧すると共に当該接着用樹脂材に超音波を加えることを特徴とする。
【０００７】
超音波エネルギーが接着用樹脂材に加わることで接着用樹脂材が発熱軟化する。この接着用樹脂材により基板と電子部品とが接着固定されると共に、前記接着用樹脂材が導電性を有する場合は電子部品同士が電気的に接続する。更に、接着用樹脂材が加圧導電性を有する場合は、第１の電子部品と第２の電子部品を接続用樹脂材を挟んで加圧することで両者が電気的に導通する。接続対象となる電子部品は、上記回路基板やＩＣ等に限定されない。また、接着用樹脂材の典型例は、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）、ＮＣＦ（Ｎｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、ＮＣＰ（Ｎｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）である。これにより、電子部品全体を加熱することなく、電子部品同士を固定すると共に電気的な接続を図ることができるので、加熱による部品損傷等の不具合を回避できる。
【０００８】
つぎの発明による電子部品の接続方法は、回路基板と電子部品との間に接着用樹脂材を介在させる工程と、前記回路基板と前記電子部品を超音波発生装置のヘッドの間に挟み、記回路基板および前記電子部品を加圧すると共に当該ヘッドから超音波を与える工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
回路基板と電子部品との間に接着用樹脂材を介在した状態で、ヘッドから超音波を加えると、接着用樹脂材に超音波エネルギーが加わり発熱する。これにより、電子部品全体を加熱することなく、回路基板に対して電子部品を実装できるので、加熱による部品損傷等の不具合を回避できる。また、前記接着用樹脂材が導電性を有する場合は回路基板と電子部品が電気的に接続する。更に、接着用樹脂材が加圧導電性を有する場合は、回路基板と電子部品の間に接続用樹脂材を挟んで加圧することで両者が電気的に導通する。
【００１０】
つぎの発明による電子部品の接続方法は、前記接着用樹脂材は、前記回路基板と電子部品との間に接着状態で介在させられることを特徴とする。接着状態で介在させることで、回路基板と電子部品とを取り扱うときのハンドリング性が向上する。このため、電子部品の接続を容易にできる。
【００１１】
つぎの発明による電子部品の接続方法は、前記回路基板と前記電子部品との間に前記接着用樹脂材を介在させる前記工程の後に、前記回路基板と前記電子部品を超音波発生装置のヘッドの間に挟み、記回路基板および前記電子部品を加圧すると共に当該ヘッドから超音波を与える工程を行うことを特徴とする。
【００１２】
つぎの発明による電子部品の接続方法は、回路基板と電子部品との間に接着用樹脂材を介在させる工程と、前記接着用樹脂を前記回路基板または電子部品の一方に仮固定する工程と、前記回路基板と前記電子部品を超音波発生装置のヘッドの間に挟み、前記回路基板および前記電子部品を加圧すると共に当該ヘッドから超音波を与える工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
電子部品または回路基板の一方に接着用樹脂材を仮固定することで、仮固定していない電子部品または回路基板との間で超音波摩擦を生じさせることができる。これにより、接着用樹脂材が摩擦熱により加熱されて軟化し、回路基板と電子部品とを接合する。これにより、電子部品全体を加熱することなく、回路基板に対して電子部品を実装し、加熱による部品損傷等の不具合を回避できる。なお、前記仮固定は、回路基板または電子部品に対して仮接着する等の方法が考えられる。また、前記接着用樹脂材が導電性を有する場合は回路基板と電子部品が電気的に接続する。更に、接着用樹脂材が加圧導電性を有する場合は、回路基板と電子部品の間に接続用樹脂材を挟んで加圧することで両者が電気的に導通する。
【００１４】
つぎの発明による電子部品の接続方法は、回路基板とＩＣ等の電子部品との間に接着用樹脂材を介在させる工程と、前記回路基板および前記電子部品と前記接着用樹脂材との間に超音波振動を与えると共に前記回路基板と前記電子部品を加圧する工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
例えば接着用樹脂材に超音波振動を与えて、回路基板との間で超音波摩擦を生じさせ、この摩擦熱により接着用樹脂材を軟化させ、電子部品と回路基板とを接合する。これにより、電子部品全体を加熱することなく、回路基板に対して電子部品を実装し、加熱による部品損傷等の不具合を回避できる。なお、前記接着用樹脂材が導電性を有する場合は回路基板と電子部品が電気的に接続する。更に、接着用樹脂材が加圧導電性を有する場合は、回路基板と電子部品の間に接続用樹脂材を挟んで加圧することで両者が電気的に導通する。
【００１６】
つぎの発明による電子部品の接続装置は、それらの間に接着用樹脂材を介在させる電子部品および回路基板を加圧するヘッドと、超音波を発生しその発生した超音波により前記ヘッドを振動させる超音波発生源とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
