JP2006245554A - 電気部品の実装方法 - Google Patents

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Abstract


【課題】接着剤を用いて異なる実装方式の電気部品を効率良く実装することができる実装方法を提供する。
【解決手段】本発明は、ヘッド本体８に所定のエラストマーからなる圧着部材８を有する熱圧着ヘッド７を用いてガラス基板１上に電気部品を実装する実装方法である。本発明においては、ガラス基板１上の実装領域３に異方導電性接着フィルム４を全面的に配置した後、異なる実装方式の電気部品をこの実装領域３に配置し、異方導電性接着フィルム４に対応する大きさの圧着部材８を用いて電気部品を一括して熱圧着する工程を有する。電気部品としては、ＣＯＧ方式のＩＣチップ５、ＦＯＧ方式のフレキシブルプリント配線板６を好適に用いることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば半導体チップやフレキシブルプリント配線板等の電気部品を配線基板上に実装する技術に関し、特に接着剤を用いて電気部品を実装する技術に関する。
従来、ＬＣＤ基板等の基板上にＩＣチップ（ベアチップ）やフレキシブルプリント配線板を直接実装する方法として、バインダ中に導電粒子を分散させた異方導電性接着フィルムを用いる方法が知られている。
このようなＣＯＧ（CHIP ON GLASS）、ＣＯＦ（CHIP ON FLEX）方式の実装では、例えば図６（ａ）（ｂ）に示すように、ＬＣＤパネルを設けたガラス基板１０１の所定の実装領域１０１ａに異方導電性接着フィルム１０４を配置し、その上にＩＣチップ１０５又はフレキシブルプリント配線板１０６を搭載した後に、平坦な圧着ヘッド（図示せず）を用いてＩＣチップ１０５等を加圧・加熱して異方導電性接着フィルム１０４を硬化させて熱圧着実装を行う。
さらに、実装したＩＣチップ１０５及びフレキシブルプリント配線板１０６の周囲の領域は、ガラス基板１０１上のＩＴＯ電極の腐食を防止するため、封止樹脂を用いて封止を行うようにしている。
しかしながら、このような従来の実装方法では、ＣＯＧ実装、ＦＯＧ実装、封止工程という３つの別個独立した工程が必要であり、実装効率が悪く改善が望まれている。
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、接着剤を用いて異なる実装方式の電気部品を効率良く実装することができる実装方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、ヘッド本体に所定のエラストマーからなる圧着部材を有する熱圧着ヘッドを用いて配線基板上に電気部品を実装する実装方法であって、前記配線基板上の実装領域に接着剤を全面的に配置した後、異なる実装方式の電気部品を前記実装領域に配置し、前記接着剤に対応する大きさの圧着部材を有する熱圧着ヘッドを用いて前記電気部品を一括して熱圧着する工程を有するものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記電気部品としてＣＯＧ方式の電気部品を用いるものである。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２のいずれか１項記載の発明において、前記電気部品としてＦＯＧ方式の電気部品を用いるものである。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の発明において、前記接着剤として、異方導電性接着剤を用いるものである。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の発明において、前記配線基板が液晶表示装置用のガラス基板であるものである。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の発明において、前記配線基板上の実装領域に複数の接着剤を全面的に配置して実装を行うものである。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記接着剤として、帯状の接着剤を用いるものである。
本発明は、所定のエラストマーからなる弾性の圧着部材によって熱圧着を行うもので、例えば高さの異なる電気部品に対し複数個一括して信頼性の高い熱圧着実装を行うことができるから、配線基板上の実装領域に接着剤を全面的に配置した後、異なる実装方式（例えば、ＣＯＧ方式、ＦＯＧ方式）の電気部品をこの実装領域に配置し、前記接着剤に対応する大きさの熱圧着ヘッドを用いてこれら電気部品を一括して熱圧着することによって、従来各実装方式の電気部品毎に行っていた各実装工程（接着剤の配置、仮圧着、本圧着）を一度で行うことが可能になる。
