JP2005209767A

JP2005209767A - 電子モジュールおよびこの電子モジュールを搭載した電子機器ならびに電子モジュールにおける圧着接続確認方法

Info

Publication number: JP2005209767A
Application number: JP2004012759A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Ohazama; 秀隆大峡
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2005-08-04
Also published as: KR20050076689A; TW200526094A; CN1645985A

Abstract

【課題】ＩＣまたはフレキシブル配線基板等と透明基板との配線端子が、熱圧着により確実に接続しているか否かを定量的に評価、管理することができる構成を備えた電子モジュールおよびこの電子モジュールを搭載した電子機器ならびに電子モジュールにおける熱圧着接続確認方法を提供する。
【解決手段】ダミー端子５と透明基板２間において圧着されたＡＣＦの有効な導電粒子数の最低個数が、該電子モジュール内の同条件で圧着された接続端子３における有効な導電粒子数の必要最低個数以上であれば、該電子モジュールは、ＡＣＦによる圧着接続状態が良好であるとして選別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子モジュールの圧着接続に関し、より詳細には、例えば、ＩＣやフレキシブル配線基板等と透明基板との配線端子間の熱圧着による接続状態を定量的に評価、管理することができる構成を備えた電子モジュールおよびこの電子モジュールを搭載した電子機器ならびに電子モジュールにおける熱圧着接続確認方法に関する。

携帯電話機や携帯情報端末機（ＰＤＡ）等の普及によって、より高精細な画像表示機能を有し、薄型かつ低消費電力を実現することができる表示パネルが求められている。
上記要求を満たす表示パネルとして、従来から液晶表示パネルが多くの製品に採用されているが、近年、自発光型表示素子としての特質を有することから、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示パネルも一部の製品に採用されており、次世代の表示パネルとして注目されている。

上記表示パネルにおいては、一般に、ＩＣと透明基板（ガラス基板）、または、フレキシブル配線基板と透明基板（ガラス基板）との配線端子間は、導電粒子を含む異方性導電膜（ＡＣＦ；ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）を介して、熱圧着により接続されている。

前記ＡＣＦは、熱可塑性または熱硬化性の樹脂フィルム内に多数の導電粒子を分散させたものであり、前記導電粒子の一定量がつぶれるような条件での熱圧着により、対峙する端子や電極間において導電粒子がつながり単一方向への導電性を示し、これにより、端子や電極間が電気的かつ機械的に接続される。
このため、ＡＣＦは、多数の端子や電極間を一括して同時に接続させる場合に好適に用いられる。

図２に、ＡＣＦにより熱圧着されたＩＣと透明基板間の接続端子部の構成を示す。図２に示す接続端子部は、透明電極４および金属配線８が設けられた透明基板２が、ＩＣ１の接続端子（バンプ）３と、ＡＣＦ７を介してフェイスダウンで圧着されている。
上記のように構成された接続端子部においては、圧着部の外側には、不透明な金属配線８があるため、外観からは、該圧着部を直接観察することができず、ＡＣＦ７に含まれる導電粒子数を計測する等の方法によって、熱圧着が確実に行われたか否かを確認することは困難であった。

これに対して、特許文献１には、ガラス基板の非圧着面から透視可能な液晶装置が開示されている。
図１に、上記特許文献１に開示された液晶装置と同様の電子モジュールの接続端子部の裏面図を示す。図１においては、熱圧着部Ａの両端部にダミー端子（バンプ）５を２箇所設けて、当該箇所においては、金属配線８に替えて、ダミー端子５の周囲に金属膜６が設けられている。

図３に、図１におけるダミー端子部の断面図を示す。図３に示すように、ダミー端子部においては、図２と比較して分かるように、透明基板２側に不透明の金属配線８がない状態とすることにより、透明基板２の非圧着面から熱圧着部が透視可能であり、ダミー端子５上のＡＣＦ７の導電粒子のつぶれ具合を直接観察して確認することができる。
特開平１１−１２５８３７号公報

