JP2008159849A - Electrode connection structure and electrode connecting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路形成体の電極に他の回路形成体の電極を、導電性粒子を介して電気的に接合する電極接合構造体及び電極接合方法に関する。 The present invention relates to an electrode bonding structure and an electrode bonding method for electrically bonding an electrode of another circuit forming body to an electrode of a circuit forming body through conductive particles.
従来、ガラス基板やフレキシブル基板等の回路形成体の電極に、他のガラス基板やフレキシブル基板、あるいは電子部品等の回路形成体の電極を電気的に接合する技術として、数μmから数十μm程度の平均粒子径を有する導電性粒子が分散された絶縁性接着剤樹脂、例えば異方性導電性シートを用いる技術が知られている。この技術は、接合対象となる電極間に異方性導電性シートを配置し、回路形成体を介して異方性導電性シートを圧着ツールで加圧するとともに加熱することで、上記絶縁性接着剤樹脂を溶融させて、導電性粒子を介して電極間を導通させる技術である。 Conventionally, as a technique for electrically bonding an electrode of a circuit forming body such as another glass substrate or a flexible substrate or an electronic component to an electrode of a circuit forming body such as a glass substrate or a flexible substrate, about several μm to several tens μm A technique using an insulating adhesive resin in which conductive particles having an average particle size of, for example, an anisotropic conductive sheet are dispersed, is known. This technique arranges an anisotropic conductive sheet between electrodes to be joined, presses the anisotropic conductive sheet with a crimping tool through a circuit forming body, and heats the insulating adhesive. In this technique, a resin is melted and electrical conduction is established between the electrodes via conductive particles.
この異方性導電性シートを用いる電極接合技術は、様々な形態の電極接合に適応可能であり、例えば、ガラス基板とフレキシブル基板との電極接合(FOG)、ガラス基板とICチップ部品との電極接合(COG)、フレキシブル基板とICチップ部品との電極接合(COF)、プリント配線基板とICチップ部品との電極接合、フレキシブル基板とフレキシブル基板との電極接合、フレキシブル基板とプリント配線基板との電極接合等、幅広く適用されている。 This electrode bonding technique using an anisotropic conductive sheet can be applied to various types of electrode bonding, for example, electrode bonding (FOG) between a glass substrate and a flexible substrate, and an electrode between a glass substrate and an IC chip component. Bonding (COG), electrode bonding (COF) between flexible substrate and IC chip component, electrode bonding between printed wiring substrate and IC chip component, electrode bonding between flexible substrate and flexible substrate, electrode between flexible substrate and printed wiring substrate Widely used for bonding, etc.
近年、例えばガラス基板とフレキシブル基板との電極接合に代表されるフラットパネルの接合技術においては、電極間に高電圧が印加されるときの接合信頼性の確保とともに、電子機器の高密度化に伴って隣接配線電極間の更なる狭ピッチ化(微細化)が求められている。具体的には、その隣接配線電極間のピッチは、従来求められていた200μm〜100μmから、100μm〜50μm以下まで狭ピッチ化することが求められている。また、例えばガラス基板とICチップ部品との電極接合やフレキシブル基板とICチップ部品との電極接合等の、ICチップ部品をフェイスダウン方式で接合する技術においても、同様に、多機能化に伴いバンプ電極間の更なる狭ピッチ化(微細化)が求められている。具体的には、それらの隣接配線電極間のピッチは、従来求められていた120μm〜80μmから、80μm〜40μm以下まで狭ピッチ化することが求められている。 In recent years, for example, in flat panel bonding technology represented by electrode bonding between a glass substrate and a flexible substrate, along with ensuring the bonding reliability when a high voltage is applied between the electrodes and increasing the density of electronic devices. Accordingly, there is a demand for further narrowing (miniaturization) between adjacent wiring electrodes. Specifically, the pitch between adjacent wiring electrodes is required to be narrowed from 200 μm to 100 μm, which has been conventionally required, to 100 μm to 50 μm or less. Similarly, in the technology for bonding IC chip components in a face-down manner, such as electrode bonding between a glass substrate and an IC chip component, or electrode bonding between a flexible substrate and an IC chip component, bumps are also developed along with the increase in functionality. There is a demand for further narrowing (miniaturization) between electrodes. Specifically, the pitch between the adjacent wiring electrodes is required to be narrowed from 120 μm to 80 μm, which has been conventionally required, to 80 μm to 40 μm or less.
上記のレベルまで隣接配線電極間の狭ピッチ化が進むと、異方性導電性シートを用いる電極接合技術においては、ショート不良や電気的な接合信頼性の低下等の不具合を生じる可能性が高くなる。 When the pitch between adjacent wiring electrodes is reduced to the above level, in the electrode bonding technique using the anisotropic conductive sheet, there is a high possibility of causing problems such as a short circuit failure and a decrease in electrical bonding reliability. Become.
すなわち、上記ショート不良は、図9Aに示すように、異方性導電性シート101が、例えば第1の電極104Aを有するガラス基板104と、第1の電極104Aと対向するように形成された第2の電極105Aを有するフレキシブル基板105との対向領域100Xに配置された状態で、圧着ツール106により加圧及び加熱されることにより、図9B及び図9Cに示すように、異方性導電性シート101の絶縁性接着剤樹脂102が溶融して対向領域100Xの縁部の外側領域100Yに流動し、この流動に伴って異方性導電性シート101に分散された導電性粒子103が外側領域100Yに流動して凝集することによって起こるものである。
That is, the short-circuit failure is caused by the fact that the anisotropic
隣接配線電極間100P(図9C参照)が狭ピッチ化(例えば100μm〜50μm以下)すると、隣接する電極間の隙間100S(図9C参照)に電極接合に関与しない導電性粒子103が溜まることができる量が少なくなり、より多くの導電性粒子103が上記外側領域100Yに押し出されて上記外側領域100Yで凝集することになるため、ショート不良が起きやすくなる。
When the pitch between the
また、隣接配線電極間100Pが狭ピッチ化すると、当然ながら第1及び第2の電極104A,105Aの幅100L(図9C参照)も狭くなるため、絶縁性接着剤樹脂102の流動に伴って流動する多数の導電性粒子103を、確実に第1及び第2の電極104A,105A間に配置(捕捉)することが困難になる。これにより、電極間に配置される導電性粒子103の数が少なくなるため、電極間の電気的接合が不安定になり、電気的な接合信頼性は低下することとなる。特に、電極間に高電圧が印加されるときには、その接合信頼性の低下は顕著になる。
In addition, when the pitch between the
上記ショート不良を防止する技術としては、例えば、特許文献1(特許3506424号公報)に開示された技術がある。これは、回路形成体の電極形成面の電極以外の部分にレジスト膜を形成した状態で、所定の接着剤を付した導電性粒子を電極形成面の全面に供給し、その後、電極以外の部分に付着した導電性粒子を除去することにより、電極のみに導電性粒子を付着させる技術である。この場合、導電性粒子を電極に予め付着させているので、電極接合時に他の回路形成体との間に配置した絶縁性接着剤樹脂を加圧及び加熱しても、絶縁性接着剤樹脂の流動に伴って、導電性粒子が流動することはない。したがって、導電性粒子の凝集が抑えられ、ショート不良が抑えられる。 As a technique for preventing the short circuit defect, for example, there is a technique disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3506424). This is because the conductive particles to which a predetermined adhesive is applied are supplied to the entire surface of the electrode formation surface in a state where a resist film is formed on the electrode formation surface of the circuit formed body other than the electrode, and then the portion other than the electrode In this technique, the conductive particles attached to the electrode are removed to remove the conductive particles. In this case, since the conductive particles are attached to the electrode in advance, even if the insulating adhesive resin placed between other circuit forming bodies is pressed and heated at the time of electrode bonding, the insulating adhesive resin The conductive particles do not flow along with the flow. Therefore, aggregation of conductive particles is suppressed, and short circuit defects are suppressed.