しかも、本発明においては、配線基板上の実装領域に全面的に配置した接着剤を熱圧着により硬化させることによって、例えばＩＴＯ電極に対する封止機能を持たせることができ、その結果、従来の封止工程を省略することが可能になる。
このように、本発明によれば、工程数を大幅に削減することができるので、例えば液晶表示装置の製造の際における異方導電性接着剤を用いた実装の効率を大幅に向上させることが可能になる。
さらに、本発明において、配線基板上の実装領域に例えば帯状の複数の接着剤を全面的に配置して実装を行うようにすれば、実装する電気部品に応じて最適の条件の接着剤を用いて実装を行うことができるので、接続信頼性をより向上させることが可能になる。
本発明によれば、接着剤を用いて異なる実装方式の電気部品を効率良く実装することができる。
以下、本発明に係る電気部品の実装方法の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態の工程を示す説明図、図２は、同実施の形態の要部を示す斜視図である。
図１（ａ）に示すように、本実施の形態においては、まず、図示しない配線パターンが形成されＬＣＤパネル２が設けられたガラス基板（配線基板）１を用意する。
ここで、ガラス基板１は図示しない基台上に載置されており、この基台内にはヒーターが設けられている。
そして、このガラス基板１の実装領域３上に異方導電性接着フィルム（異方導電性接着剤）４を全面的に貼りつける。
この異方導電性接着フィルム４は、結着樹脂中に導電粒子が分散されたものである。なお、結着樹脂中に分散させる導電粒子の量は少量であれば、本発明で扱う接着剤としての溶融粘度は、導電粒子の分散の有無によって影響を及ぼすことはない。
次いで、図１（ｂ）に示すように、この異方導電性接着フィルム４の所定の位置に例えばＣＯＧ方式の電気部品であるＩＣチップ５を搭載して仮圧着を行う。
そして、図１（ｃ）に示すように、異方導電性接着フィルム４の縁部に例えばＦＯＧ方式の電気部品であるフレキシブルプリント配線板６の縁部を搭載し位置決めして仮圧着を行う。
さらに、図１（ｄ）及び図２に示すように、熱圧着ヘッド７を用いてＩＣチップ５及びフレキシブルプリント配線板６の本圧着を一括して行う。
ここで、熱圧着ヘッド７は、所定の金属からなるヘッド本体８を有し、その内部に、図示しない加熱用のヒーターが設けられている。
また、ヘッド本体８のガラス基板１と対向する部分に凹部８ａが設けられ、この凹部８ａに、プレート状のエラストマーからなる圧着部材９が各凹部８ａの内壁に密着するように取り付けられている。
本実施の形態の圧着部材９は、平面状の圧着面９ａが水平となるように配置される。そして、圧着部材９の圧着面９ａは、ガラス基板１の実装領域３上の異方導電性接着フィルム４の大きさに対応するように、例えば異方導電性接着フィルム４の大きさより若干大きくなるように構成されている。
また、圧着部材９の厚さは、各電気部品の頂部及び熱圧着時の接着剤のフィレット部分に対して最適の圧力で加圧する観点から、電気部品のうち最大の厚さを有するものと同等以上となるように設定することが好ましい。
一方、本発明の場合、圧着部材９のエラストマーの種類は特に限定されることはないが、接続信頼性を向上させる観点からは、ゴム硬度が４０以上８０以下のものを用いることが好ましい。
ゴム硬度が４０未満のエラストマーは、各電気部品に対する圧力が不十分で初期抵抗及び接続信頼性が劣るという不都合があり、ゴム硬度が８０より大きいエラストマーは、フィレット部分に対する圧力が不十分で接着剤の結着樹脂にボイドが発生して接続信頼性が劣るという不都合がある。
なお、本明細書では、ゴム硬度として、ＪＩＳ Ｓ ６０５０に準拠する規格を適用するものとする（温度条件は室温：５〜３５℃）。
このようなエラストマーとしては、天然ゴム、合成ゴムのいずれも用いることができるが、耐熱性、耐圧性の観点からは、シリコーンゴムを用いることが好ましい。
このような熱圧着ヘッド７を用い、図示しない保護フィルムを介してＩＣチップ５及びフレキシブルプリント配線板６の頂部に熱圧着ヘッド７の圧着面９ａを押し付けて以下の条件で本圧着を行う。
本発明の場合、各電気部品の周囲のフィレット部に対して十分に加熱してボイドの発生を確実に防止する観点からは、本圧着の際に、各電気部品側を所定温度で加熱するとともに、ガラス基板１側を上述の所定温度より高い温度で加熱することが好ましい。