ところで、上記した表示パネルにおいて、液晶表示パネルの各画素は、基本的には電圧駆動型であるため、透明基板側とフレキシブル配線基板等側の電極間の接続抵抗は、あまり問題視されない。換言すれば、液晶パネル表示においては、前記両電極間の接続抵抗は多少大きくても、また、多少ばらついていても、画像の表示に影響を与える度合いは比較的少ない。

一方、近年注目されている有機ＥＬ表示パネルにおいては、その表示画素は、電流駆動型であり、しかも、駆動電流にほぼ比例して画素の発光輝度も変化する電流依存特性を有している。特に、パッシブ駆動型ＥＬ表示パネルにおいては、液晶とは異なり、各素子に比較的大きな電流が流れるため、カソード側の配線抵抗や接続抵抗が問題になる場合が多い。
このため、上記のような熱圧着接続においては、電気的な接続が十分になされていることが要求される。

さらに、近年、ＩＣまたはフレキシブル配線基板等と透明基板とを熱圧着する際の接続端子は、狭ピッチ化が著しく、より確実な熱圧着接続が要求されている。
したがって、接続端子部の接続圧着状態については、定性的な管理のみならず、定量的な評価、管理の必要性が増大してきた。

しかしながら、上記特許文献１においては、導電粒子のつぶれ具合等による圧着状態の管理は、目視確認による定性的な面からのみに限定されていた。すなわち、上記引用文献１には、ダミー端子の面積に関しては、何ら記載されておらず、また、つぶれた導電粒子の個数に関する管理基準についても開示されていない。

本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、製造ライン等において、ＩＣまたはフレキシブル配線基板等と透明基板との配線端子が、熱圧着により確実に接続しているか否かを定量的に評価、管理することができる構成を備えた電子モジュールおよびこの電子モジュールを搭載した電子機器ならびに電子モジュールにおける熱圧着接続確認方法を提供することを解決課題とするものである。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る電子モジュールの好ましい形態は、請求項１に記載のとおり、透明基板と電子部材とのそれぞれに設けられた複数の接続端子の少なくとも１組が、異方性導電膜を介して電気的に接続された電子モジュールであって、前記電子部材の少なくとも１箇所に、前記透明基板の非接続面から透視可能であるダミー端子が設けられ、前記ダミー端子と透明基板間において圧着された前記異方性導電膜の導電粒子数によって選別されたものである点に特徴を有する。

また、上記課題を解決するためになされた本発明に係る電子モジュールにおける熱圧着接続確認方法の好ましい態様の一つは、請求項７に記載のとおり、透明基板と電子部材とのそれぞれに設けられた複数の接続端子の少なくとも１組が、異方性導電膜を介して電気的に接続された電子モジュールについて、前記電子部材の少なくとも１箇所に、前記透明基板の非接続面から透視可能であるダミー端子を設け、前記ダミー端子と透明基板間において圧着された前記異方性導電膜の導電粒子数によって圧着接続状態を確認するものである。

以下、本発明の好ましい態様について、添付図面を参照して、より詳細に説明する。
本発明に係る電子モジュールの基本的な構成は、図１の従来技術として示したものと同様である。すなわち、図１に示す電子モジュールは、透明基板２上の透明電極４に所定のパターンで設けられた金属配線８と、前記金属配線８に対応して設けられた複数のＩＣ１のバンプ３とを接続するにあたり、前記複数のバンプ３の両端部に、前記金属配線８に替えて金属膜６を設けた配線接続されないダミー端子５を形成したものである。
そして、上記図１におけるダミー端子部の断面図である図３に示すように、ダミー端子部においては、不透明な金属配線８がないため、透明基板２の非接続面（非圧着面）からＡＣＦ７を透視することができる。
このため、本発明に係る電子モジュールにおいては、ダミー端子５と透明基板１間の圧着部を外観から直接観察することができ、ＡＣＦ７を介した熱圧着における電気的な性質を基礎とした統計的手法を用いて、圧着接続状態を定量的に管理することができる。