ヘッドにより回路基板と電子部品とを挟み、その状態で超音波を加えることで、これらの間に介在している接着用樹脂材が加熱される。これにより、回路基板と電子部品とが接合する。この接続装置によれば、電子部品全体を加熱することなく、回路基板に対して電子部品を実装して、加熱による部品損傷等の不具合を回避できる。また、前記接着用樹脂材が導電性を有する場合は回路基板と電子部品が電気的に接続する。更に、接着用樹脂材が加圧導電性を有する場合は、回路基板と電子部品の間に接続用樹脂材を挟んで加圧することで両者が電気的に導通する。
【００１８】
つぎの発明による電子部品の接続装置では、上記構成において、ヘッドにより回路基板と電子部品を押圧している部分以外を支持する支持部をさらに備えるようにするのが好ましい。
【００１９】
接着用樹脂材を間に介在した電子部品および回路基板を前記ヘッドとの間で挟む第２のヘッドを更に備えたことを特徴とする。更に、前記第２のヘッドは前記超音波発生源からの超音波によって振動させられていることを特徴とする。つぎの発明による電気光学装置の製造方法は、上記いずれか一つに記載の電子部品の接続方法を用いることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この発明の実施の形態の構成要件には、いわゆる当業者により置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係るドライバＩＣ実装装置を示す斜視図である。図２は、実装部位を拡大した側面図である。図３は、加圧ヘッドと液晶表示装置の位置関係を示す平面図である。同図に示すドライバＩＣ実装装置１００は、液晶表示パネル１のドライバＩＣ２をガラス基板３ごと挟み込む上下一対の加圧ヘッド４，５と、上側の加圧ヘッド５に取り付けたホーン６と、ホーン６に設けた超音波発生源７と、液晶表示パネル１を支持する支持台８とを有している。
【００２２】
上側の加圧ヘッド５は、油圧シリンダー９又はサーボモータ制御の直動装置により上下に昇降動作を行う。下側の加圧ヘッド４は固定されており、その上面４ａは支持台８の支持面８ａと略面一になる。また、支持台８には、液晶表示パネル１を押さえることで仮固定する固定ブロック１０が上方に配置されており、この固定ブロック１０は油圧シリンダー１１により昇降動作を行う。また、ホーン６および超音波発生源７は、上側の加圧ヘッド５に固定されており（図示省略）、当該加圧ヘッド５と共に昇降する。また、下側の加圧ヘッド４にホーン６および超音波発生源７を取り付けても良い。なお、液晶表示パネル１は、上ガラス基板および下ガラス基板の間に液晶を封入し、上下ガラス面に偏光板を設けた構成である（詳細は図示省略）。
【００２３】
次に、液晶表示パネル１の下ガラス基板３ａには、ドライバＩＣ２の実装領域１２が設けられており、当該下ガラス基板３ａの表面にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｈｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜からなる複数の電極パターンが形成されている（図示省略）。ＯＬＢ（Ｏｕｔｅｒ Ｌｅａｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）工程では、この電極パターン上にＡＣＦシート１３を載せ、更にドライバＩＣ２を位置合わせしながら当該ＡＣＦ１３上に載せ、この状態でドライバＩＣ２を仮圧着する。
【００２４】
次に、液晶表示パネル１を支持台８に載せ、固定ブロック１０により保持する。この状態で図３に示すように、下側の加圧ヘッド４の上面４ａにドライバＩＣ２の実装領域１２が位置する。固定ブロック１０の保持圧力は、その圧力によりガラス基板３が損傷しない程度に制御する。続いて、上側の加圧ヘッド５を降ろし、図２に示すように、上下の加圧ヘッド４，５により下ガラス基板３ａ、ＡＣＦ１３、ドライバＩＣ２を挟み込む。
【００２５】
この状態で、超音波発生源７により所定周波数の超音波を発生し、ホーン６により共鳴させることで上側の加圧ヘッド５を加振する。また、加圧ヘッド５は、所定圧力により下ガラス基板３ａ、ＡＣＦ１３、ドライバＩＣ２を挟み込む。具体的には、ＡＣＦ１３内の金属粒子同士が接触する圧力を持って挟み込むようにする。液晶表示パネル１に超音波を加えると、超音波の作用によりＡＣＦ１３が加熱される。ＡＣＦ１３は、加熱されることで軟化し、下ガラス基板３ａとドライバＩＣ２とを接着する。また、加圧により樹脂内の金属粒子が接触し、上下導通する。これにより、ドライバＩＣ２が下ガラス基板３ａの電極パターンと電気的に接続する。
【００２６】
以上のようにすれば、ドライバＩＣ２を下ガラス基板３ａの電極パターン上に最小限の加熱により実装が可能になる。また、上記実施の形態１では、接続対象を下ガラス基板３ａの電極パターンとドライバＩＣ２としたが、これに限定されない。例えば、回路基板に対する半導体チップの接合などにも適用できる。更に、ＡＣＦ１３の代わりに、ＡＣＰを用いることもできる。
【００２７】
（実施の形態２）
図４は、この発明の実施の形態２に係るドライバＩＣ実装装置を示す説明図である。このドライバＩＣ実装装置２００では、上記実施の形態１のドライバＩＣ実装装置１００の上側の加圧ヘッド５に、ドライバＩＣ２を入れ込む凹部２０１が設けられている点が異なる。その他の装置構成は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。この加圧ヘッド５の凹部２０１にドライバＩＣ２を遊嵌し、上側の加圧ヘッド５に超音波振動を加える。一方、ドライバＩＣ２は、ＡＦＣ１３に対して貼り付けられておらず、この加圧ヘッド５により位置決めされて当該ＡＣＦ１３上に載っているだけである。