また、電気的な接合信頼性を確保(安定化)する技術としては、例えば特許文献2(特開2006−108523号公報)に開示された技術がある。これは、絶縁性接着剤樹脂中に導電性粒子に加えてはんだ粒子を分散した異方性導電性シートを電極間に配置した状態で加圧及び加熱し、はんだ粒子を溶融させて電極間をはんだ付けすることで、接合信頼性を確保する技術である。
しかしながら、上記特許文献1では、電極以外の部分に付着した導電性粒子を除去するために苛性ソーダ水などのエッチング液を使用する必要がある。このようなエッチング液は完全に除去することが困難であり、このエッチング液が残った状態で電極接合が行われると、接合信頼性が低下する問題がある。
また、上記特許文献2では、例えば、L/S=20μm/20μm(Lは電極の幅、Sは隣接する電極間の隙間を示す)の狭ピッチである場合には、隣接する電極間のショート不良の発生を抑えるため、はんだ粒子の最大粒子径は20μm未満にする必要がある。このサイズのはんだ粒子は、比表面積(単位体積当たりの表面積)が大きいため、はんだ粒子が酸化したときの影響が大きい。このため、はんだ粒子を溶融させるためには、かなり還元作用の強いフラックスを用いなければならない。また、はんだ粒子を溶融できたとしても、はんだ粒子が絶縁性接着剤樹脂中に分散されているので、加圧及び加熱された絶縁性接着剤樹脂の流動に伴って、溶融したはんだ粒子同士が表面エネルギーの観点から凝集を起こす恐れがあり、この凝集によりはんだブリッジが発生してショート不良が発生する恐れがある。すなわち、上記特許文献2では、隣接配線電極間が狭ピッチ化すると、ショート不良の発生を抑えることが困難になる。
However, in the said
In
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、回路形成体の電極に他の回路形成体の電極を、導電性粒子を介して電気的に接合する電極接合において、ショート不良の発生を抑え、高電圧での電気的な接合信頼性を確保するとともに狭ピッチ化に対応することができる電極接合構造体及び電極接合方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and in the electrode bonding in which the electrode of another circuit forming body is electrically bonded to the electrode of the circuit forming body through the conductive particles, a short circuit failure is caused. It is an object of the present invention to provide an electrode bonding structure and an electrode bonding method capable of suppressing the occurrence of occurrence, ensuring electrical bonding reliability at a high voltage, and corresponding to a narrow pitch.
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第1態様によれば、複数の第1の電極を有する第1の回路形成体と、
上記複数の第1の電極にそれぞれ対向して配置された複数の第2の電極を有する第2の回路形成体と、
上記第1の回路形成体と上記第2の回路形成体との対向領域に配置されて両者を接合する絶縁性接着剤樹脂と、
上記それぞれの第2の電極上に電気的に接触する多数の導電性粒子と、
上記それぞれの第1の電極上にそれぞれ配置され、上記多数の導電性粒子を保持するとともに、上記多数の導電性粒子を上記それぞれの第1の電極に直接的又は間接的に電気的に接合する導電性材料により形成された複数の粒子保持部材と、
を有する、電極接合構造体を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
According to the first aspect of the present invention, a first circuit forming body having a plurality of first electrodes;
A second circuit forming body having a plurality of second electrodes respectively disposed opposite to the plurality of first electrodes;
An insulating adhesive resin that is disposed in an opposing region of the first circuit forming body and the second circuit forming body to join the two;
A number of conductive particles in electrical contact on each of the second electrodes;
Each of the plurality of conductive particles is disposed on each of the first electrodes and holds the plurality of conductive particles, and the plurality of conductive particles are directly or indirectly electrically connected to the first electrodes. A plurality of particle holding members formed of a conductive material;
There is provided an electrode junction structure.
本発明の第2態様によれば、前記粒子保持部材は、はんだ材料で構成されている、第1態様に記載の電極接合構造体を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the electrode joint structure according to the first aspect, wherein the particle holding member is made of a solder material.
本発明の第3態様によれば、前記はんだ材料は、錫を主成分として構成されている、第2態様に記載の電極接合構造体を提供する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the electrode joint structure according to the second aspect, wherein the solder material is composed mainly of tin.
本発明の第4態様によれば、上記絶縁性接着剤樹脂は、熱硬化性の樹脂であり、その硬化温度が上記はんだ材料の溶融温度以下である、第2又は3態様に記載の電極接合構造体を提供する。 According to the fourth aspect of the present invention, the insulating adhesive resin is a thermosetting resin, and the curing temperature thereof is not higher than the melting temperature of the solder material. Provide a structure.
本発明の第5態様によれば、上記導電性粒子は、最外層と、上記最外層よりも中心側に位置し上記最外層よりも溶融温度が高い内層とを有する、第1〜4態様のいずれか1つに記載の電極接合構造体を提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, the conductive particles include the outermost layer and an inner layer located closer to the center than the outermost layer and having a higher melting temperature than the outermost layer. An electrode junction structure according to any one of the above is provided.
本発明の第6態様によれば、上記最外層が、金で形成されている、第5態様に記載の電極接合構造体を提供する。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the electrode junction structure according to the fifth aspect, wherein the outermost layer is made of gold.
本発明の第7態様によれば、上記導電性粒子は、上記粒子保持部材よりも比重が大きい、第1〜6態様のいずれか1つに記載の電極接合構造体を提供する。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the electrode joint structure according to any one of the first to sixth aspects, wherein the conductive particles have a specific gravity greater than that of the particle holding member.
本発明の第8態様によれば、上記導電性粒子の平均粒子径が、上記粒子保持部材の平均厚み以上であるとともに、上記導電性粒子の最大粒子径が、隣接する上記第2の電極間の隙間よりも小さい、第1〜7態様のいずれか1つに記載の電極接合構造体を提供する。 According to the eighth aspect of the present invention, the average particle diameter of the conductive particles is not less than the average thickness of the particle holding member, and the maximum particle diameter of the conductive particles is between the adjacent second electrodes. The electrode junction structure according to any one of the first to seventh aspects, which is smaller than the gap, is provided.
本発明の第9態様によれば、上記絶縁性接着剤樹脂が外部に露出しないように覆い隠す絶縁性封止樹脂をさらに有する、第1〜8態様のいずれか1つに記載の電極接合構造体を提供する。 According to the ninth aspect of the present invention, the electrode bonding structure according to any one of the first to eighth aspects, further comprising an insulating sealing resin that covers the insulating adhesive resin so as not to be exposed to the outside. Provide the body.