なお、前記ＩＣは、フレキシブル配線基板に置換して同様の構成としてもよく、本発明でいう電子部材とは、ＩＣ、フレキシブル配線基板等を総称した意味で用いられる。
したがって、透明基板とフレキシブル配線基板との配線端子間の圧着接続においても、上記ＩＣの場合と同様の構成とすることにより、圧着接続状態を定量的に管理することができる。

ＡＣＦによる接続においては、その接続状態が良好であるか否かは、該ＡＣＦに含まれる導電粒子のうちの有効な導電粒子数に依存する。有効な導電粒子とは、上記引用文献１にも開示されているように、つぶれていることを観察により確認することができる導電粒子である。
ただし、実際には、配線端子間の圧着ずれ、例えば、図４に示すようなバンプ３と透明電極４との圧着ずれによる有効圧着幅Ｗの減少、ＡＣＦの品質のばらつき、金属電極の幅のばらつき、バンプの表面凹凸のばらつき等の種々の要因により、その個数は減少する。

前記導電粒子数の計測は、従来と同様に、顕微鏡による観察により行ってもよく、また、ＣＣＤカメラ等を用いて自動化を図った方法等を用いてもよい。

図５に、良品の電子モジュールのダミー端子部において、つぶれていることを確認することができた有効な導電粒子数の計測結果の分布曲線を示す。この分布曲線は、図１に示したような電子モジュールにおいて、バンプが幅４０μｍ×長さ９０μｍ、透明電極が幅４０μｍの場合のデータの一例である。
上記した有効な導電粒子数を減少させる種々の要因を無視することができ、設計値どおりにほぼ理想的な状態で圧着されたダミー端子部においては、有効な導電粒子数は、図５の（ａ）に示すような分布曲線となり、バンプ１個当たり平均２９．８個であり、標準偏差σは２．１０個であった。

しかしながら、実際には、上記した種々の要因により、導電粒子数は少ない状態となる。
図５の（ｂ）および（ｃ）は、有効な導電粒子数の実際値の分布曲線を示したものである。図５の（ｂ）に示す分布曲線においては、有効な導電粒子数は、バンプ１個当たり平均１９．５個であり、また、（ｃ）に示す分布曲線においては、有効な導電粒子数は、バンプ１個当たり平均１０．１個である。

ここで、前記バンプ１個当たりの必要導電粒子数を概算する。
例として、アノードが、最大約１８ｍＡの電流が必要である場合、製品規格において導電粒子１個当たりの最低電流値が１０ｍＡであるとすると、１対の接続端子間において最低２個の有効な導電粒子があれば足りる。
また、例えば、８０℃、湿度８０％での５００時間の環境加速試験等のデータから、経年変化による導電粒子の電流値の劣化は最大約１／２とみなすことができる。
したがって、このような経年変化も考慮すると、圧着時には、１対の接続端子間に最低４個の有効な導電粒子があれば足りることとなる。

上記図５の（ｃ）のような分布曲線を示すダミー端子部においては、（平均値−６σ）の値がバンプ１個当たり４．４個であり、これは、上記のような経年変化も含めた最低限の有効な導電粒子数である４個を上回る値である。
また、（平均値＋６σ）の値がバンプ１個当たり１５．８個であることから、任意のバンプの有効な導電粒子数が１６個以上であれば、上記した１対の接続端子間に必要な有効な導電粒子数である４個を満たすものであると言える。
以上より、上記サイズのバンプにおいては、ダミー端子部における有効な導電粒子の最低個数を１６個と定める。