具体的には、圧着部材９の温度が１００℃程度となるように熱圧着ヘッド４のヒーターを制御し、異方導電性接着フィルムの結着樹脂の温度が２００℃程度になるように基台のヒーターを制御する。
これにより、当該熱圧着の際、接着剤異方導電性接着フィルム４を、溶融粘度が１．０×１０2ｍＰａ・ｓ以上１．０×１０5ｍＰａ・ｓ以下となるように加熱する。
ここで、熱圧着の際の異方導電性接着フィルム４の溶融粘度が１．０×１０2ｍＰａ・ｓ未満の場合は、熱圧着時の結着樹脂の流動性が大きく、ボイドが発生して初期抵抗及び接続信頼性が劣るという不都合があり、溶融粘度が１．０×１０5ｍＰａ・ｓより大きい場合は、熱圧着時に接続部分において結着樹脂が排除しきれず、ボイドが発生して初期抵抗及び接続信頼性が劣るという不都合がある。
なお、本圧着時の圧力は、各電気部品について、１個当たり１００Ｎ程度で１５秒程度とする。
本実施の形態においては、上述したエラストマーからなる圧着部材９によって加圧を行うことによって、ＩＣチップ５及びフレキシブルプリント配線板６の頂部をガラス基板１に対して所定の圧力で押圧する一方、ＩＣチップ５及びフレキシブルプリント配線板６の側部の接着剤フィレット部を上記頂部に対する圧力より小さい圧力で押圧することができ、これにより、ＩＣチップ５及びフレキシブルプリント配線板６とガラス基板１の接続部分に対して十分な圧力を加えることができる一方で、ＩＣチップ５及びフレキシブルプリント配線板６の周囲のフィレット部に対してもボイドの生じないように加圧することができる。
その結果、本実施の形態によれば、異なる実装方式のＩＣチップ５及びフレキシブルプリント配線板６に対し、異方導電性接着フィルム４を用いて高信頼性の接続を行うことができる。
そして、本実施の形態によれば、従来ＩＣチップ５及びフレキシブルプリント配線板６毎に行っていた各実装工程（接着剤の配置、仮圧着、本圧着）を一度で行うことが可能になる。
しかも、本実施の形態においては、ガラス基板１上の実装領域３に全面的に配置した異方導電性接着フィルム４の結着樹脂を熱圧着により硬化させることによって、これにＩＴＯ電極に対する封止機能を持たせることができ、その結果、従来の封止工程を省略することが可能になる。
このように、本実施の形態によれば、工程数を大幅に削減することができるので、液晶表示装置の製造の際における異方導電性接着剤を用いた実装の効率を大幅に向上させることが可能になる。
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述の実施の形態においては、ＩＣチップ５及びフレキシブルプリント配線板６という２つの電気部品を実装する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、３つ以上の電気部品の実装する場合に適用することも可能である。
例えば、図３に示すように、ＩＣチップ５及びフレキシブルプリント配線板６に加えて、例えばＣＯＧ方式の抵抗器やコンデンサ等の他の電気部品１０を一括して熱圧着することも可能である。
この場合、他の電気部品１０についても、ＩＣチップ５及びフレキシブルプリント配線板６と同様に仮圧着を行い、上記実施の形態と同様の条件で、これらを一括して本圧着する。
図４（ａ）（ｂ）は、本発明の他の実施の形態の要部を示す説明図、図５は、同実施の形態の要部を示す斜視図であり、以下、上記実施の形態と共通する部分については同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図４（ａ）（ｂ）及び図５に示すように、本実施の形態においては、異方導電性接着剤として、複数（本例の場合は三本）の帯状の異方導電性接着フィルム４ａ、４ｂ、４ｃを用い、これら帯状の異方導電性接着フィルム４ａ〜４ｃを、ガラス基板１の実装領域３上に全面的に貼りつける。
本発明の場合、特に限定されることはないが、ＩＴＯ電極に対する封止機能を向上させる観点からは、各異方導電性接着フィルム４ａ〜４ｃを、できるだけ近接して配列することが好ましい。
また、各異方導電性接着フィルム４ａ、４ｂ、４ｃについては、特に限定されることはないが、接続信頼性を向上させる観点からは、実装する電気部品に応じて最適の条件（バインダー材料、導電粒子の種類、フィルムの大きさ、厚さ等）のものを選択することが好ましい。
そして、本実施の形態においても、熱圧着ヘッド７の圧着面９ａが、ガラス基板１の実装領域３上の異方導電性接着フィルム４ａ〜４ｃ全体の大きさに対応するように、例えば異方導電性接着フィルム４ａ〜４ｃ全体の貼付領域の大きさより若干大きくなるようにする。
本実施の形態では、異方導電性接着フィルム４ａ、４ｂ上に、複数のＩＣチップ５、他の電気部品１０を並べて搭載してそれぞれ仮圧着を行い、さらに、異方導電性接着フィルム４ｃの縁部にフレキシブルプリント配線板６の縁部を搭載して仮圧着を行う。