本発明の第10態様によれば、第1の回路形成体の複数の第1の電極上にそれぞれ、導電性材料により形成された粒子保持部材を配置し、
多数の導電性粒子が上記それぞれの第1の電極と直接的又は間接的に電気的に接合されるように、上記それぞれの粒子保持部材に上記多数の導電性粒子を保持させ、
上記複数の第1の電極にそれぞれ対向するように形成された複数の第2の電極を有する第2の回路成形体との対向領域に絶縁性接着剤樹脂を配置し、
上記第1又は第2の回路形成体を介して上記絶縁性接着剤樹脂を加圧するとともに加熱して、上記それぞれの第1の電極に電気的に接合された上記導電性粒子と上記それぞれの第2の電極とを接触させて上記それぞれの第1の電極と上記それぞれの第2の電極とを電気的に接合する、電極接合方法を提供する。
According to the tenth aspect of the present invention, the particle holding member formed of a conductive material is disposed on each of the plurality of first electrodes of the first circuit formation body,
Each of the particle holding members holds the plurality of conductive particles such that the plurality of conductive particles are directly or indirectly electrically connected to the respective first electrodes;
An insulating adhesive resin is disposed in a region facing the second circuit molded body having a plurality of second electrodes formed to face the plurality of first electrodes, respectively.
The insulating adhesive resin is pressurized and heated via the first or second circuit forming body, and the conductive particles electrically connected to the first electrodes and the first electrodes. An electrode joining method is provided in which two electrodes are brought into contact with each other to electrically join each of the first electrodes and each of the second electrodes.
本発明の第11態様によれば、第1の回路形成体上に第1の導電層を形成し、上記第1の導電層上に第2の導電層を形成したのち、上記第1の導電層とともに上記第2の導電層をパターニング処理して、上記第1の導電層により上記複数の第1の電極を形成するとともに上記第2の導電層により上記それぞれの第1の電極上に配置される上記粒子保持部材を形成する、第10態様に記載の電極接合方法を提供する。 According to the eleventh aspect of the present invention, the first conductive layer is formed on the first circuit formation body, the second conductive layer is formed on the first conductive layer, and then the first conductive layer is formed. The second conductive layer is patterned together with the layer to form the plurality of first electrodes by the first conductive layer and disposed on each first electrode by the second conductive layer. The electrode joining method according to the tenth aspect, wherein the particle holding member is formed.
本発明の第12態様によれば、上記それぞれの第1の電極上に上記粒子保持部材を配置したのち、
少なくとも上記それぞれの粒子保持部材上に、上記多数の導電性粒子を供給し、
上記それぞれの粒子保持部材を加熱して溶融させ、当該溶融した上記それぞれの粒子保持部材により上記多数の導電性粒子のうちの一部又は全部と上記それぞれの第1の電極とを電気的に接合する、第10又は11態様に記載の電極接合方法を提供する。
According to the twelfth aspect of the present invention, after disposing the particle holding member on each of the first electrodes,
Supplying the plurality of conductive particles on at least each of the particle holding members;
Each of the particle holding members is heated and melted, and part or all of the plurality of conductive particles are electrically joined to the first electrodes by the melted particle holding members. The electrode joining method according to the tenth or eleventh aspect is provided.
本発明の第13態様によれば、上記第1の回路形成体の上記複数の第1の電極の形成面に上記多数の導電性粒子を供給することにより、上記それぞれの粒子保持部材上に上記多数の導電性粒子を供給し、
上記多数の導電性粒子のうちの一部と上記それぞれの第1の電極とを電気的に接合したのち、上記電気的に接合されていない導電性粒子を除去し、その後、上記対向領域に上記絶縁性接着剤樹脂を配置する、第12態様に記載の電極接合方法を提供する。
According to the thirteenth aspect of the present invention, by supplying the plurality of conductive particles to the formation surface of the plurality of first electrodes of the first circuit forming body, the above-mentioned each particle holding member is provided with the above-mentioned Supply a large number of conductive particles,
After electrically joining a part of the plurality of conductive particles and the respective first electrodes, the electrically conductive particles that are not electrically joined are removed, and then the above-described opposing region is filled with the above-described conductive particles. The electrode bonding method according to the twelfth aspect, in which an insulating adhesive resin is disposed.
本発明の第14態様によれば、上記それぞれの粒子保持部材上に上記多数の導電性粒子を供給するとき、上記多数の導電性粒子を溶媒に混ぜて供給し、
上記それぞれの粒子保持部材を加熱するとき、当該加熱により上記溶媒を蒸発させて乾燥させる、第12又は13態様に記載の電極接合方法を提供する。
According to the fourteenth aspect of the present invention, when supplying the plurality of conductive particles on each of the particle holding members, supplying the plurality of conductive particles in a solvent,
The electrode joining method according to the twelfth or thirteenth aspect, wherein when heating each of the particle holding members, the solvent is evaporated by the heating and dried.
本発明の第15態様によれば、上記導電性材料としてはんだ材料を用いて形成された上記粒子保持部材を上記それぞれの第1の電極上に配置する、第10〜14態様のいずれか1つに記載の電極接合方法を提供する。 According to a fifteenth aspect of the present invention, any one of the tenth to fourteenth aspects, wherein the particle holding member formed using a solder material as the conductive material is disposed on each of the first electrodes. The electrode joining method described in 1. is provided.
本発明の第16態様によれば、上記それぞれの第1の電極と上記それぞれの第2の電極とを電気的に接合したのち、上記加圧及び加熱後の絶縁性接着剤樹脂が外部に露出しないように絶縁性封止樹脂により覆い隠す、第10〜15態様のいずれか1つに記載の電極接合方法を提供する。 According to the sixteenth aspect of the present invention, after the respective first electrodes and the respective second electrodes are electrically joined, the insulating adhesive resin after the pressurization and heating is exposed to the outside. The electrode bonding method according to any one of the tenth to fifteenth aspects is provided, which is covered with an insulating sealing resin so as not to occur.
本発明の電極接合構造体によれば、粒子保持部材により導電性粒子をそれぞれの第1の電極に直接的又は間接的に電気的に接合する構造としているので、多数の導電性粒子を第1の電極上に配置することができ、高電圧での電気的な接合信頼性を確保することができる。また、第1及び第2の回路形成体の対向領域の縁部の外側領域では導電性粒子が凝集せず、粒子保持部材が第1の電極上に配置されているため粒子保持部材同士の凝集も発生しないので、ショート不良の発生を抑えることができるとともに、電極間の狭ピッチ化(例えば0.1mm以下)に対応することができる。 According to the electrode bonded structure of the present invention, the conductive particles are directly or indirectly electrically bonded to the respective first electrodes by the particle holding member. Therefore, it is possible to ensure the reliability of electrical connection at a high voltage. In addition, the conductive particles do not aggregate in the outer region of the edge of the opposing region of the first and second circuit forming bodies, and the particle holding member is disposed on the first electrode, so the particle holding members are aggregated together. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a short circuit defect and to cope with a narrow pitch between electrodes (for example, 0.1 mm or less).