【００２８】
加圧ヘッド５に超音波を加えると、ドライバＩＣ２が凹部２０１に嵌め込まれているので、当該ドライバＩＣ２とＡＣＦ１３との間に相対移動が生じ、このときの摩擦熱によりＡＣＦ１３が加熱される。ＡＣＦ１３は、加熱されることで軟化し、下ガラス基板３ａとドライバＩＣ２とを接着する。また、加圧ヘッド４，５による加圧により樹脂内の金属粒子が接触し、上下導通する。これにより、ドライバＩＣ２が下ガラス基板３ａの電極パターンと電気的に接続する。このようにすれば、ドライバＩＣ２を下ガラス基板３ａの電極パターン上に最小限の加熱により実装が可能になる。なお、上記凹部２０１を省略し、下ガラス基板３ａにドライバＩＣ２を仮接着することで、ドライバＩＣ２を保持するようにしても良い。
【００２９】
（実施の形態３）
図５は、この発明の実施の形態３に係るドライバＩＣ実装装置を示す説明図である。このドライバＩＣ実装装置３００は、ＡＣＦシート３０１の一端部３０１ａをホーン６により保持し、他端部３０１ｂをスプリング３０２により保持した構成である。ホーン６先端にはクランプ装置３０３が設けられており、ＡＣＦシート３０１の一端部３０１ａを保持している。一方、反対側の他端部３０１ｂは、スプリング３０２に設けたクランプ装置３０４により、ＡＣＦシート３０１の他端部３０１ｂを保持している。ＡＣＦシート３０１は、スプリング３０２の引張力が加わっている。また、ＡＣＦシート３０２は、下側の加圧ヘッド４上の下ガラス基板３ａと、上側の加圧ヘッド５のドライバＩＣ２との間に介在している。加圧ヘッド４，５は、所定圧力により、下ガラス基板３ａ、ＡＣＦ３０１、ドライバＩＣ２を挟んでいる。
【００３０】
この状態でホーン６の超音波発生源７を駆動し、ＡＣＦ３０１に超音波振動を加えると、ＡＣＦ３０１としたガラス基板３ａ、およびＡＣＦ３０１とドライバＩＣ２との間の摩擦熱により当該ＡＣＦ１３が加熱される。ＡＣＦ１３は、加熱されることで軟化し、下ガラス基板３ａとドライバＩＣ２とを接着する。また、加圧ヘッド４，５による加圧により樹脂内の金属粒子が接触し、上下導通する。これにより、ドライバＩＣ２が下ガラス基板３ａの電極パターンと電気的に接続する。このようにすれば、ドライバＩＣ２を下ガラス基板３ａの電極パターン上に最小限の加熱により実装が可能になる。
【００３１】
（実施の形態４）
図６は、この発明の実施の形態４に係る電子部品の実装形態を示す平面図である。用いる装置は、上記実施の形態１に記載のドライバＩＣ実装装置をドライバＩＣのみならず、この他の電子部品の実装に適用できるようにしたもので、具体的な構成は略同一である。この装置では、加圧ヘッド４，５（加圧ヘッド５は図示省略、図１参照）の間に液晶表示パネル３５０の下ガラス基板３５１の端部と、ＡＣＦ３５２と、ＦＰＣ３５３とを重ね合わせて挟み込む。なお、下ガラス基板３５１には、ドライバＩＣ３５４が実装されている。この状態で加圧ヘッド５に超音波を印加すると、この超音波の作用によりＡＣＦ３５２が加熱されて軟化し、下ガラス基板３５１とＦＰＣ３５３とが接着する。また、加圧により樹脂内の金属粒子が接触し、上下導通する。これにより、ＦＰＣ３５３の電極パターン３５３ａと下ガラス基板３５１の電極パターン３５１ａとが電気的に接続する。
【００３２】
図７は、この発明の実施の形態４に係る電子部品の別の実装形態を示す平面図である。上記同様の装置を用い、その加圧ヘッド４，５の間に回路基板３６０、ＡＣＦ３６１、ＦＰＣ３６２を重ね合わせて挟み込む。なお、ＦＰＣ３６２上には、ドライバＩＣ３６３が実装されている。この状態で加圧ヘッド５に超音波を印加すると、この超音波の作用によりＡＣＦ３６１が加熱されて軟化し、回路基板３６０とＦＰＣ３６２とが接着する。また、加圧により樹脂内の金属粒子が接触し、上下導通する。これにより、ＦＰＣ３６２の電極パターン３６２ａと回路基板３６０の電極パターン３６０ａとが電気的に接続する。
【００３３】
（実施の形態５）
図８は、この発明の実施の形態５に係る電子機器である携帯電話機を示す斜視図である。この携帯電話機４００は、上記実施の形態１〜４の実装工程を経て製造した液晶表示パネル１と、この液晶表示パネル１および電子回路４０１を収納する筐体４０２と、マイク４０３およびスピーカー４０４とを備えている。携帯電話機４００では、電子回路４０１の信号データ等を液晶表示パネル１のドライバＩＣ２に送り、ドライバＩＣ２は取得したデータに基づいて液晶表示パネル１を駆動制御する。
【００３４】
また、上記実施の形態１〜４に示す液晶表示パネル１は、携帯電話機のほか、液晶テレビ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、券売機、腕時計等にも適用できる。また、上記実施の形態では、液晶表示パネル１のドライバＩＣ２の実装を例に挙げたが、この他の半導体素子の場合にも適用できる。例えばＳＯＧ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）の表示装置に用いる半導体素子等にも有用である。
【００３５】
