JP2005101507A - 電子部品実装体の製造方法及び電気光学装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 電子部品を基板上に実装してなる電子部品実装体を容易かつ低コストで高い電気的信頼性を持って効率的に製造することのできる方法を提供する。
【解決手段】 本発明の電子部品実装体の製造方法は、バンプ電極11,12を具備する複数の電子部品10を一体の熱可塑性樹脂層13に対してバンプ電極が熱可塑性樹脂層内に埋設されるように装着する部品装着工程と、熱可塑性樹脂層の電子部品とは反対側の表面に、バンプ電極に導電接続された導電体15,16を形成する導電体形成工程と、熱可塑性樹脂層を電子部品毎に分割することにより、電子部品が導電体を有する熱可塑性樹脂層に実装された電子部品実装体10Pを形成する部品分割工程とを有することを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は電子部品実装体の製造方法、電気光学装置の製造方法、電子部品実装体及び電気光学装置に係り、特に、半導体ICチップなどの電子部品に好適な製造技術及び部品構造に関する。
一般に、各種の電子機器においては、半導体ICなどの電子部品が回路基板などに実装されて電子回路の一部を構成している。電子部品を回路基板などに実装する方法には様々なものがある。例えば、最も一般的なものとしては、電子部品のバンプ電極を回路基板上の導電パッドに接合した状態とし、この状態でアンダーフィル樹脂を電子部品と回路基板との間に充填して封止するといった実装方法が知られている。
また、液晶表示装置などにおいて多く用いられている実装方法として、電子部品を異方性導電膜(ACF;Anisotropic Conductive Film)を介して実装する方法がある。この方法では、熱硬化性樹脂中に微細な導電性粒子を分散させてなるACFを介して、電子部品を加圧加熱ヘッドで加熱しながら回路基板や液晶パネルを構成するガラス基板上に押し付け加圧することによって、電子部品のバンプ電極と、基板上の端子とが導電性粒子を介して導電接続され、この状態で熱硬化性樹脂が硬化することによってその導電接続状態が保持される。
さらに、熱可塑性樹脂からなる基材の片面に導電パッドを形成してなる回路基板を用意し、この回路基板における導電パッドの形成面とは反対側の表面に、バンプ電極を備えたICチップを加熱しながら押し付けることにより、バンプ電極が回路基板の熱可塑性樹脂内に挿入され、その先端が回路基板の内部から導電パッドに導電接続された状態で固定するといった、電子部品実装体を構成する方法が知られている(例えば、以下の特許文献1参照)。
特開2003−124259号公報
たとえば、アンダーフィル樹脂を電子部品と回路基板との間に充填する方法では、アンダーフィル樹脂の注入に手間がかかる場合があった。
また、ACFを用いた実装方法では、端子間ピッチが小さくなると導電性粒子を小さくする必要があるのでACFが高価になることがあった。
さらに、特許文献1に記載された方法では、ICチップのバンプ電極と回路基板の導電パッドとの位置合わせが難しくなる場合があった。
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、電子部品を基板上に実装してなる電子部品実装体を容易かつ低コストで高い電気的信頼性を持って効率的に製造することのできる方法を提供することにある。
(1)本発明の電子部品実装体の製造方法は、バンプ電極を具備する複数の電子部品を、一体の熱可塑性樹脂層に対して前記バンプ電極が前記熱可塑性樹脂層内に埋設されるように装着する部品装着工程と、前記熱可塑性樹脂層の前記電子部品とは反対側の表面に、前記バンプ電極に導電接続される導電体を形成する導電体形成工程と、前記熱可塑性樹脂層を前記電子部品毎に分割することにより、前記バンプ電極に導電接続された前記電子部品が、前記導電体を有する前記熱可塑性樹脂層に実装された電子部品実装体を形成する部品分割工程と、を有することを特徴とする。この発明では、複数の電子部品を一体の熱可塑性樹脂層に装着することによって、導電体の形成を一括して行うことができるため、効率的に製造を行うことができ、製造コストを低減できる。なお、本発明における電子部品としては、半導体ICチップ、積層セラミック電子部品(積層セラミックコンデンサなど)などが挙げられる。
(2)本発明において、前記部品装着工程では、前記電子部品若しくは前記熱可塑性樹脂層を加熱することが好ましい。電子部品若しくは熱可塑性樹脂層を加熱することによってバンプ電極に接した熱可塑性樹脂の少なくとも一部を軟化若しくは溶融させることができるため、バンプ電極を熱可塑性樹脂の内部に容易かつ確実に埋設することができる。
(3)本発明において、前記樹脂積層工程では、前記バンプ電極が前記熱可塑性樹脂層を貫通し、前記熱可塑性樹脂層における前記電子部品とは反対側の表面に露出するように構成することが好ましい。これによれば、部品装着工程においてバンプ電極が熱可塑性樹脂層の表面に露出しているため、導電体形成工程における導電体のアライメント作業が容易になるとともに、導電体を容易かつ確実にバンプ電極と導電接続させることができる。
(4)本発明において、前記部品装着工程では、前記バンプ電極が前記熱可塑性樹脂層内から前記熱可塑性樹脂層の反対側に予め配置された導体層と導電接触するように構成し、前記導電体形成工程では、前記導体層をパターニングして前記導電体を形成することが好ましい。これによれば、部品装着工程においては熱可塑性樹脂層の表面上に全面的に、或いはバンプ電極よりもある程度大きな範囲に導体層を形成しておくことで、バンプ電極を導体層に確実に導電接触させることができるとともに、導体層形成工程では、導体層をパターニングして所望の形状或いはパターンで導電体を形成することができるため、熱可塑性樹脂層の表面に予めパターニング済みの導電体を形成しておく場合に較べると、部品装着工程におけるアライメントを不要にすることができる。