本発明の電極接合方法によれば、粒子保持部材により、予め導電性粒子をそれぞれの第1の電極上に電気的に接合するようにしているので、多数の導電性粒子を第1の電極上に配置することができ、高電圧での電気的な接合信頼性を確保することができる。また、加圧及び加熱により絶縁性接着剤樹脂が流動する前に、導電性粒子が予め粒子保持部材により第1の電極に電気的に接合されているので、加圧及び加熱により絶縁性接着剤樹脂が流動しても、第1及び第2の回路形成体の対向領域の縁部の外側領域では導電性粒子が凝集することはない。また、第1の電極上に粒子保持部材が配置されているため粒子保持部材同士の凝集も発生しない。したがって、電極間の狭ピッチ化(例えば0.1mm以下)に対応することができるとともにショート不良の発生を抑えることができる。 According to the electrode bonding method of the present invention, since the conductive particles are electrically bonded to the first electrodes in advance by the particle holding member, a large number of the conductive particles are placed on the first electrodes. It is possible to ensure electrical connection reliability at a high voltage. In addition, before the insulating adhesive resin flows by pressurization and heating, since the conductive particles are electrically joined to the first electrode by the particle holding member in advance, the insulating adhesive is applied by pressurization and heating. Even if the resin flows, the conductive particles do not aggregate in the outer region of the edge portion of the opposing region of the first and second circuit forming bodies. In addition, since the particle holding member is disposed on the first electrode, the particle holding members do not aggregate. Therefore, it is possible to cope with a narrow pitch between the electrodes (for example, 0.1 mm or less) and to suppress occurrence of a short circuit defect.
本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
以下、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
Before continuing the description of the present invention, the same parts are denoted by the same reference numerals in the accompanying drawings.
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
《第1実施形態》
図1A〜図1C、及び図2を用いて、本発明の第1実施形態にかかる電極接合構造体の構成を説明する。本発明の第1実施形態では、フラットパネルの端子部の接合構造であるガラス基板とフレキシブル基板の接合構造を例にとって説明する。図1Aは、本発明の第1実施形態にかかる電極接合構造体の構成を模式的に示す平面図であり、図1Bは、図1Aのa−a断面図であり、図1Cは、図1Aのb−b断面図である。図2は、導電性粒子の構成を示す断面図である。
<< First Embodiment >>
The structure of the electrode joint structure according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A to 1C and FIG. In the first embodiment of the present invention, a description will be given taking as an example a bonding structure of a glass substrate and a flexible substrate, which is a bonding structure of terminal portions of a flat panel. 1A is a plan view schematically showing a configuration of an electrode joint structure according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line aa in FIG. 1A, and FIG. 1C is FIG. It is bb sectional drawing of. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the conductive particles.
本発明の第1実施形態にかかる電極接合構造体は、複数の第1の電極1Aを有する第1の回路形成体の一例であるフレキシブル基板1と、複数の第1の電極1Aにそれぞれ対向して配置された複数の第2の電極2Aを有する第2の回路形成体の一例であるガラス基板2と、フレキシブル基板1とガラス基板2との対向領域10Xに配置されて両者を接合する絶縁性接着剤樹脂3と、それぞれの第2の電極2A上に電気的に接触する多数の導電性粒子5と、それぞれの第1の電極1A上に配置され、多数の導電性粒子5を保持するとともに、多数の導電性粒子5をそれぞれの第1の電極1Aに直接的又は間接的に電気的に接合する導電性材料により形成された複数の粒子保持部材の一例であるはんだ(材料)4とを備えている。
The electrode joint structure according to the first embodiment of the present invention is opposed to the
フレキシブル基板1の複数の第1の電極1Aは、例えば厚さ10μm〜50μmの銅で形成された銅電極で構成されている。隣接する第1の電極1A,1A間の隙間1Sは、例えば10μm〜50μmで構成されている。
ガラス基板2の複数の第2の電極2Aは、例えば厚さ1〜10μmの銀で形成された銀電極で構成されている。この銀電極の形成は、例えば、スクリーン印刷やフォトリソグラフ法などによって行うことができる。隣接する第2の電極2A,2A間の隙間は、上記第1の電極1A,1A間の隙間1Sと同様に、例えば10μm〜50μmで構成されている。
The plurality of
The plurality of
はんだ4は、図1Cに示すように、フレキシブル基板1の複数の第1の電極1Aのそれぞれの周りに密着して配置され、つまりそれぞれの第1電極1Aを封止するように配置され、それぞれの第1の電極1Aに保持されている。はんだ4は、このように配置されることにより、それぞれの第1の電極1Aの電極接合面1aが酸化して導通が阻害されることを防止している。
また、はんだ4は、錫を主成分として構成され、その組成は、例えば、Sn、Sn−Cu、Sn−Ag−Cu、Sn−Zn、Sn−Ag−Bi−In、Sn−Ni、Sn−Co、Sn−Au、Sn−Bi、Sn−Inのいずれかから選択されたものからなっている。
As shown in FIG. 1C, the
The
また、はんだ4は、ほぼ均一な厚さに形成され、その厚さは、薄すぎるとはんだ4の比表面積が大きくなって酸化の影響が大きくなり、厚すぎると後述するように導電性粒子5の平均粒子径を大きくしなければならないこととともに接合安定性が低下する恐れがあるため、第1の電極1Aの幅(図1Cの横方向)に応じて上記不具合が生じない範囲内で形成されている。例えば、はんだ4は1μm〜10μmの範囲内の厚さで形成されている。
Further, the
導電性粒子5は、図2に示すように、内層の一例である球体のコア31の周りに最外層の一例である金属メッキ32がされた粒子である。導電性粒子5は、この金属メッキ32の成分とはんだ4の成分とが反応することにより、それぞれの第1の電極1Aの周りにはんだ4を貫通して直接的に、又ははんだ4を介して間接的に電気的に接合されている。コア31は、導電性を有する材質、例えば、ニッケル、銅、金、銀、アルミニウム、パラジウム、樹脂等で形成されている。好ましくは、コア31は、高電流及び高電圧が流せるニッケルで形成される。金属メッキ32は、はんだ4の主成分である錫と反応して接合可能な材質で形成されている。好ましくは、金属メッキ32は、錫との接合性が良い金で形成される。
なお、接合安定性のため、金属メッキ32がコア31に先行して溶融するよう、コア31の溶融温度が金属メッキ32の溶融温度よりも高くなるようにそれぞれの材質を選定することが好ましい。
As shown in FIG. 2, the
For bonding stability, each material is preferably selected so that the melting temperature of the
また、導電性粒子5は、その平均粒子径がはんだ4の平均厚さ以上となるように形成されるとともに、その最大粒子径が隣接する電極間の隙間1Sより小さく、好ましくは1/2より小さくなるように形成されている。例えば、はんだ4の厚さが5μmであり、隣接する電極間の隙間1Sが20μmである場合には、導電性粒子5は、平均粒子径が5μm以上であり、且つ最大粒子径が10μm未満であるように形成される。
The
なお、導電性粒子5の平均粒子径が、はんだ4の厚さ未満であると、導電性粒子5がはんだ4の中に完全に埋没して、導電性粒子5が電極接合に寄与することができなくなる恐れがある。また、導電性粒子5の最大粒子径が、隣接する電極間の隙間1S以上であると、導電性粒子5が隣接する電極同士をつないでショート不良が発生しやすくなる。導電性粒子5の最大粒子径を隣接する電極間の隙間1Sの1/2より小さくすれば、隣接する第1の電極1A,1Aが互いに対向する面(図1Cの上下方向の面)にはんだ4によりはんだ付けされた導電性粒子5同士が接触することを無くすことができ、ショート不良の発生をさらに抑えることができる。
In addition, when the average particle diameter of the
絶縁性接着剤樹脂3は、熱硬化性の樹脂で構成され、例えば、加圧及び加熱されたときに低温で且つ短時間で硬化するアクリル樹脂や、耐熱性、耐吸湿性、接着性、絶縁性等の面で機能的に優れたエポキシ樹脂等で構成されている。また、絶縁性接着剤樹脂3は、その硬化温度がはんだ4の溶融温度以下である材質により構成されている。絶縁性接着剤樹脂3は、フレキシブル基板1とガラス基板2との対向領域10Xに隙間無く充填されて、フレキシブル基板1とガラス基板2とを接合している。
The insulating
本発明の第1実施形態にかかる電極接合構造体は以上のように構成されている。
本発明の第1実施形態にかかる電極接合構造体によれば、はんだ4により導電性粒子5をそれぞれの第1の電極Aに直接的又は間接的に電気的に接合する構造としているので、多数の導電性粒子5を第1の電極1A上に配置することができ、高電圧での電気的な接合信頼性を確保することができる。また、対向領域10Xの縁部の外周に外側で隣接する外側領域10Yでは導電性粒子5が凝集せず、はんだ4が第1の電極1A上に配置されているためはんだ4同士の凝集も発生しないので、ショート不良の発生を抑えることができるとともに、電極間の狭ピッチ化(例えば0.1mm以下)に対応することができる。
The electrode joint structure according to the first embodiment of the present invention is configured as described above.