なお、上記電気光学装置としては、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置、電気泳動ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、電界放出ディスプレイ装置（フィールドエミッションディスプレイ装置）、ＬＥＤ表示装置（ライトエミッティングダイオードディスプレイ装置）等にも適用可能である。
【００３６】
なお、上記接続は、電子部品同士または電子部品と回路基板とが電気的に接続される場合以外に、単にこれらを接着する場合にも適用できる。例えば、ＮＣＰ（Ｎｏ ｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ），ＮＣＦ（Ｎｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）接続方式を用いて、電子部品同士、または電子部品および回路基板の上下間の接続端子を直接圧接させその圧接状態のままで接着用樹脂材により電子部品同士、または電子部品および回路基板を固定する構造を採るようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の電子部品の接続方法および接続装置、並びに電気光学装置の製造方法によれば、電子部品全体を加熱することなく、電子部品同士を固定すると共に電気的な接続を図ることができるので、加熱による部品損傷等の不具合を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るドライバＩＣ実装装置を示す斜視図である。
【図２】実装部位を拡大した側面図である。
【図３】加圧ヘッドと液晶表示装置の位置関係を示す平面図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るドライバＩＣ実装装置を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係るドライバＩＣ実装装置を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係る電子部品の実装形態を示す平面図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係る電子部品の別の実装形態を示す平面図である。
【図８】この発明の実施の形態５に係る電子機器である携帯電話機を示す斜視図である。
【符号の説明】
１００ ドライバＩＣ実装装置
１ 液晶表示パネル
２ ドライバＩＣ
３ ガラス基板
４，５ 加圧ヘッド
６ ホーン
７ 超音波発生源
８ 支持台
１０ 固定ブロック
１３ ＡＣＦ
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯電話機等に適用され、ドライバＩＣ等の電子部品をＡＣＦ等の加圧導電性の樹脂材を介して接続する場合に、電子部品への加熱を抑制できる電子部品の接続方法および接続装置、並びに電気光学装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、液晶表示装置のガラス基板上に直接ドライバＩＣを実装するＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）と呼ばれる技術が知られている。このＣＯＧ実装においては、回路基板上にＡＣＦ（異方性導電フィルム：Ａｎｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）を接着し、このＡＣＦ上にドライバＩＣを載せて仮圧着する。ＡＣＦは、絶縁性のエポキシ系熱硬化型樹脂の内部に２μｍ程度の多数の金属粒子を混入したものである。
【０００３】
続いて、回路基板およびドライバＩＣと共にドライバ実装領域を加熱すると共に、回路基板とドライバＩＣとを加圧し、最初の１００℃程度の範囲でＡＣＦを軟化させ、引き続き２００℃程度まで温度を上昇させることで硬化させる。これにより、回路基板とドライバＩＣとが接着固定される。このとき、ＡＣＦはドライバＩＣを圧着する際に所定圧力により加圧されることで、樹脂内の金属粒子が互いに接触しドライバＩＣと回路基板との間が導通状態になる。また、ＡＣＦを介在した電子部品の接続は液晶表示装置に限らず、その他の電子機器においても用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＡＣＦによる圧着を行う場合、ドライバＩＣの実装領域をある程度加熱する必要がある。このため、ドライバＩＣに損傷等の不具合が生じ易くなるという問題点がある。
【０００５】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ドライバＩＣ等の電子部品をＡＣＦ等の加圧導電性の樹脂材を介して接続する場合に、電子部品への加熱を抑制できる電子部品の接続方法および接続装置、並びに電気光学装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による電子部品の接続方法は、第１の電子部品と第２の電子部品との間に接着用樹脂材を介在させ、この接着用樹脂材を加圧すると共に当該接着用樹脂材に超音波を加えることを特徴とする。
【０００７】