(5)本発明において、前記部品装着工程の前に、前記熱可塑性樹脂層に貫通孔を形成する樹脂穿孔工程と、前記貫通孔内に導電材料を配置する導電材料配置工程とを有し、前記部品装着工程では、前記バンプ電極を前記貫通孔に挿入して前記導電材料に導電接続させることが好ましい。これによれば、樹脂穿孔工程により熱可塑性樹脂層に貫通孔を設けるとともにその内部に導電材料を配置することによって、バンプ電極の突出高さよりも熱可塑性樹脂層が厚い場合でも導電材料を介してバンプ電極と導電体とを確実に導電接続させることができるため、電子部品実装体の構造上の自由度を高めることができるとともに電気的信頼性を高めることができる。特に、熱可塑性樹脂層の反対側に導体層を配置し、この状態で導体層に導電接続するように上記の導電材料を貫通孔の内部に配置し、電子部品を装着した後に、導体層をパターニングして上記導電体を形成することが望ましい。
(6)本発明において、前記部品装着工程では、前記熱可塑性樹脂層を型成形により前記電子部品に対して一体に成形することが好ましい。型成形によって熱可塑性樹脂層を形成することにより、熱可塑性樹脂層の形状を高精度に規定することができる。例えば、バンプ電極が熱可塑性樹脂層の電子部品とは反対側の表面に確実に露出するように構成することができる。この場合、例えば、型の内部に電子部品を配置するインサート成形法によって容易に熱可塑性樹脂層を成形できる。型成形としては、射出成形法、ブロー成形法などを用いることができる。
(7)本発明において、前記部品装着工程では、前記複数の電子部品を支持体に保持することによって一体化した状態で前記型成形を行うことが好ましい。これによれば、支持体により複数の電子部品が一体化されることにより取り扱いが容易になるとともに、電子部品に対して熱可塑性樹脂層を高精度に成形することが可能になる。
(8)本発明において、前記支持体は前記バンプ電極に導電接続された導電体であり、前記導電体形成工程では、前記支持体をパターニングすることにより前記導電体を形成することが好ましい。これによれば、支持体を除去する必要がなくなるとともに、支持体をそのままパターニングするだけで導電体を形成することができるので、工程数を減らすことができ、製造コストを削減できる。
(9)本発明において、前記導電体形成工程では、前記熱可塑性樹脂層における前記電子部品とは反対側の表面上に流動性材料を選択的に塗布し、前記流動性材料を硬化させることによって前記導電体を形成することが好ましい。導電体形成工程は、熱可塑性樹脂層上に導体層を成膜し、この導体層をフォトリソグラフィ法などによってパターニングする方法で形成することもできる。しかし、この方法では、導体層が熱可塑性樹脂層の表面を覆ってしまうため、導電体のパターニング時のアライメントがやや困難になる。これに対して、熱可塑性樹脂層の表面上に流動性材料を選択的に塗布して硬化させることによって導体層を形成する方法では、熱可塑性樹脂層の表面が覆われないので、アライメントが容易になり、正確な位置に導電体を形成できる。ここで、流動性材料の硬化としては、流動性材料の特性に応じて、加熱、光照射、放置(静置)などによる乾燥、焼成、化学反応などによる硬化作用を用いることができる。
(10)この場合に、前記導電体形成工程では、液状の前記流動性材料を液滴として選択的に吐出することが望ましい。これによって、流動性材料の塗布位置及び塗布量の精度を高めることができる。液滴の吐出は、例えば、圧電体方式或いは熱気泡方式などのインクジェットヘッドを用いて行うことができる。
(11)また、前記導電体形成工程では、ペースト状の前記流動性材料を選択的に印刷することが望ましい。これによって、低コストで効率的に導電体を形成することができる。印刷方法としてはスクリーン印刷が挙げられる。
(12)本発明において、前記導体形成工程は、前記熱可塑性樹脂層の前記電子部品とは反対側の表面上にパターニングされた開口を有するレジスト層を形成する工程を含み、
前記導電体を、前記熱可塑性樹脂層における前記開口からの露出部に形成してもよい。これによれば、設計通りに導電体を形成することができる。
(13)この場合に、前記導電体形成工程は、導電性微粒子を含有する溶剤を選択的に吐出する工程を含み、
前記レジスト層を、上端面が、前記熱可塑性樹脂層の前記電子部品とは反対側の表面よりも前記溶剤との親和性が悪くなるように形成してもよい。これによれば、効率よく導電体を形成することができる。
(14)この場合に、前記導電体を形成した後に、前記レジスト層を除去する工程をさらに含んでいてもよい。これによれば、信頼性の高い電子部品実装体を製造することができる。
(15)次に、本発明の電気光学装置の製造方法は、上記のいずれかに記載の製造方法により製造された電子部品実装体を熱圧着により回路基板上に実装する工程と、前記回路基板を電気光学パネルに実装する工程とを有することを特徴とする。本発明に係る電子部品実装体は、バンプ電極に導電接続された導電体が熱可塑性樹脂層の表面上に形成されているため、加熱することによって熱可塑性樹脂が軟化若しくは溶融することから、容易に回路基板上に実装することができる。特に、回路基板の表面に露出した樹脂基材が熱可塑性樹脂であれば、回路基板の樹脂基材と電子部品実装体の熱可塑性樹脂層とが容易に溶着することから、きわめて容易に実装することができる。ここで、電子部品としては、電気光学装置を駆動するための駆動信号を生成する回路を内包するものであることが望ましい。また、本発明の別の電気光学装置の製造方法は、上記のいずれかに記載の製造方法により製造された電子部品実装体を電気光学パネルを構成する基板上に熱圧着により実装することを特徴とする。本発明に係る電子部品実装体は、バンプ電極に導電接続された導電体が熱可塑性樹脂層の表面上に形成されているため、加熱することによって熱可塑性樹脂が軟化若しくは溶融することから、容易に電気光学パネルの基板上に実装することができる。電気光学パネルを構成する基板の材料としては、ガラス、石英、プラスチック、セラミックなどが挙げられるが、いずれの材料であっても容易に実装することが可能である。ここで、電子部品としては、電気光学装置を駆動するための駆動信号を生成する回路を内包するものであることが望ましい。