According to the electrode joint structure according to the first embodiment of the present invention, since the
また、本発明の第1実施形態にかかる電極接合構造体では、第2の電極2Aを銀で形成している。通常、銀は、溶融したはんだに接触すると、当該はんだの中に溶ける性質(銀食われ)を有する。このため、上記特許文献2のような絶縁性接着剤樹脂中にはんだ粒子を分散した電極接合構造では、電極を銀で形成すると電極がはんだ粒子中に溶けて無くなる恐れがあるため、電極を銀で形成することはできない。これに対して、本発明の第1実施形態にかかる電極接合構造体によれば、はんだ4は、複数の第1の電極1A上にのみ配置され、第2の電極2A上には接触しない構造になっているので、第2の電極2Aを銀で形成することができる。これにより、フラットパネルなどへの適用も可能となる。
なお、本第1実施形態では、第2の電極2Aを銀で形成したが、クロム/銅/クロム(Cr/Cu/Cr)の薄膜やアルミ二ウム(Al)の薄膜で形成しても、本発明は実施可能である。また、絶縁性接着剤樹脂中に発生したボイドなどに起因するマイグレーション不良の発生を抑制するために、銀(Ag)を主成分としてパラジウム(Pd)を加えて第2の電極2Aを形成しても、上記と同様の効果を得ることができる。
Moreover, in the electrode junction structure according to the first embodiment of the present invention, the
In the first embodiment, the
また、本発明の第1実施形態にかかる電極接合構造体によれば、絶縁性接着剤樹脂3の硬化温度をはんだ4の溶融温度以下としているので、電極接合時における絶縁性接着剤樹脂3への加圧及び加熱によりはんだ4が溶融することを防いで、確実にはんだ4が第2の電極2Aと接触しないようにすることができる。
Further, according to the electrode joint structure according to the first embodiment of the present invention, since the curing temperature of the insulating
次に、図3A〜図3G、及び図4を参照しつつ、本発明の第1実施形態にかかる電極接合方法について説明する。図3A〜図3Gは、本発明の第1実施形態にかかる電極接合方法の手順を示す断面図である。図4は、本発明の第1実施形態にかかる電極接合方法のフローチャートである。 Next, the electrode joining method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 3G and FIG. 3A to 3G are cross-sectional views illustrating the procedure of the electrode bonding method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart of the electrode bonding method according to the first embodiment of the present invention.
まず、ステップS1では、フレキシブル基板1上にパターニング処理されて形成された複数の第1の電極1A(図3A参照)のそれぞれの周りに密着してはんだ4を配置する(図3B参照)。
次いで、ステップS2では、それぞれの第1の電極1A上に配置されたはんだ4上に、多数の導電性粒子5を混ぜたエタノール等の溶媒6を供給(例えば塗布)する(図3C参照)。
First, in step S1, the
Next, in step S2, a solvent 6 such as ethanol mixed with a large number of
次いで、ステップS3では、それぞれの第1の電極1Aを加熱して、それぞれの第1の電極1A上のはんだ4を溶融させ、はんだ4と多数の導電性粒子5のそれぞれの金属メッキ32とを反応させてはんだ付けにより電気的に接合するとともに、溶媒6を蒸発させて乾燥させる(図3D参照)。
なお、このとき、はんだ4を溶融させるのに、フラックス成分を用いてもよいが、電極接合時にフラックス成分の残渣がないように洗浄性のあるものでなければならない。また、はんだ4を溶融させる他の方法としては、例えば、水素ガスによる還元雰囲気を利用する方法や、各部品を損傷させないようにソフトビームにより第1の電極1Aのみを局所的に加熱する方法がある
また、このとき、導電性粒子5の比重がはんだ4の比重よりも大きい方が、溶融するはんだ4の中に導電性粒子5が沈み込んで、第1の電極1A上に導電性粒子5を均一に配置しやすくなるため好ましい。例えば、導電性粒子5のコア31をはんだ4の比重よりも小さい材質(例えば樹脂)で形成した場合には、金属メッキ32をはんだ4よりも比重の大きい材質(例えば金)で形成して、その金属メッキ32の厚みを厚くすることにより、導電性粒子5の比重をはんだ4の比重よりも大きくすることが可能である。
Next, in step S3, each
At this time, a flux component may be used to melt the
次いで、ステップS4では、はんだ4により第1の電極1Aに既に電気的に接合された導電性粒子5に動きを阻害されるなどして、第1の電極1Aと電気的に接合されなかった導電性粒子5を除去する(図3E参照)。このステップを経ることにより、それぞれの第1の電極1A上にのみ導電性粒子5を配置したフレキシブル基板1を得ることができる。
なお、このとき、電気的に接合されていない導電性粒子5の除去は、例えば、蒸留水で洗い流すなどの簡単な方法で実現可能である。
Next, in step S4, the
At this time, the removal of the
次いで、ステップS5では、フレキシブル基板1の第1の電極1Aとガラス基板2の第2の電極2Aとを対向して位置合わせするとともに、その対向領域10Xに絶縁性接着剤樹脂3を配置する(図3F参照)。
なお、このとき、絶縁性接着剤樹脂3の形態は、ペースト状であってもシート(フィルム)状でもよいが、シート状である方が加工性や取り扱い性が優れるため好ましい。
また、絶縁性接着剤樹脂3の厚さは、15μm〜60μmであることが好ましい。絶縁性接着剤樹脂3の厚さが15μm未満である場合には、第1及び第2の電極1A,5A間の電極接合強度が不足し剥がれ易くなり、60μmを越える場合には、第1及び第2の電極1A,2A間の導通が取り難くなる。また、絶縁性接着剤樹脂3の厚さは、加圧及び加熱されたときに対向領域10Xから外側領域10Y(図1B参照)に流動する量が、多すぎて後述する圧着ツール20に付着することが無いように、また、少なすぎてフレキシブル基板1とガラス基板2との密着不足が生じ無いように、第2の電極2Aの厚さに対応して適宜設定されることが好ましい。例えば、第2の電極2Aの厚さが1μm〜10μmであれば、絶縁性接着剤樹脂3の厚さは20μm〜40μm程度とする。
また、絶縁性接着剤樹脂3の幅(図3Fの横方向)は、フレキシブル基板1とガラス基板2とが圧着される幅より長ければよい。
また、絶縁性接着剤樹脂3は、フレキシブル基板1とガラス基板2とが重ね合わされたときに所定の位置に配置できればよく、フレキシブル基板1又はガラス基板2に予め貼り付けられていてもよい。
Next, in step S5, the
At this time, the form of the insulating
Moreover, it is preferable that the thickness of the insulating