超音波エネルギーが接着用樹脂材に加わることで接着用樹脂材が発熱軟化する。この接着用樹脂材により基板と電子部品とが接着固定されると共に、前記接着用樹脂材が導電性を有する場合は電子部品同士が電気的に接続する。更に、接着用樹脂材が加圧導電性を有する場合は、第１の電子部品と第２の電子部品を接続用樹脂材を挟んで加圧することで両者が電気的に導通する。接続対象となる電子部品は、上記回路基板やＩＣ等に限定されない。また、接着用樹脂材の典型例は、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）、ＮＣＦ（Ｎｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、ＮＣＰ（Ｎｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）である。これにより、電子部品全体を加熱することなく、電子部品同士を固定すると共に電気的な接続を図ることができるので、加熱による部品損傷等の不具合を回避できる。
【０００８】
つぎの発明による電子部品の接続方法は、回路基板と電子部品との間に接着用樹脂材を介在させる工程と、前記回路基板と前記電子部品を超音波発生装置のヘッドの間に挟み、記回路基板および前記電子部品を加圧すると共に当該ヘッドから超音波を与える工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
回路基板と電子部品との間に接着用樹脂材を介在した状態で、ヘッドから超音波を加えると、接着用樹脂材に超音波エネルギーが加わり発熱する。これにより、電子部品全体を加熱することなく、回路基板に対して電子部品を実装できるので、加熱による部品損傷等の不具合を回避できる。また、前記接着用樹脂材が導電性を有する場合は回路基板と電子部品が電気的に接続する。更に、接着用樹脂材が加圧導電性を有する場合は、回路基板と電子部品の間に接続用樹脂材を挟んで加圧することで両者が電気的に導通する。
【００１０】
つぎの発明による電子部品の接続方法は、前記接着用樹脂材は、前記回路基板と電子部品との間に接着状態で介在させられることを特徴とする。接着状態で介在させることで、回路基板と電子部品とを取り扱うときのハンドリング性が向上する。このため、電子部品の接続を容易にできる。
【００１１】
つぎの発明による電子部品の接続方法は、前記回路基板と前記電子部品との間に前記接着用樹脂材を介在させる前記工程の後に、前記回路基板と前記電子部品を超音波発生装置のヘッドの間に挟み、記回路基板および前記電子部品を加圧すると共に当該ヘッドから超音波を与える工程を行うことを特徴とする。
【００１２】
つぎの発明による電子部品の接続方法は、回路基板と電子部品との間に接着用樹脂材を介在させる工程と、前記接着用樹脂を前記回路基板または電子部品の一方に仮固定する工程と、前記回路基板と前記電子部品を超音波発生装置のヘッドの間に挟み、前記回路基板および前記電子部品を加圧すると共に当該ヘッドから超音波を与える工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
電子部品または回路基板の一方に接着用樹脂材を仮固定することで、仮固定していない電子部品または回路基板との間で超音波摩擦を生じさせることができる。これにより、接着用樹脂材が摩擦熱により加熱されて軟化し、回路基板と電子部品とを接合する。これにより、電子部品全体を加熱することなく、回路基板に対して電子部品を実装し、加熱による部品損傷等の不具合を回避できる。なお、前記仮固定は、回路基板または電子部品に対して仮接着する等の方法が考えられる。また、前記接着用樹脂材が導電性を有する場合は回路基板と電子部品が電気的に接続する。更に、接着用樹脂材が加圧導電性を有する場合は、回路基板と電子部品の間に接続用樹脂材を挟んで加圧することで両者が電気的に導通する。
【００１４】
つぎの発明による電子部品の接続方法は、回路基板とＩＣ等の電子部品との間に接着用樹脂材を介在させる工程と、前記回路基板および前記電子部品と前記接着用樹脂材との間に超音波振動を与えると共に前記回路基板と前記電子部品を加圧する工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
例えば接着用樹脂材に超音波振動を与えて、回路基板との間で超音波摩擦を生じさせ、この摩擦熱により接着用樹脂材を軟化させ、電子部品と回路基板とを接合する。これにより、電子部品全体を加熱することなく、回路基板に対して電子部品を実装し、加熱による部品損傷等の不具合を回避できる。なお、前記接着用樹脂材が導電性を有する場合は回路基板と電子部品が電気的に接続する。更に、接着用樹脂材が加圧導電性を有する場合は、回路基板と電子部品の間に接続用樹脂材を挟んで加圧することで両者が電気的に導通する。
【００１６】
つぎの発明による電子部品の接続装置は、それらの間に接着用樹脂材を介在させる電子部品および回路基板を加圧するヘッドと、超音波を発生しその発生した超音波により前記ヘッドを振動させる超音波発生源とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
ヘッドにより回路基板と電子部品とを挟み、その状態で超音波を加えることで、これらの間に介在している接着用樹脂材が加熱される。これにより、回路基板と電子部品とが接合する。この接続装置によれば、電子部品全体を加熱することなく、回路基板に対して電子部品を実装して、加熱による部品損傷等の不具合を回避できる。また、前記接着用樹脂材が導電性を有する場合は回路基板と電子部品が電気的に接続する。更に、接着用樹脂材が加圧導電性を有する場合は、回路基板と電子部品の間に接続用樹脂材を挟んで加圧することで両者が電気的に導通する。