(16)次に、本発明の電子部品実装体は、バンプ電極を備えた電子部品と、該電子部品の前記バンプ電極の形成面上に積層された熱可塑性樹脂層と、該熱可塑性樹脂層上に形成され、前記バンプ電極に導電接続された導電体とを有する。そして、この電子部品実装体を電気光学装置に用いることが好ましい。より具体的には、本発明の電気光学装置は、電気光学パネルと、該電気光学パネルに実装された回路基板とを有し、上記本発明に係る電子部品実装体が前記回路基板上に実装されている場合がある。また、電気光学パネルと、該電気光学パネルを構成する基板上に実装された上記本発明に係る電子部品実装体とを有する場合もある。後者の場合には、電子部品実装体に導電接続された回路基板をさらに有することが好ましい。ここで、電子部品としては、電気光学装置を駆動するための駆動信号を生成する回路を内包するものであることが望ましい。
次に、添付図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。なお、以下の説明において参照する各図面は本発明の各実施形態の構造を模式的に示すものであり、その形状や寸法比は実際の形状や寸法比をそのまま表したものではない。
[第1実施形態]
最初に、図1を参照して、本発明に係る第1実施形態について説明する。この実施形態では、図1(a)に示すように、半導体構造や導体パターンなどで構成された電子構造領域10Aを備えた複数の電子部品10が用意される。この電子部品10は、シリコン単結晶や化合物半導体単結晶などで構成され、上記電子構造領域10Aとして所定の電子回路構造を有する半導体チップであってもよく、或いは、多数のセラミック層とその間に配置された導体層とを有し、上記電子構造領域10Aとして上記導体層を所定の導体パターンに構成してなるセラミック積層体(セラミック基板)であってもよい。電子部品10は例えば半導体チップであれば100〜800μm程度の厚さ、セラミック積層体であれば1〜5mm程度の厚さに形成される。
電子部品10の実装面10Xには、電子構造領域10A毎にバンプ電極(突起電極)11,12が突出形成されている。ここで、バンプ電極11,12の数は任意であり、1つでも、3以上でもよいが、図示例では電子構造領域10A毎に2つのバンプ電極が設けられている。バンプ電極11,12は導電体で構成されていればよいが、例えば、Cu,Ni,Au,Ag,Alなどの金属で構成される。特に、バンプ電極の構造としては、Cu,Ni,Alなどの金属層の凸部の表面がAu,Ag,Snなどの薄膜で被覆されていることが好ましい。バンプ電極11,12の直径は例えば10〜30μm程度に構成され、形成ピッチは30〜50μm程度である。突出高さは10〜50μm程度であるが、後述する熱可塑性樹脂層の厚さとほぼ同じ高さに設定される。
上記のように構成された電子部品10は、一体の熱可塑性樹脂層13に装着される。この熱可塑性樹脂層13としては、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、テトラフルオロエチレン、ポリイミド樹脂などの熱可塑性樹脂で構成されている。本実施形態の場合には、熱可塑性樹脂層13の厚さは、20〜50μm、典型的には30μm程度に形成されている。また、熱可塑性樹脂層13は、上記バンプ電極11,12の突出高さと同じか、或いは、上記突出高さよりも1〜10μm程度厚い厚さを有することが好ましい。この熱可塑性樹脂層13の一方の表面上には、Cu,Al,Auなどの金属その他の導電体で構成された導体層14が形成されている。この導体層14は熱可塑性樹脂層13の表面上に載置されているだけでもよいが、熱可塑性樹脂層13の表面上に固着(密着)されていることが好ましい。導体層14は例えば1〜20μm、典型的には10μm程度の厚さに形成される。
電子部品10は、熱可塑性樹脂層13にその実装面10Xを向けた姿勢で装着される(部品装着工程)。例えば、熱可塑性樹脂層13及び導体層14を電子部品10の実装面10X上に押し付けながら積層していく。このとき、電子部品10又は熱可塑性樹脂層13を加熱しながら積層することが好ましい。例えば、電子部品10の実装面10Xの反対側の表面に加熱ヘッド又は加熱ステージを接触させて電子部品10を加熱したり、導体層14に加熱ヘッド又は加熱ステージを接触させて熱可塑性樹脂層13を加熱したりする。また、熱可塑性樹脂層13及び導体層14をローラなどによって電子部品10に押し付けてもよい。この場合には、ローラにより熱可塑性樹脂層13を加熱してもよい。このときの加熱温度は、熱可塑性樹脂層13の軟化温度以上で、バンプ電極11,12の溶融温度や電子部品10の耐熱温度未満である。通常は、120℃〜350℃の範囲内であることが望ましい。なお、図1(b)では、過熱加圧ヘッド2によって電子部品10を1つ1つ熱可塑性樹脂層13に装着していく状態を示してある。
上記のようにして電子部品10が熱可塑性樹脂層13に装着される際には、バンプ電極11,12は熱可塑性樹脂層13の内部に挿入され、最終的に電子部品10の実装面10Xが熱可塑性樹脂層13と密着したときに、バンプ電極11,12が熱可塑性樹脂層13の内部に埋設された状態となる。そして、この部品装着工程が完了したときには、図1(b)に示すように、バンプ電極11,12が導体層14と導電接触した状態とされる。この導電接触状態は、加熱されて軟化若しくは溶融された熱可塑性樹脂層13をバンプ電極11,12が押し分けるのに必要な応力以上の応力を電子部品10と導体層14との間に加えることによって実現される。なお、このときに、加熱によりバンプ電極11,12と導体層14とを合金化してもよい。この場合の加熱温度は両者の材質にもよるが、200〜400℃程度とすることが好ましい。
次に、上記導体層14に対してパターニング処理を施すことにより、図1(c)に示すように、バンプ電極11,12に導電接続された導電体15,16を形成する(導電体形成工程)。このパターニング処理としては、通常のフォトリソグラフィ法などを用いてレジストなどでマスタを形成し、このマスタを用いて導体層14にエッチングを施す方法が挙げられる。導電体15,16は、単なる導電パッドなどの端子であってもよく、また、所定のパターンに形成されてなる配線パターンであってもよい。
最後に、熱可塑性樹脂層13を図1(c)の一点鎖線で示すように電子部品10毎に分割し、複数の電子部品実装体10Pを形成する(部品分割工程)。この工程の分割法としては、ダイシング法やレーザ切断法などを用いることができる。