Moreover, the width | variety (in the horizontal direction of FIG. 3F) of the insulating
Further, the insulating
次いで、ステップS6では、圧着ツール20により、フレキシブル基板1(又はガラス基板2)を介して絶縁性接着剤樹脂3を加圧及び加熱して溶融させ、それぞれの第1の電極1A上に電気的に接合された導電性粒子5とぞれぞれの第2の電極2Aとを接触させ、その状態で絶縁性接着剤樹脂3を硬化させて、それぞれの第1の電極1Aとそれぞれの第2の電極2Aとを電気的に接合する(図3G参照)。
Next, in step S6, the insulating
なお、本発明の第1実施形態にかかる電極接合方法において、圧着ツール20は、図3Gに示すように、その下端部に加熱用ヒータ21を備えるとともにその上部にエアシリンダ22を備え、エアシリンダ22に接続されたモータ23が駆動することにより上下動可能に構成されている。圧着ツール20は、モータ23の駆動により降下して、フレキシブル基板1又はガラス基板2にその下端部の加圧加熱面を接触させ、その接触状態で、エアシリンダ22にエアーが供給されてエアシリンダ22が駆動するとともに、加熱用ヒータ8Aが発熱することで、絶縁性接着剤樹脂3を加圧及び加熱する。なお、圧着ツール20による加圧力は、弱すぎると絶縁性接着剤樹脂3が対向領域10Xの縁部の外側領域10Yまで流動せずに電極接合されていない部分が生じる恐れがあり、強すぎるとスプリングバックが発生する恐れがあるので、適当な加圧力(例えば3MPa程度)となるように設定する。
また、本発明の第1実施形態にかかる電極接合方法においては、図示していないが、ガラス基板2を下にした状態で圧着ステージである支持台に載置されて電極接合が行われるものとする。
In the electrode joining method according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3G, the crimping
Further, in the electrode bonding method according to the first embodiment of the present invention, although not shown in the drawing, the electrode bonding is performed by placing the
以上のステップS1〜ステップS6により、フレキシブル基板1とガラス基板2との電極接合が完了する。
Through the above steps S1 to S6, the electrode bonding between the
本発明の第1実施形態にかかる電極接合方法によれば、はんだ4により、予め導電性粒子5をそれぞれの第1の電極1A上に電気的に接合するようにしているので、多数の導電性粒子を第1の電極1A上に配置することができ、高電圧での電気的な接合信頼性を確保することができる。また、加圧及び加熱により絶縁性接着剤樹脂3が流動する前に、導電性粒子5が予めはんだ4により第1の電極1Aに電気的に接合されているので、加圧及び加熱により絶縁性接着剤樹脂3が流動しても、対向領域10Xの縁部の外側領域10Yでは導電性粒子5が凝集することはない。また、第1の電極1A上にはんだ4が配置されているためはんだ4同士の凝集も発生しない。したがって、電極間の狭ピッチ化(例えば0.1mm以下)に対応することができるとともにショート不良の発生を抑えることができる。本発明の第1実施形態にかかる電極接合方法は、特に、上記効果が求められるガラス基板とフレキシブル基板との電極接合に代表されるフラットパネルの接合技術においては、より有用である。
According to the electrode joining method according to the first embodiment of the present invention, since the
また、本発明の第1実施形態にかかる電極接合方法によれば、それぞれのはんだ4上に多数の導電性粒子5を供給するとき、多数の導電性粒子5を溶媒6に混ぜた状態で供給するので、取り扱いが容易である。これに対して、例えば、多数の導電性粒子5を溶媒6に混ぜることなく直接、第1の電極1A上に供給する場合には、導電性粒子5が数μm〜数十μmレベルの粒子径であるため、例えば風により空気中に飛散するなどして、第1の電極1A上にうまく配置できない恐れがある。
また、上記溶媒6は、はんだ4を加熱するときの熱を利用して蒸発及び乾燥することで除去できるので、溶媒6を除去する為に特別な作業をする必要がない。
Further, according to the electrode joining method according to the first embodiment of the present invention, when a large number of
Moreover, since the solvent 6 can be removed by evaporation and drying using heat when the
また、本発明の第1実施形態にかかる電極接合方法によれば、はんだ4を予め第1の電極1A上に配置して、第2の電極2Aとはんだ4とが接触しないようにしているので、第2の電極2Aを銀で形成することができ、フラットパネルなどへの適用が可能となる。
In addition, according to the electrode joining method according to the first embodiment of the present invention, the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、上記では、フレキシブル基板1を第1の回路形成体の一例として挙げたが、第1の回路形成体としては、フレキシブル基板の他、ガラスエポキシ配線基板、ポリエチレンテレフタレート基板、ポリカーボネート基板、ポリエチレンナフタレート基板、ポリイミド基板、セラミック基板、ICチップ等の電子部品などが用いられてもよい。
また、上記では、ガラス基板2を第2の回路形成体の一例して挙げたが、第2の回路形成体としては、ガラス基板の他に、フレキシブル基板、ガラスエポキシ配線基板、ポリエチレンテレフタレート基板、ポリカーボネート基板、ポリエチレンナフタレート基板、ポリイミド基板、セラミック基板等が用いられてもよい。
第1及び第2の回路形成体を上記のような構成にすることにより、高い生産性を保ちつつ高品質な電極接合構造体を安価に提供することができる。
また、上記では、導電性粒子5をコア31と金属メッキ32の2層構成としたが、本発明はこれに限定されず、1層構成としても、2層より多い構成としてもよい。
また、上記では、粒子保持部材の一例としてはんだ4を用いたが、本発明はこれに限定されず、例えば、導電ペーストに金属の微粒子を混入したものを用いることも可能である。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement with another various aspect. For example, in the above description, the
In the above description, the
By configuring the first and second circuit formation bodies as described above, a high-quality electrode junction structure can be provided at low cost while maintaining high productivity.