【００１８】
つぎの発明による電子部品の接続装置では、上記構成において、ヘッドにより回路基板と電子部品を押圧している部分以外を支持する支持部をさらに備えるようにするのが好ましい。
【００１９】
接着用樹脂材を間に介在した電子部品および回路基板を前記ヘッドとの間で挟む第２のヘッドを更に備えたことを特徴とする。更に、前記第２のヘッドは前記超音波発生源からの超音波によって振動させられていることを特徴とする。つぎの発明による電気光学装置の製造方法は、上記いずれか一つに記載の電子部品の接続方法を用いることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この発明の実施の形態の構成要件には、いわゆる当業者により置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係るドライバＩＣ実装装置を示す斜視図である。図２は、実装部位を拡大した側面図である。図３は、加圧ヘッドと液晶表示装置の位置関係を示す平面図である。同図に示すドライバＩＣ実装装置１００は、液晶表示パネル１のドライバＩＣ２をガラス基板３ごと挟み込む上下一対の加圧ヘッド４，５と、上側の加圧ヘッド５に取り付けたホーン６と、ホーン６に設けた超音波発生源７と、液晶表示パネル１を支持する支持台８とを有している。
【００２２】
上側の加圧ヘッド５は、油圧シリンダー９又はサーボモータ制御の直動装置により上下に昇降動作を行う。下側の加圧ヘッド４は固定されており、その上面４ａは支持台８の支持面８ａと略面一になる。また、支持台８には、液晶表示パネル１を押さえることで仮固定する固定ブロック１０が上方に配置されており、この固定ブロック１０は油圧シリンダー１１により昇降動作を行う。また、ホーン６および超音波発生源７は、上側の加圧ヘッド５に固定されており（図示省略）、当該加圧ヘッド５と共に昇降する。また、下側の加圧ヘッド４にホーン６および超音波発生源７を取り付けても良い。なお、液晶表示パネル１は、上ガラス基板および下ガラス基板の間に液晶を封入し、上下ガラス面に偏光板を設けた構成である（詳細は図示省略）。
【００２３】
次に、液晶表示パネル１の下ガラス基板３ａには、ドライバＩＣ２の実装領域１２が設けられており、当該下ガラス基板３ａの表面にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｈｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜からなる複数の電極パターンが形成されている（図示省略）。ＯＬＢ（Ｏｕｔｅｒ Ｌｅａｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）工程では、この電極パターン上にＡＣＦシート１３を載せ、更にドライバＩＣ２を位置合わせしながら当該ＡＣＦ１３上に載せ、この状態でドライバＩＣ２を仮圧着する。
【００２４】
次に、液晶表示パネル１を支持台８に載せ、固定ブロック１０により保持する。この状態で図３に示すように、下側の加圧ヘッド４の上面４ａにドライバＩＣ２の実装領域１２が位置する。固定ブロック１０の保持圧力は、その圧力によりガラス基板３が損傷しない程度に制御する。続いて、上側の加圧ヘッド５を降ろし、図２に示すように、上下の加圧ヘッド４，５により下ガラス基板３ａ、ＡＣＦ１３、ドライバＩＣ２を挟み込む。
【００２５】
この状態で、超音波発生源７により所定周波数の超音波を発生し、ホーン６により共鳴させることで上側の加圧ヘッド５を加振する。また、加圧ヘッド５は、所定圧力により下ガラス基板３ａ、ＡＣＦ１３、ドライバＩＣ２を挟み込む。具体的には、ＡＣＦ１３内の金属粒子同士が接触する圧力を持って挟み込むようにする。液晶表示パネル１に超音波を加えると、超音波の作用によりＡＣＦ１３が加熱される。ＡＣＦ１３は、加熱されることで軟化し、下ガラス基板３ａとドライバＩＣ２とを接着する。また、加圧により樹脂内の金属粒子が接触し、上下導通する。これにより、ドライバＩＣ２が下ガラス基板３ａの電極パターンと電気的に接続する。
【００２６】
以上のようにすれば、ドライバＩＣ２を下ガラス基板３ａの電極パターン上に最小限の加熱により実装が可能になる。また、上記実施の形態１では、接続対象を下ガラス基板３ａの電極パターンとドライバＩＣ２としたが、これに限定されない。例えば、回路基板に対する半導体チップの接合などにも適用できる。更に、ＡＣＦ１３の代わりに、ＡＣＰを用いることもできる。
【００２７】
（実施の形態２）
図４は、この発明の実施の形態２に係るドライバＩＣ実装装置を示す説明図である。このドライバＩＣ実装装置２００では、上記実施の形態１のドライバＩＣ実装装置１００の上側の加圧ヘッド５に、ドライバＩＣ２を入れ込む凹部２０１が設けられている点が異なる。その他の装置構成は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。この加圧ヘッド５の凹部２０１にドライバＩＣ２を遊嵌し、上側の加圧ヘッド５に超音波振動を加える。一方、ドライバＩＣ２は、ＡＦＣ１３に対して貼り付けられておらず、この加圧ヘッド５により位置決めされて当該ＡＣＦ１３上に載っているだけである。
【００２８】