この電子部品実装体10Pは、電子構造領域10Aを含む電子部品10と、熱可塑性樹脂分割層13Bと、バンプ電極11,12に導電接続された導電体15,16とを有する。電子部品実装体10Pは、図示しない加圧加熱ヘッドを用いて電子部品10を加熱しながら熱可塑性樹脂分割層13B側を回路基板などの実装対象に押し付けることによって、熱可塑性樹脂分割層13Bを軟化若しくは溶融させて上記実装対象に固着させる方法で、簡単に実装することができる。
本実施形態では、複数の電子部品10が装着された一体の熱可塑性樹脂層13に対して導電体15,16の形成を一括して行うことができるため、効率的に製造を行うことができ、製造コストを低減できる。また、熱可塑性樹脂層13の分割処理は容易に行うことができるため、導電体15,16の形成後において熱可塑性樹脂層13によって一体化された複数の電子部品実装体10Pを一体のまま取り扱うことにより、電子部品実装体10Pの輸送、保管、供給などの取り扱いや管理が容易になる。例えば、電子部品実装体10Pを組み込む製造ラインに対して熱可塑性樹脂層13によって一体化された実装体をそのまま供給し、組み込み位置において熱可塑性樹脂層13を分割しながら電子部品実装体10Pの組み込みを行うといったことができる。
また、本実施形態では、熱可塑性樹脂層13の片面に導体層14を予め形成しておき、電子部品10を熱可塑性樹脂層13に装着する際に、バンプ電極11,12が上記導体層14に熱可塑性樹脂層13の内部から導電接触するようにしていることにより、アライメントなどを施さなくてもバンプ電極11,12を確実に導体層14に導電接触させることができる。この場合、導体層14は熱可塑性樹脂層13の片面に全面的に形成しておくことが好ましいが、必ずしも全面的に形成しておく必要はなく、例えば、バンプ電極11,12の形成領域の近傍にある程度の範囲に広がるように島状に構成したり、或いは、電子構造領域10Aに対応させて島状に形成したりしても構わない。いずれの場合でも、バンプ電極11,12と平面的に重なる領域を含み、当該領域の周囲の広い範囲をカバーするように導体層14を形成しておくことによって、バンプ電極11,12と導体層14との導電接触を確実に生じさせることができる。
[第2実施形態]
次に、図2を参照して本発明に係る第2実施形態について説明する。この実施形態において、第1実施形態と同じ構成要素については同一符号を付し、それらの説明は省略する。本実施形態では、図2(a)に示すように、複数の電子部品10を熱可塑性樹脂層13に対して第1実施形態と同様の方法で装着する。ただし、本実施形態では、熱可塑性樹脂層13の表面には導体層が形成されていない。この部品装着工程では、図2(b)に示すように、バンプ電極11,12の先端が熱可塑性樹脂層13の電子部品10とは反対側の表面に露出するように構成される。
その後、図2(c)に示すように、熱可塑性樹脂層13の表面上に、露出したバンプ電極11,12に導電接続するように導電体25,26を形成する。この導電体25,26は、上記第1実施形態と同様の方法で形成されたものであってもよいが、本実施形態では、熱可塑性樹脂層13の表面上に流動性材料を塗布して硬化させることにより導電体25,26を形成している。本実施形態の導電体形成工程において用いられる導電体25,26の形成方法は、図6に示す吐出ヘッド20から液滴Sを吐出し、熱可塑性樹脂層13の表面に着弾させることによって液状材料を塗布する。
吐出ヘッド20は、インクジェットプリンタに用いるものと基本的に同様の構造を有するものである。より具体的には、吐出ヘッド20の内部には、液状材料を収容する収容室21と、この収容室21に連通した吐出室22とが設けられている。収容室21には液状材料の供給ラインが接続される。吐出室22には、動作可能に構成された圧電体で構成された圧電内壁部22bが臨むように設けられ、また、外部に通ずる吐出口22aが形成されている。圧電内壁部22bは駆動電圧に応じて変形するように構成され、圧電内壁部22bが外側に撓んで吐出室22の容積が増大すると、収容室21から液状材料が吐出室22内に流入し、圧電内壁部22bが内側に撓んで吐出室22の容積が減少すると、吐出口22aから液状材料の液滴Sが吐出されるように構成されている。
液状材料は、例えば、導電性粒子を溶媒中に分散させたものであり、液滴Sの吐出数によって塗布量を正確に設定することができる。また、熱可塑性樹脂層13と吐出ヘッド20とは相対的に移動可能に構成されており、これによって吐出ヘッド20から吐出される液滴Sの着弾位置を制御することができるように構成されている。したがって、液滴Sの吐出数や着弾位置を調整することで、熱可塑性樹脂層13の表面上の任意の位置に任意の形状で液状材料Mを塗布することができる。液状材料Mは、乾燥や焼成によって硬化し、図2(c)に示す導電体25,26となる。
上記の導電体形成方法では、パターニング処理を行わずに導電体25,26を正確に形成することができる。また、この方法には、露出したバンプ電極11,12を目標にして導電体25,26を形成することができるためアライメント作業が容易になるという利点がある。
上記の導電体形成工程では、流動性材料として導電性ペーストを用い、この導電性ペーストを印刷法(例えば、スクリーン印刷法)によって熱可塑性樹脂層13の表面上に印刷し、その後、加熱や静置などによって硬化させるようにしてもよい。この方法では、印刷法によって安価かつ効率的に導電体25,26を形成することができる。
本実施形態により形成される電子部品実装体10P'は基本的に第1実施形態の電子部品実装体10Pと同じ構造を有し、同様の効果を奏する。
なお、この導電体形成工程では、流動性材料を熱可塑性樹脂層13の表面上に選択的に塗布するものであるが、流動性材料としては、上記の液体やペースト材だけでなく、粉体なども用いることができる。また、流動性材料の硬化方法としては、材料特性に応じて、溶媒を揮発させるなどの乾燥処理、加熱して溶着作用若しくは焼結作用を生じさせる焼成処理、化学反応による硬化を生じさせる処理などの種々の方法を適用できる。
(変形例)