In the above description, the
In the above description, the
また、上記では、はんだ4をそれぞれの第1の電極1Aの周りに密着して配置したが、本発明はこれに限定されず、図5に示すようにはんだ4をそれぞれの第1の電極1Aの電極接合面1a上にのみ配置するようにしてもよい。
このようなはんだ4の配置は、例えば、フレキシブル基板1上に第1の導電層の一例である電極膜40を形成(図6A参照)し、その電極膜40上に第2の導電層の一例であるはんだ膜41を形成(図6B参照)したのち、電極膜40とともにはんだ膜41をパターニング処理(図6C参照)することで実現することができる。このような配置方法によれば、1つ1つの第1の電極1Aの周りにはんだ4を配置するよりも大幅に製造時間を短縮することができるとともに製造が容易であり、使用するはんだの量も少なくて済む。
なお、電極膜40は第1の電極1Aと大きさのみ異なるものである。同様に、はんだ膜41ははんだ4と大きさのみ異なるものである。
In the above description, the
Such an arrangement of the
The
上記のようにしてはんだ4をそれぞれの第1の電極1Aの電極接合面1a上にのみ配置したフレキシブル基板1に、導電性粒子5を供給する方法やガラス基板2の第2の電極2Aと電極接合する方法は、図6D〜図6Hに示すように、上記ステップS2〜S6と同様であるので説明は省略する。
A method of supplying the
上記のように、はんだ4をそれぞれの第1の電極1Aの電極接合面1a上にのみ配置することにより、図5に示すように、隣り合う第1の電極1A,1Aのそれぞれの対向面にははんだ4aが存在しないため、隣り合う第1の電極1A,1Aの間では導電性粒子5が電気的に接合されない。すなわち、隣り合う第1の電極1A,1Aの間では導電性粒子5が凝集してショート不良が発生する恐れがなく、さらなる狭ピッチ化に対応することも可能となる。
As described above, by arranging the
また、上記では、はんだ4上に多数の導電性粒子5を供給したのち、それぞれの第1の電極1Aを加熱してはんだ4を溶融させ、当該溶融したはんだ4により多数の導電性粒子5とそれぞれの第1の電極1Aとを電気的に接合するようにしたが、本発明はこれに限定されず、多数の導電性粒子5がそれぞれの第1の電極1Aと電気的に接合されるように、はんだ4に多数の導電性粒子5を保持させることができればよい。
Further, in the above, after supplying a large number of
《第2実施形態》
図7及び図8を用いて、本発明の第2実施形態にかかる電極接合構造体及び電極接合方法について説明する。図7は、本発明の第2実施形態にかかる電極接合構造体の断面図である。図8は、本発明の第2実施形態にかかる電極接合方法のフローチャートである。本発明の第2実施形態にかかる電極接合構造体は、さらに絶縁性封止樹脂50を備える点で、本発明の第1実施形態にかかる電極接合構造体と相違する。本発明の第2実施形態にかかる電極接合方法は、上記ステップS6の後、絶縁性接着剤樹脂3が外部に露出しないように絶縁性封止樹脂50により覆い隠すステップS7をさらに備える点で、本発明の第1実施形態にかかる電極接合方法と相違する。それ以外の点については同様であるので重複する説明は省略し、主に相違点を説明する。
<< Second Embodiment >>
The electrode joint structure and the electrode joining method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a cross-sectional view of an electrode joint structure according to a second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a flowchart of the electrode joining method according to the second embodiment of the present invention. The electrode joint structure according to the second embodiment of the present invention is different from the electrode joint structure according to the first embodiment of the present invention in that it further includes an insulating sealing
絶縁性封止樹脂50は、図7に示すように、対向領域10Xの縁部の外側領域10Yに位置する加圧及び加熱後の絶縁性接着剤樹脂3が外部に露出しないように覆う(封止する)よう設けられている。すなわち、絶縁性封止樹脂50は、フレキシブル基板1とガラス基板2との電極接合部を封止するように設けられている。
このように絶縁性封止樹脂50を設けることにより、フレキシブル基板1とガラス基板2との電極接合部に外部から水や腐食性ガス等が侵入することを防ぐことができる。また、第1及び第2の電極1A,2Aや導電性粒子5の酸化が防止され、電気的な導通が阻害されることがないので、高信頼性の接合品質を実現することができる。また、絶縁性封止樹脂50が硬化することにより、電極接合強度が補強され、機械的曲げ強度等に対する信頼性も向上する。
As shown in FIG. 7, the insulating sealing
By providing the insulating sealing
なお、絶縁性封止樹脂50は、シリコーン樹脂や、ウレタン、ポリブタジエンなどのUV硬化性樹脂などで構成されること好ましい。また、絶縁性封止樹脂50は、熱で硬化するものであっても、光で硬化するものであってもよく、また、光と熱の併用で硬化するものでもよい。
また、絶縁性封止樹脂50の材質としては、作業環境、揮発成分の再付着の問題から、無溶剤型の樹脂が用いられることが好ましい。
さらに、絶縁性封止樹脂50の材質としては、透水性が小さく、イオン不純物も少ない材質が用いられることが好ましい。これにより、高温高湿の環境下において電圧を印加した際に発生するイオンマイグレーションを防止することもできる。
さらに、絶縁性封止樹脂50の材質としては、第1及び第2の電極1A,2Aの接合強度の補強効果を有するとともにフレキシブル基板1の変形にも追従できるように、ある程度の可撓性を有する弾性体であることが好ましい
The insulating sealing
Moreover, as a material of the insulating sealing
Further, as the material of the insulating sealing
Further, the material of the insulating sealing
また、絶縁性封止樹脂50の厚さは、0.1mm〜5.0mmで設定されることが好ましい。絶縁性封止樹脂50の厚さが、0.1mm未満である場合にはフレキシブル基板1とガラス基板2との電極接合部に外部から水や腐食性ガス等が侵入することを防止することが困難となり、5mmを越える場合には絶縁性封止樹脂50が硬化するのに時間を要し、タクトが長くなる。
The thickness of the insulating sealing
また、絶縁性封止樹脂50の形成方法としては、ディスペンサを用いて塗布することにより形成する方法が採られることが好ましい。この場合の塗布粘度は、塗布性の観点から2mPa・s〜20Pa・s程度の範囲であることが好ましい。しかしながら、これに限定されることなく、絶縁性封止樹脂50の粘度に応じて、スクリーン印刷、インクジェット、コーターなどにより形成する方法が採られてもよい。
Moreover, as a formation method of the insulating sealing
また、絶縁性封止樹脂50を形成するときには、フレキシブル基板1及びガラス基板2と絶縁性封止樹脂50との密着性を向上させるために、予めUV洗浄を行っておくことが好ましい。このようにして電極接合した電極接合構造体は、0.1mmピッチ以下の電極間の狭ピッチ化にも対応することができるとともに、長期接合信頼性に優れる。
Further, when forming the insulating sealing
《実施例1》
次に、本発明の第2実施形態の電極接合方法の具体例の1つである実施例1を、図3A〜図3G、及び図4を参照しながら説明する。まず、各構成要素の具体的構成について説明する。
Example 1
Next, Example 1 which is one of the specific examples of the electrode bonding method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 3G and FIG. 4. First, a specific configuration of each component will be described.