上記のように、ダミー端子と前記透明基板間において圧着されたＡＣＦの有効な導電粒子数の最低個数（上記の場合は１６個）が、該電子モジュール内の同条件で圧着された接続端子における有効な導電粒子数の必要最低個数（上記の場合は４個）以上であれば、電子モジュールのＡＣＦによる圧着接続状態は良好であるというように、統計的、定量的に圧着接続状態を評価、管理することができる。
なお、上記の統計的な計算例の数値は、端子サイズ、ＡＣＦの種類、圧着条件、基板の種類等によって変動するものであるため、有効な導電粒子数は、機種ごとに定める必要がある。

本発明においては、前記ダミー端子は、接続端子１列当たり２箇所以上設けることが好ましい。１箇所でも有効な導電粒子が必要最低個数未満である場合には、配線端子間の接続圧着状態は十分でなく、したがって、該電子モジュールは不良品であると判定する。
該電子モジュールは、再度、圧着工程にフィードバックされる場合もあり、上記のような有効な導電粒子数による選別基準を満たす状態となるまで、同様の工程を繰り返す。

また、前記ダミー端子は、接続端子と同じ面積（サイズ）の方が計測・計算上取り扱いやすく、評価、管理においても利便性、再現性に優れる。少なくとも、前記接続端子の長さおよび幅の一方と同じであることが好ましい。
なお、接続端子のレイアウト等の制限から、ダミー端子の面積が異なる場合であっても、計測時に相関関係を予め求めておくことにより、上記と同様の手法により、適正な評価を行うことが可能である。

本発明によれば、上記のようにして配線端子間の接続圧着状態が確認された電子モジュールを搭載することにより、歩留の向上、信頼性の向上を図ることができる表示パネル装置等の各種電子機器を提供することができる。

電子モジュールの接続端子部の裏面図である。ＡＣＦにより熱圧着されたＩＣと透明基板間における接続端子部の構成を示す断面図である。図１におけるダミー端子部の断面図である。配線端子間の有効圧着幅を説明するための図である。有効な導電粒子数の計測結果の分布曲線を示したものである。

符号の説明

１ＩＣ
２透明基板
３接続端子（バンプ）
４透明電極
５ダミー端子
６金属膜
７異方性導電膜（ＡＣＦ）
８金属配線

Claims

透明基板と電子部材とのそれぞれに設けられた複数の接続端子の少なくとも１組が、異方性導電膜を介して電気的に接続された電子モジュールであって、
前記電子部材の少なくとも１箇所に、前記透明基板の非接続面から透視可能であるダミー端子が設けられ、前記ダミー端子と透明基板間において圧着された前記異方性導電膜の導電粒子数によって選別されたものであることを特徴とする電子モジュール。
前記電子部材が半導体集積回路であり、かつ、その接続端子がバンプであることを特徴とする請求項１記載の電子モジュール。
前記電子部材が、フレキシブル配線基板であることを特徴とする請求項１に記載の電子モジュール。
前記ダミー端子の長さおよび幅が、前記接続端子の長さおよび幅の少なくとも一方と同じであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電子モジュール。
前記ダミー端子と前記透明基板間において圧着された前記異方性導電膜の有効な導電粒子数の最低個数が、該電子モジュール内の同条件で圧着された接続端子における有効な導電粒子数の必要最低個数以上であるとして選別されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電子モジュール。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電子モジュールが搭載されていることを特徴とする電子機器。
透明基板と電子部材とのそれぞれに設けられた複数の接続端子の少なくとも１組が、異方性導電膜を介して電気的に接続された電子モジュールについて、
前記電子部材の少なくとも１箇所に、前記透明基板の非接続面から透視可能であるダミー端子を設け、前記ダミー端子と透明基板間において圧着された前記異方性導電膜の導電粒子数によって圧着接続状態を確認することを特徴とする電子モジュールにおける圧着接続確認方法。
前記ダミー端子と前記透明基板間において圧着された前記異方性導電膜の導電粒子数の最低個数と、該電子モジュール内の同条件で圧着された接続端子における導電粒子数の必要最低個数との比較により圧着接続状態を確認することを特徴とする請求項７に記載の電子モジュールにおける圧着接続確認方法。