以下、第2の実施形態の変形例について図面を参照して説明する。本変形例では、導電体25,26を形成する工程は、図3(a)に示すように、熱可塑性樹脂層13の電子部品10とは反対側の表面に、パターニングされた開口402を有するレジスト層400を形成する工程を含む。レジスト層400を形成する工程は特に限定されるものではなく、既に公知となっているいずれかの方法で形成してもよい。例えば、熱硬化性樹脂層13の表面に全面にレジスト層を形成した後に、その一部を除去することによって開口402を有するレジスト層400を形成してもよい。このとき、例えば露光工程及び現像工程によって、レジスト層の一部を除去してもよい。開口402は、溝状に形成してもよい。そして、本変形例では、導電体25,26を、熱硬化性樹脂層13における開口402からの露出部413に形成する(図3(c)参照)。言い換えると、導電体25,26を、開口402内に形成してもよい。これによると、導電体25,26を、開口402の幅と同じ幅になるように形成することができる。すなわち、開口402によって、導電体25,26の幅を制限することができる。そのため、導電体25,26を設計通りに形成することが可能となる。
本変形例では、図3(b)に示すように、導電体25,26を、導電性微粒子を含有する溶剤405を利用して形成してもよい。詳しくは、導電性微粒子を含有する溶剤405を選択的に吐出して、導電体25,26を形成してもよい。これにより、効率よく導電体25,26を形成することができる。このとき、図3(b)に示すように、溶剤405を、開口402上から吐出してもよい。言い換えると、溶剤405を、露出部413上に吐出してもよい。これにより、導電体25,26を、露出部413上に形成することができる。ここで、導電性微粒子は、金や銀等の酸化しにくく、電気抵抗の低い材料から形成されていてもよい。金の微粒子を含む溶剤として、真空冶金株式会社の「パーフェクトゴールド」、銀の微粒子を含む溶剤として、同社の「パーフェクトシルバー」を使用してもよい。なお、微粒子とは、特に大きさを限定したものではなく、分散媒とともに吐出できる粒子である。また、導電性微粒子は、反応を抑制するために、コート材によって被覆されていてもよい。溶剤405は、乾燥しにくく再溶解性のあるものであってもよい。導電性微粒子は、溶剤405中に均一に分散していてもよい。導電体25,26を形成する工程は、溶剤405を吐出することを含んでもよい。導電性微粒子を含有する溶剤405の吐出は、インクジェット法やバブルジェット(登録商標)法等によって行ってもよい。あるいは、マスク印刷やスクリーン印刷あるいはディスペンサによって、溶剤405を吐出してもよい。そして、分散媒を揮発させる工程や、導電性微粒子を保護しているコート材を分解する工程等を経て、導電部材を形成してもよい。そして、これらの工程によって、あるいはこれらの工程を繰り返すことによって、図3(c)に示すように、導電体25,26を形成してもよい。
なお、本変形例では、レジスト層400を、上端面404が、熱可塑性樹脂層13の電子部品10とは反対側の表面よりも、溶剤405との親和性が悪くなるように形成してもよい。言い換えると、レジスト層400を、上端面404が、露出部413よりも、溶剤405との親和性が悪くなるように形成してもよい。これによれば、溶剤405がレジスト層400の開口402内に入り込みやすくなるため、開口402の幅が溶剤405の液滴の直径よりも小さい場合でも、導電体25,26を効率よく製造することができる。すなわち、溶剤405の液滴の直径よりも幅の狭い導電体を、効率よく製造することができる。例えば、熱可塑性樹脂層13を構成する樹脂よりも、溶剤405との親和性の悪い材料を利用してレジスト層400を形成してもよい。
本変形例では、図3(d)に示すように、導電体25,26を形成した後に、レジスト層400を除去する工程を含んでいてもよい。レジスト層400を除去することで、レジスト層400上の導電性微粒子を除去することができるため、導電体25,26同士の電気的なショートが発生しにくい、信頼性の高い電子部品実装体を形成することができる。
[第3実施形態]
次に、図4を参照して、本発明に係る第3実施形態について説明する。この実施形態でも、第1実施形態又は第2実施形態と同一の構成要素には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
本実施形態では、図4(a)に示すように、複数の電子部品10のバンプ電極11,12を金属箔などで構成される導体層24上に圧着する。ここで、電子部品10又は導体層24を加熱することによってバンプ電極11,12と導体層24とを合金化させることが好ましい。この工程により、複数の電子部品10が導体層24によって一体化される。
次に、上記のようにして一体化された複数の電子部品10に対して型成形によって熱可塑性樹脂層が一体となるように成形する。より具体的には、図4(b)に一点鎖線で示すように、電子部品10と導体層24との間にキャビティCが構成される態様で、金型内に複数の電子部品10及び導体層24をセットし、図示しない射出成形機などを用いることによって、矢印で示すように溶融樹脂をキャビティC内に注入する。その後、金型内部の温度が低下することによって注入された樹脂が硬化し、図4(c)に示す熱可塑性樹脂層23が形成される。
本実施形態では、型成形により熱可塑性樹脂層23を形成するため、型形状によって熱可塑性樹脂層23を自由な形状に成形できる。図示例では、電子部品10を全て包み込む態様で熱可塑性樹脂層23が形成されている。ただし、本発明においては、熱可塑性樹脂層23は、バンプ電極11,12が完全に包み込まれるように電子部品10の実装面10Xと、導体層24におけるバンプ電極11,12が導電接触している面との間に熱可塑性樹脂が充填されるように構成されればよい。
その後、第1実施形態と同じ方法で、図4(c)に示すように、導体層24をパターニングすることにより、バンプ電極11,12に導電接続された導電体15,16を形成する。その後、第1実施形態と同様に熱可塑性樹脂層23を分割することにより、電子部品10、熱可塑性分割層23B及び導電体15,16を備えた電子部品実装体20Pを分割形成する。
この実施形態において、上述のように導体層24によって複数の電子部品10が一体化され、この状態で型成形により熱可塑性樹脂層23が成形されるため、取り扱いが容易で、生産性を向上させることが可能になる。
[第4実施形態]