その後、上記実施の形態と同様、熱圧着ヘッド７を用いてＩＣチップ５、他の電気部品１０及びフレキシブルプリント配線板６を一括して本圧着する。
このような本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様に実装効率を大幅に向上させることができることに加え、実装する電気部品に応じて最適の条件の異方導電性接着フィルム４ａ〜４ｃを用いて実装を行うことができるので、接続信頼性をより向上させることができる。その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
なお、本実施の形態においては、複数の帯状の異方導電性接着フィルムを用いた場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、正方形、長方形、その他種々の形状の複数の異方導電性接着フィルムを用いることも可能である。
ただし、配線基板上に実装する電気部品１個につきアライメントマークがそれぞれ設けられている場合には、本実施の形態のように帯状の異方導電性接着フィルムを用いることが好ましい。
すなわち、帯状の異方導電性接着フィルムを用いることにより、各アライメントマークを避けるように配線基板上に複数の異方導電性接着フィルムを配置することができるので、より精度の高い実装を行うことができる。
また、上述の実施の形態においては、異方導電性接着フィルムを用いて電気部品を実装する場合を例にとって説明したが、ペースト状の異方導電性接着剤を用いることも可能であり、さらに、導電粒子を含有しない接着剤を用いることも可能である。
さらにまた、上述の実施の形態においては、熱圧着ヘッドの圧着部材についても、上記実施の形態のものに限られず、種々の態様のものを用いることができる。
例えば、実装する電気部品に対応して複数の圧着部材を設けたものを用いることもできる。
また、電気部品に対する押圧力を調整するため、ヘッド本体に枠又は突起状の部分を設けたり、圧着部材に切り込み部を設けることもできる。さらには、圧着部材を複数のブロックで構成して隙間を形成することによって押圧力を調整することも可能である。
加えて、本発明は液晶表示装置用のガラス基板上に電気部品を実装する場合のみならず、種々の配線基板上に電気部品を実装する場合に適用することができる。
ただし、本発明は液晶表示装置用のガラス基板上に電気部品を実装する場合に特に工数を削減して実装効率を向上させることができるものである。
（ａ）〜（ｄ）：本発明の実施の形態の工程を示す説明図である。本実施の形態の要部を示す斜視図である。 本実施の形態の要部を示す斜視図である。 本発明の他の実施の形態の要部を示す説明図である。 （ａ）（ｂ）：本発明の他の実施の形態を要部を示す説明図である。 同実施の形態の要部を示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）：従来の実装方法の例を示す説明図である。
符号の説明
１……ガラス基板（配線基板）
２……ＬＣＤパネル２
３……実装領域
４……異方導電性接着フィルム（異方導電性接着剤）
５……ＩＣチップ（電気部品）
６……フレキシブルプリント配線板（電気部品）
７……熱圧着ヘッド
８……ヘッド本体
９……圧着部材
９ａ…圧着面

Claims (7)

  1. ヘッド本体に所定のエラストマーからなる圧着部材を有する熱圧着ヘッドを用いて配線基板上に電気部品を実装する実装方法であって、
    前記配線基板上の実装領域に接着剤を全面的に配置した後、異なる実装方式の電気部品を前記実装領域に配置し、前記接着剤に対応する大きさの圧着部材を有する熱圧着ヘッドを用いて前記電気部品を一括して熱圧着する工程を有する実装方法。
  2. 前記電気部品としてＣＯＧ方式の電気部品を用いる請求項１記載の実装方法。
  3. 前記電気部品としてＦＯＧ方式の電気部品を用いる請求項１又は２のいずれか１項記載の実装方法。
  4. 前記接着剤として、異方導電性接着剤を用いる請求項１乃至３のいずれか１項記載の実装方法。
  5. 前記配線基板が液晶表示装置用のガラス基板である請求項１乃至４のいずれか１項記載の実装方法。
  6. 前記配線基板上の実装領域に複数の接着剤を全面的に配置して実装を行う請求項１乃至５のいずれか１項記載の実装方法。
  7. 前記接着剤として、帯状の接着剤を用いる請求項６記載の実装方法。
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