加圧ヘッド５に超音波を加えると、ドライバＩＣ２が凹部２０１に嵌め込まれているので、当該ドライバＩＣ２とＡＣＦ１３との間に相対移動が生じ、このときの摩擦熱によりＡＣＦ１３が加熱される。ＡＣＦ１３は、加熱されることで軟化し、下ガラス基板３ａとドライバＩＣ２とを接着する。また、加圧ヘッド４，５による加圧により樹脂内の金属粒子が接触し、上下導通する。これにより、ドライバＩＣ２が下ガラス基板３ａの電極パターンと電気的に接続する。このようにすれば、ドライバＩＣ２を下ガラス基板３ａの電極パターン上に最小限の加熱により実装が可能になる。なお、上記凹部２０１を省略し、下ガラス基板３ａにドライバＩＣ２を仮接着することで、ドライバＩＣ２を保持するようにしても良い。
【００２９】
（実施の形態３）
図５は、この発明の実施の形態３に係るドライバＩＣ実装装置を示す説明図である。このドライバＩＣ実装装置３００は、ＡＣＦシート３０１の一端部３０１ａをホーン６により保持し、他端部３０１ｂをスプリング３０２により保持した構成である。ホーン６先端にはクランプ装置３０３が設けられており、ＡＣＦシート３０１の一端部３０１ａを保持している。一方、反対側の他端部３０１ｂは、スプリング３０２に設けたクランプ装置３０４により、ＡＣＦシート３０１の他端部３０１ｂを保持している。ＡＣＦシート３０１は、スプリング３０２の引張力が加わっている。また、ＡＣＦシート３０２は、下側の加圧ヘッド４上の下ガラス基板３ａと、上側の加圧ヘッド５のドライバＩＣ２との間に介在している。加圧ヘッド４，５は、所定圧力により、下ガラス基板３ａ、ＡＣＦ３０１、ドライバＩＣ２を挟んでいる。
【００３０】
この状態でホーン６の超音波発生源７を駆動し、ＡＣＦ３０１に超音波振動を加えると、ＡＣＦ３０１としたガラス基板３ａ、およびＡＣＦ３０１とドライバＩＣ２との間の摩擦熱により当該ＡＣＦ１３が加熱される。ＡＣＦ１３は、加熱されることで軟化し、下ガラス基板３ａとドライバＩＣ２とを接着する。また、加圧ヘッド４，５による加圧により樹脂内の金属粒子が接触し、上下導通する。これにより、ドライバＩＣ２が下ガラス基板３ａの電極パターンと電気的に接続する。このようにすれば、ドライバＩＣ２を下ガラス基板３ａの電極パターン上に最小限の加熱により実装が可能になる。
【００３１】
（実施の形態４）
図６は、この発明の実施の形態４に係る電子部品の実装形態を示す平面図である。用いる装置は、上記実施の形態１に記載のドライバＩＣ実装装置をドライバＩＣのみならず、この他の電子部品の実装に適用できるようにしたもので、具体的な構成は略同一である。この装置では、加圧ヘッド４，５（加圧ヘッド５は図示省略、図１参照）の間に液晶表示パネル３５０の下ガラス基板３５１の端部と、ＡＣＦ３５２と、ＦＰＣ３５３とを重ね合わせて挟み込む。なお、下ガラス基板３５１には、ドライバＩＣ３５４が実装されている。この状態で加圧ヘッド５に超音波を印加すると、この超音波の作用によりＡＣＦ３５２が加熱されて軟化し、下ガラス基板３５１とＦＰＣ３５３とが接着する。また、加圧により樹脂内の金属粒子が接触し、上下導通する。これにより、ＦＰＣ３５３の電極パターン３５３ａと下ガラス基板３５１の電極パターン３５１ａとが電気的に接続する。
【００３２】
図７は、この発明の実施の形態４に係る電子部品の別の実装形態を示す平面図である。上記同様の装置を用い、その加圧ヘッド４，５の間に回路基板３６０、ＡＣＦ３６１、ＦＰＣ３６２を重ね合わせて挟み込む。なお、ＦＰＣ３６２上には、ドライバＩＣ３６３が実装されている。この状態で加圧ヘッド５に超音波を印加すると、この超音波の作用によりＡＣＦ３６１が加熱されて軟化し、回路基板３６０とＦＰＣ３６２とが接着する。また、加圧により樹脂内の金属粒子が接触し、上下導通する。これにより、ＦＰＣ３６２の電極パターン３６２ａと回路基板３６０の電極パターン３６０ａとが電気的に接続する。
【００３３】
（実施の形態５）
図８は、この発明の実施の形態５に係る電子機器である携帯電話機を示す斜視図である。この携帯電話機４００は、上記実施の形態１〜４の実装工程を経て製造した液晶表示パネル１と、この液晶表示パネル１および電子回路４０１を収納する筐体４０２と、マイク４０３およびスピーカー４０４とを備えている。携帯電話機４００では、電子回路４０１の信号データ等を液晶表示パネル１のドライバＩＣ２に送り、ドライバＩＣ２は取得したデータに基づいて液晶表示パネル１を駆動制御する。
【００３４】
また、上記実施の形態１〜４に示す液晶表示パネル１は、携帯電話機のほか、液晶テレビ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、券売機、腕時計等にも適用できる。また、上記実施の形態では、液晶表示パネル１のドライバＩＣ２の実装を例に挙げたが、この他の半導体素子の場合にも適用できる。例えばＳＯＧ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）の表示装置に用いる半導体素子等にも有用である。
【００３５】
なお、上記電気光学装置としては、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置、電気泳動ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、電界放出ディスプレイ装置（フィールドエミッションディスプレイ装置）、ＬＥＤ表示装置（ライトエミッティングダイオードディスプレイ装置）等にも適用可能である。