次に、図5を参照して本発明に係る第4実施形態について説明する。この実施形態では、図5(a)に示すように、電子部品10のバンプ電極11,12を支持体17に圧着することにより、複数の電子部品10を支持体を介して一体化する。ここで、支持体17は、第3実施形態の導体層24と同様に金属などの導体で構成されていてもよく、また、導体以外の任意の材料で構成されていてもよい。ただし、バンプ電極11,12に対する良好な固着性を有し、後述するように後の工程において除去するためには、支持体17は金属(金属板など)で構成されていることが好ましい。
次に、図5(b)に示すように、第3実施形態と同様の方法で熱硬化性樹脂層23を形成する。その後、図5(c)に示すように、支持体17をエッチングなどによって除去する。しかる後に、第2実施形態と同様の方法により、図5(d)に示すように、熱可塑性樹脂層23の表面にバンプ電極11,12に導電接続された導電体25,26を形成する。
最後に、熱可塑性樹脂層23を図5(d)の一点鎖線に沿って分割することにより、電子部品10、熱可塑性樹脂分割層23B及び導電体,25,26を備えた電子部品実装体20P’を形成する。
この実施形態では、複数の電子部品10を一体化するための支持体17を、後に形成する導電体25,26とは別に設けることにより、支持体17の材質や形状の制約が少なくなり、自由に選定できるという利点がある。
[第5実施形態]
次に、図8を参照して本発明に係る第5実施形態について説明する。この実施形態では、図8(a)に示す熱可塑性樹脂層33に、図8(b)に示すように貫通孔33a,33bを形成することに特徴がある。また、図8(a)に示すように、電子部品30のバンプ電極31,32の突出高さは、熱可塑性樹脂層33の厚さよりも小さく設定されている。
熱可塑性樹脂層33の片面には導体層34が配置されている。この導体層34は熱可塑性樹脂層33の片面上に固着されていることが好ましい。
上記の貫通孔33a,33bは、図7に示すようにレーザ発振器35で生成されるレーザ光35Rによって形成される。この穿孔方法では、レーザ発振器35で発生したレーザ光35Rを熱可塑性樹脂層33に照射することによって熱可塑性樹脂が溶融して焼失する。図示例では、レーザ発振器35から光ファイバ36及び光学系37を介してレーザ光35Rが熱可塑性樹脂層33に照射される。貫通孔33a,33bは、バンプ電極31,32の形成間隔に合わせて形成される。貫通孔33a,33bの直径は、例えば10〜50μm程度であり、バンプ電極31,32とほぼ同じ径であることが好ましいが、バンプ電極よりも小径或いは大径であってもよい。このように形成された貫通孔33a,33bには導体層34が臨んでいる。
その後、貫通孔33a,33bの内部に導電材料Nを配置する(図8(C)参照)。この導電材料Nとしては、例えば、Sn,IN,Znなどといった低融点金属の粉体を加熱溶融させたもの、同金属の柱状体、或いは、金属ペーストなどといった導電性粒子を分散させた導電性の流動材料を硬化させたものなどを用いることができる。この導電材料Nは、導体層34に導電接続された状態となっている。導体層34と導電材料Nとは、加熱処理などによって相互に合金接合していることが好ましい。導電材料Nは貫通孔33a,33bの全体に充填される必要はなく、導体層34に導電接続されていれば、図示のように、導体層34とは反対側の熱可塑性樹脂層33の表面よりも低い位置までにとどまっていてもよい。
その後、図8(c)に示すように、電子部品30を熱可塑性樹脂層33に装着する。このとき、バンプ電極31,32が上記貫通孔33a,33bに合致するように電子部品30を熱可塑性樹脂層33に押し付ける。特に、加熱加圧ヘッド2を用いて電子部品30を加熱しながらバンプ電極31,32が貫通孔33a,33bの内部に挿入され、導電材料Nに導電接続されるようにする。特に、加熱により、バンプ電極31,32と導電材料Nとを合金化させることが好ましい。
その後は、第1実施形態と同様に導体層34をパターニングして導電体を形成し、さらに、熱可塑性樹脂層33を電子部品30毎に分割し、電子部品実装体を形成する。
本実施形態では、熱可塑性樹脂層33に設けた貫通孔33a,33bの中に導電材料Nを配置することによって、この導電材料Nを介してバンプ電極31,32と導電体とが導電接続されるように構成しているので、バンプ電極31,32の突出高さと、熱可塑性樹脂層33の厚さとの間に高い自由度を確保することができる。
なお、熱可塑性樹脂層33に貫通孔33a,33bを形成し、この貫通孔33a,33bにバンプ電極31,32を挿入するようにして電子部品30を熱可塑性樹脂層33に装着してから、貫通孔33a,33bの反対側からバンプ電極31,32に導電接続するように導電材料Nを充填し、その後、この導電材料Nと導電接続するように導電体を形成してもよい。
[第6実施形態]
次に、図9を参照して、本発明に係る電気光学装置を示す第6実施形態について説明する。この実施形態では、上記各実施形態にて製造した電子部品実装体10Pを備えた電気光学装置100を構成してある。以下においては電子部品実装体10Pを用いる場合を例にとり説明するが、電子部品実装体10P’,20P,20P’、或いは、第5実施形態により形成された電子部品実装体についても同様に用いることができる。ここで、電子部品実装体10Pは、その電子構造領域に電気光学装置を駆動するための駆動信号を生成する回路を内包するもの(すなわち、液晶駆動用ICチップの実装体)であることが望ましい。
本実施形態の電気光学装置100は、液晶表示装置であり、電気光学パネル(液晶パネル)110と、これに実装された回路基板(フレキシブル配線基板)120とを備えている。電気光学パネル110は、ガラスやプラスチックなどで構成される一対の基板111と112をシール材113によって貼り合わせてなり、両基板111と112の間には液晶などの電気光学物質114が封入されている。基板111の内面上には、ITOなどの透明導電体で構成された透明電極111aが形成され、その上を配向膜111bが覆っている。また、基板112の内面上には上記と同様の材料で構成された透明電極112aが形成され、その上を配向膜112bが被覆している。また、基板111及び112の外面上には偏光板115,116が配置されている。
一方、回路基板120は、絶縁基材121の表面(図示下面)上にCuなどで構成される配線パターン121aが形成されてなる。絶縁基材121はエポキシやポリイミドなどの熱硬化性樹脂、又はポリエステル、ポリアミド、芳香族ポリエステル、芳香族ポリアミド、テトラフルオロエチレン、ポリイミドなどの熱可塑性樹脂で構成される。配線パターン121aは、電気光学パネル110に対する接続端子部121bなどの端子部分を除いて保護膜122により被覆されている。接続端子部121bは異方性導電膜117を介して基板111の表面上の配線111cに導電接続されている。なお、この配線111cは、上記透明電極111a,112aに導電接続され、それぞれ基板111の基板張出部(基板112の外形よりも周囲に張り出した部分)に引き出されたものである。
絶縁基材121の配線パターン121aが形成されている表面とは反対側の表面(図示上面)には、上記配線パターン121aに導電接続された接続パッド123,124,125,126が露出している。そして、これらの接続パッドに各種の電子部品127,128が実装されている。接続パッド123,124には、上述の電子部品実装体10Pが実装されている。この電子部品実装体10Pは、加圧加熱ヘッドなどにより加熱された状態で回路基板120に対して押し付けられ、加圧される。これによって熱可塑性樹脂分割層13Bの一部が軟化若しくは溶解して、導電体35,36と接続パッド123,124との導電接続部分の周囲を熱可塑性樹脂分割層13Bが覆い、電子部品実装体10Pと絶縁基材121との間の隙間が完全に密閉される。このようにすると、アンダーフィル樹脂の注入作業が不要であるために実装作業が容易になり、また、ボイドの発生を抑制することができることから実装構造の電気的信頼性を高めることができる。
特に、本実施形態の回路基板の絶縁基材121は熱可塑性樹脂で構成されているため、電子部品実装体10Pの熱可塑性樹脂分割層13Bとの溶着性が良好であることから、十分な保持力及び封止性能を備えた実装構造を得ることができる。
[第7実施形態]
次に、図10を参照して本発明に係る電気光学装置を示す第7実施形態について説明する。この実施形態の電気光学装置200は、上記第6実施形態の電気光学パネル110と同じ電気光学パネル210と、第6実施形態の回路基板120とほぼ同様の回路基板220とを備えている。したがって、それぞれ対応する構成要素である基板211,212、透明電極211a,212a、配線211c、配向膜211b,212b、シール材213、電気光学物質214、偏光板215,216、絶縁基材221、配線パターン221a、保護膜222、接続パッド部223,225,226、電子部品227,228は第6実施形態と同様であるので、説明を省略する。
本実施形態では、電気光学パネル310の配線211cと、回路基板220の接続パッド部223とに電子部品実装体10Pが実装され、その結果、回路基板220が電子部品実装体10Pを介して電気光学パネル210に接続された態様となっている。図示例では、電子部品実装体10Pは、第6実施形態と同様に直接回路基板220上に実装されている。一方、電子部品実装体10Pは異方性導電膜217を介して配線211cに導電接続されている。ただし、電子部品実装体10Pの導電体15を直接配線211cに導電接続するように構成してもよい。
[第8実施形態]
最後に、図11を参照して本発明に係る別の電気光学装置を示す第8実施形態について説明する。この実施形態の電気光学装置(液晶表示装置)300は、電気光学パネル310と、これに実装された回路基板320とを有する。電気光学パネル310は、第6実施形態の電気光学パネル110とほぼ同様の構造を有し、基板311,312、透明電極311a,312a、配向膜311b,312b、配線311c、シール材313、液晶などの電気光学物質314、偏光板315,316は第6実施形態で説明したものと同じであるため、説明を省略する。
また、回路基板320においても、絶縁基材321、配線パターン321a、接続端子部321b、保護膜322、接続パッド部323,324,325,326、電子部品327,328,329は第6実施形態で説明したものと同じであるので、説明を省略する。
この実施形態では、電気光学パネル310を構成する一方の基板311の表面上に上記の電子部品実装体10P”が直接実装されている点で、第6実施形態とは異なる。また、電子部品実装体10P”が基板311にのみ実装されている点で第7実施形態とも異なる。電子部品実装体10P”は、上記と同様に基板311の基板張出部上に引き出されてなる配線311cに対して導電体15,16'を導電接続させた状態で基板311に直接実装されている。基板311はガラスやプラスチックなどで構成されるが、本実施形態では、電子部品実装体10P”を基板311上に配置し、加圧加熱状態とすることによって、熱可塑性樹脂分割層13B”が軟化若しくは溶解することにより基板311に対して密着固定される。
また、この実施形態では、回路基板320が電子部品実装体10P”に対して実装されている点でも上記各実施形態とは異なる。さらに、電子部品実装体10P”では、熱可塑性樹脂分割層13B”の表面上に露出した、導電体16’に導電接続された接続パッド部16Eが設けられている。この接続パッド部16Eには回路基板320の接続端子部321bが導電接続している。電子部品実装体10P”は、上記のように熱可塑性樹脂層13を分割することにより形成されるため、導体パターンなどを自由に設定することができ、導電体16’や接続パッド部16Eなども設けることができる。
本実施形態では、電気光学パネル310の基板311上に電子部品実装体10P”を直接実装し、この電子部品実装体10P”に回路基板320を実装しているため、電気光学パネル310に対する実装が1回で済むといった利点がある。
尚、本発明は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記電気光学装置の実施形態では、パッシブマトリクス型の液晶表示装置を例示したが、本発明は図示例のようなパッシブマトリクス型の液晶表示装置だけではなく、アクティブマトリクス型の液晶表示装置(例えばTFT(薄膜トランジスタ)やTFD(薄膜ダイオード)をスイッチング素子として備えた液晶表示装置)にも同様に適用することが可能である。また、液晶表示装置だけでなく、エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電子放出素子を用いた装置(Field Emission Display 及び Surface-Conduction Electron-Emitter Display 等)などの各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することが可能である。