【００３６】
なお、上記接続は、電子部品同士または電子部品と回路基板とが電気的に接続される場合以外に、単にこれらを接着する場合にも適用できる。例えば、ＮＣＰ（Ｎｏ ｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ），ＮＣＦ（Ｎｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）接続方式を用いて、電子部品同士、または電子部品および回路基板の上下間の接続端子を直接圧接させその圧接状態のままで接着用樹脂材により電子部品同士、または電子部品および回路基板を固定する構造を採るようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の電子部品の接続方法および接続装置、並びに電気光学装置の製造方法によれば、電子部品全体を加熱することなく、電子部品同士を固定すると共に電気的な接続を図ることができるので、加熱による部品損傷等の不具合を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るドライバＩＣ実装装置を示す斜視図である。
【図２】実装部位を拡大した側面図である。
【図３】加圧ヘッドと液晶表示装置の位置関係を示す平面図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るドライバＩＣ実装装置を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係るドライバＩＣ実装装置を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係る電子部品の実装形態を示す平面図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係る電子部品の別の実装形態を示す平面図である。
【図８】この発明の実施の形態５に係る電子機器である携帯電話機を示す斜視図である。
【符号の説明】
１００ ドライバＩＣ実装装置
１ 液晶表示パネル
２ ドライバＩＣ
３ ガラス基板
４，５ 加圧ヘッド
６ ホーン
７ 超音波発生源
８ 支持台
１０ 固定ブロック
１３ ＡＣＦ
Claims (11)
- 第１の電子部品と第２の電子部品との間に接着用樹脂材を介在させ、この接着用樹脂材を加圧すると共に当該接着用樹脂材に超音波を加えることを特徴とする電子部品の接続方法。
- 回路基板と電子部品との間に接着用樹脂材を介在させる工程と、
前記回路基板と前記電子部品を超音波発生装置のヘッドの間に挟み、記回路基板および前記電子部品を加圧すると共に当該ヘッドから超音波を与える工程と、を含むことを特徴とする電子部品の接続方法。 - 前記接着用樹脂材は、前記回路基板と電子部品との間に接着状態で介在させられることを特徴とする請求項２に記載の電子部品の接続方法。
- 前記回路基板と前記電子部品との間に前記接着用樹脂材を介在させる前記工程の後に、前記回路基板と前記電子部品を超音波発生装置のヘッドの間に挟み、記回路基板および前記電子部品を加圧すると共に当該ヘッドから超音波を与える工程を行うことを特徴とする請求項２に記載の電子部品の接続方法。
- 回路基板と電子部品との間に接着用樹脂材を介在させる工程と、
前記接着用樹脂を前記回路基板または電子部品の一方に仮固定する工程と、
前記回路基板と前記電子部品を超音波発生装置のヘッドの間に挟み、前記回路基板および前記電子部品を加圧すると共に当該ヘッドから超音波を与える工程と、を含むことを特徴とする電子部品の接続方法。 - 回路基板と電子部品との間に接着用樹脂材を介在させる工程と、
前記回路基板および前記電子部品と前記接着用樹脂材との間に超音波振動を与えると共に前記回路基板と前記電子部品を加圧する工程と、
を含むことを特徴とする電子部品の接続方法。 - それらの間に接着用樹脂材を介在させる電子部品および回路基板を加圧するヘッドと、
超音波を発生しその発生した超音波により前記ヘッドを振動させる超音波発生源と、
を備えたことを特徴とする電子部品の接続装置。 - 前記ヘッドにより回路基板と電子部品を押圧している部分以外を支持する支持部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の電子部品の接続装置。
- 接着用樹脂材を間に介在した電子部品および回路基板を前記ヘッドとの間で挟む第２のヘッドを更に備えたことを特徴とする請求項７または８に記載の電子部品の接続装置。
- 前記第２のヘッドは前記超音波発生源からの超音波によって振動させられていることを特徴とする請求項９に記載の電子部品の接続装置。
- 上記請求項２〜６のいずれか一つに記載の電子部品の接続方法を用いることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
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-
2002
- 2002-07-23 JP JP2002214146A patent/JP2004055996A/ja not_active Withdrawn
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