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
第1実施形態の製造方法を模式的に示す概略工程断面図(a)−(c)。 第2実施形態の製造方法を模式的に示す概略工程断面図(a)−(c)。 第2実施形態の製造方法の変形例を模式的に示す概略工程断面図(a)−(d)。 第3実施形態の製造方法を模式的に示す概略工程断面図(a)−(c)。 第4実施形態の製造方法を模式的に示す概略工程断面図(a)−(d)。 第2実施形態の導電体の製造工程を模式的に示す概略工程説明図。 第5実施形態の樹脂穿孔工程を模式的に示す概略工程説明図。 第5実施形態の製造方法を模式的に示す概略工程断面図(a)−(c)。 第6実施形態の電気光学装置の実装構造を模式的に示す概略断面図。 第7実施形態の電気光学装置の実装構造を模式的に示す概略断面図。 第8実施形態の電気光学装置の実装構造を模式的に示す概略断面図。
符号の説明
10 電子部品、10A 電子構造領域、11,12 バンプ電極、13 熱可塑性樹脂層、14 導体層、15,16 導電体、10P 電子部品実装体、13B 熱可塑性樹脂分割層、100 電気光学装置、110 電気光学パネル、120 回路基板

Claims (16)

  1. バンプ電極を具備する複数の電子部品を、一体の熱可塑性樹脂層に対して前記バンプ電極が前記熱可塑性樹脂層内に埋設されるように装着する部品装着工程と、
    前記熱可塑性樹脂層の前記電子部品とは反対側の表面に、前記バンプ電極に導電接続される導電体を形成する導電体形成工程と、
    前記熱可塑性樹脂層を前記電子部品毎に分割することにより、前記バンプ電極に導電接続された前記電子部品が、前記導電体を有する前記熱可塑性樹脂層に実装されてなる電子部品実装体を形成する部品分割工程と、
    を有することを特徴とする電子部品実装体の製造方法。
  2. 前記部品装着工程では、前記電子部品若しくは前記熱可塑性樹脂層を加熱することを特徴とする請求項1に記載の電子部品実装体の製造方法。
  3. 前記部品装着工程では、前記バンプ電極が前記熱可塑性樹脂層を貫通し、前記熱可塑性樹脂層における反対側の表面に露出するように構成することを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品実装体の製造方法。
  4. 前記部品装着工程では、前記バンプ電極が前記熱可塑性樹脂層内から前記熱可塑性樹脂層の反対側に予め配置された導体層と導電接触するように構成し、
    前記導電体形成工程では、前記導体層をパターニングして前記導電体を形成することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電子部品実装体の製造方法。
  5. 前記部品装着工程の前に、前記熱可塑性樹脂層に貫通孔を形成する樹脂穿孔工程と、前記貫通孔内に導電材料を配置する導電材料配置工程とを有し、前記部品装着工程では、前記バンプ電極を前記貫通孔に挿入して前記導電材料に導電接続させることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品実装体の製造方法。
  6. 前記部品装着工程では、型成形により前記複数の電子部品と一体に熱可塑性樹脂層を成形することを特徴とする請求項1に記載の電子部品実装体の製造方法。
  7. 前記部品装着工程では、前記複数の電子部品を支持体に保持することによって一体化した状態で前記型成形を行うことを特徴とする請求項6に記載の電子部品実装体の製造方法。
  8. 前記支持体は前記バンプ電極に導電接続された導電体であり、前記導電体形成工程では、前記支持体をパターニングすることにより前記導電体を形成することを特徴とする請求項7に記載の電子部品実装体の製造方法。
  9. 前記導電体形成工程では、前記熱可塑性樹脂層における前記電子部品とは反対側の表面上に流動性材料を選択的に塗布し、前記流動性材料を硬化させることによって前記導電体を形成することを特徴とする請求項1乃至3、5乃至7のいずれか一項に記載の電子部品実装体の製造方法。
  10. 前記導電体形成工程では、液状の前記流動性材料を液滴として選択的に吐出することを特徴とする請求項9に記載の電子部品実装体の製造方法。
  11. 前記導電体形成工程では、ペースト状の前記流動性材料を選択的に印刷することを特徴とする請求項9に記載の電子部品実装体の製造方法。
  12. 前記導体形成工程は、前記熱可塑性樹脂層の前記電子部品とは反対側の表面上にパターニングされた開口を有するレジスト層を形成する工程を含み、
    前記導電体を、前記熱可塑性樹脂層における前記開口からの露出部に形成することを特徴とする請求項1乃至3、5乃至7、9乃至11のいずれか一項に記載の電子部品実装体の製造方法。
  13. 前記導電体形成工程は、導電性微粒子を含有する溶剤を選択的に吐出する工程を含み、
    前記レジスト層を、上端面が、前記熱可塑性樹脂層の前記電子部品とは反対側の表面よりも前記溶剤との親和性が悪くなるように形成することを特徴とする請求項12記載の電子部品実装体の製造方法。
  14. 前記導電体を形成した後に、前記レジスト層を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の電子部品実装体の製造方法。
  15. 請求項1乃至14のいずれか一項に記載の製造方法により製造された電子部品実装体を熱圧着により回路基板上に実装する工程と、前記回路基板を電気光学パネルに実装する工程とを有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  16. 請求項1乃至14のいずれか一項に記載の製造方法により製造された電子部品実装体を電気光学パネルを構成する基板上に熱圧着により実装することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
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