本実施例1において、第1の回路形成体は、厚さ75μmのポリイミドフィルム上に、厚さ32μmの銅で形成した複数の銅電極1AをL/S=50μm/50μmの幅で配置したフレキシブル基板1で構成している。なお、Lは電極の幅を示し、Sは隣り合う電極間の幅を示す。すなわち、上記構成の電極間のピッチは50μm+50μm=100μm=0.1mmである。
また、本実施例1において、粒子保持部材は、錫を主成分とするはんだ4で構成している。
また、本実施例1において、第2の回路形成体は、厚さ3mmのガラス上に、スクリーン印刷法と焼成により厚さ3μmの銀で形成した複数の銀電極2AをL/S=50μm/50μmの幅で配置したガラス基板2で構成している。
また、本実施例1において、絶縁性接着剤樹脂は、幅3mm、厚さ35μmに形成され、イミタゾールを主な硬化剤とした熱硬化性のエポキシ樹脂シート3で構成している。
また、本実施例1において、導電性粒子は、ニッケル粒子31に、厚さ0.05μmの金メッキ32を施して平均粒子径8μm程度に形成した導電性粒子3で構成している。
In Example 1, the first circuit formed body is a flexible film in which a plurality of
In the first embodiment, the particle holding member is composed of
Further, in Example 1, the second circuit formed body has a plurality of
In Example 1, the insulating adhesive resin is formed of a thermosetting
Further, in Example 1, the conductive particles are composed of
また、本実施例1において、絶縁性封止樹脂は、水銀ランプで2000mJ/cm2の積算光量で硬化するポリブタジエンアクリレートでなる絶縁性封止樹脂50で構成している。
なお、絶縁性封止樹脂50の材質は、特に不純物塩素イオン濃度が数ppmと低く、吸水率が低く、高温高湿の環境下で電圧を印加した際に発生するイオンマイグレーションに対する耐性が優れているか否かを選定基準とした。
なお、絶縁性封止樹脂50の材質としてエポキシアクリレート系の樹脂を採用した電極接合構造体においては、樹脂の不純物塩素イオン濃度が原料からの混入により比較的高いことから、THB信頼性試験により絶縁不良が発生することを確認している。
In the first embodiment, the insulating sealing resin is composed of the insulating sealing
The material of the insulating sealing
In addition, in the electrode joint structure that employs an epoxy acrylate resin as the material of the insulating sealing
以下、本実施例1の電極接合方法を説明する。
まず、図3Aに示すフレキシブル基板1の複数の銅電極1A上に、図3Bに示すように厚さ3μm〜6μmではんだ4を形成する(図4のステップS1)。
次いで、それぞれの銅電極1A上に配置されたはんだ4上に、図3Cに示すように多数の導電性粒子5を混ぜたエタノール6を塗布する(図4のステップS2)。
Hereinafter, the electrode joining method of Example 1 will be described.
First, as shown in FIG. 3B,
Next, as shown in FIG. 3C,
次いで、フレキシブル基板1の周囲に、水素を配合したグリーンガスで水素還元雰囲気を形成してそれぞれの銅電極1Aを加熱して、それぞれの銅電極1A上のはんだ4を溶融させ、図3Dに示すように、はんだ4と導電性粒子5の金メッキ32とを反応させてはんだ付けするとともに、エタノール6を蒸発させて乾燥させる(図4のステップS3)。
なお、このときはんだ付けされるのは、はんだ4と接触したニッケル粒子31のみであり、ニッケル粒子31と銅電極1AとはAu(金)−Sn(錫)の共晶接合により接合され、電極接合部にはAu(金)−Ni(ニッケル)−Sn(錫)でなる金属間化合物が形成される。
Next, a hydrogen reducing atmosphere is formed around the
At this time, only the
次いで、蒸留水を用いて、銅電極1A上にはんだ付けされなかった導電性粒子5を洗浄して、図3Eに示すように除去する(図4のステップS4)。
次いで、ガラス基板2の銀電極2Aの形成面側にエポキシ樹脂シート3を貼り付けたのち、フレキシブル基板1とガラス基板2との間にエポキシ樹脂シート3が配置されるように、フレキシブル基板1の銅電極1Aとガラス基板2の銀電極2Aとを対向させて位置合わせする(図4のステップS5)。
なお、このとき、エポキシ樹脂シート3に加える加圧力は10kg/cm2、加圧時間は5秒とした。
Next, the
Next, after affixing the
At this time, the pressure applied to the
次いで、図3Gに示すように、圧着ツール20(例えば、藤倉ゴム工業株式会社製ベロフラムシリンダ)により、フレキシブル基板1を介してエポキシ樹脂シート3を加圧及び加熱して溶融させ、それぞれの銅電極1A上に電気的に接合された導電性粒子5とぞれぞれの銀電極2Aとを接触させ、その状態でエポキシ樹脂シート3を硬化させて、それぞれの銅電極1Aとそれぞれの銀電極2Aとを電気的に接合する(図4のステップS6)。
なお、このとき、圧着ツール20による、加熱時間は180℃、加圧力は3MPa、加圧時間は10秒とした。なお、このとき、金めっき32されたニッケル粒子31と銅電極1A上のはんだ4との接合信頼性を低下させないようにするため、電極接合部の温度を、Au(金)−Sn(錫)の共晶温度以上に加熱しないことに注意した。
Next, as shown in FIG. 3G, the
At this time, the heating time by the crimping
次いで、対向領域10Xの縁部の外側領域10Yに位置する加圧及び加熱後のエポキシ樹脂シート3に、UV洗浄を行った後、ディスペンサ(例えば、武蔵エンジニアリング製)を用いて絶縁性封止樹脂50を塗布し、外部に露出しないように覆い隠す(図4のステップS7)。このとき、絶縁性封止樹脂50の塗布量は、光硬化後の厚さが0.5mm程度となるような量とした。
なお、絶縁性封止樹脂50の光硬化後の厚みを数十μm程度まで薄くしたときには、表面の硬化阻害が発生してUV照射後も表面にベタ付きが残り、この状態でTHB試験を行ったときには、絶縁性封止樹脂50が水を吸って絶縁不良が発生することを確認している。
Next, the
In addition, when the thickness of the insulating sealing
上記電極接合方法により電極接合された電極接合構造体は、導電性粒子5をそれぞれの銅電極1Aに予めはんだ付けする構造であるので、多数の導電性粒子5が銅電極1A上に配置され、高電圧での電気的な接合信頼性が確保される。また、対向領域10Xの縁部の外側領域10Yでは導電性粒子5が凝集せず、はんだ4が銅電極1A上に配置されているためはんだ4同士の凝集も発生しないので、ショート不良の発生を抑えることができるとともに、電極間の狭ピッチ化(例えば0.1mm以下)に対応することができる。
また、はんだ4がそれぞれの銅電極1A上にのみ配置され、それぞれの第2の電極2A上には接触しない構造であるので、ガラス基板2の電極を銀電極2Aとすることができる。
また、加圧及び加熱後のエポキシ樹脂シート3を外部に露出しないように絶縁性封止樹脂50により覆い隠しているので、フレキシブル基板1とガラス基板2との電極接合部に外部から水や腐食性ガス等が侵入することを防ぐことができる。また、銅電極1A、銀電極2A、及び導電性粒子5の酸化も防止されて、電気的な導通が阻害されることがないので、高信頼性の接合品質が実現される。また、絶縁性封止樹脂50が硬化することにより、電極接合強度が補強され、機械的曲げ強度等に対する信頼性も向上する。
Since the electrode bonded structure electrode bonded by the electrode bonding method has a structure in which the
Further, since the
Moreover, since the
《実施例2》
次に、本発明の第2実施形態の電極接合方法の他の具体例である実施例2を、図3A〜図3G、及び図4を参照しながら説明する。まず、各構成要素の具体的構成について説明する。
Example 2
Next, Example 2, which is another specific example of the electrode bonding method according to the second embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 3A to 3G and FIG. First, a specific configuration of each component will be described.
本実施例2において、第1の回路形成体は、厚さ50μmのポリイミドフィルム上に、厚さ12μmの銅で形成した複数の銅電極1AをL/S=30μm/30μmの幅で配置したフレキシブル基板1で構成している。なお、Lは電極の幅を示し、Sは隣り合う電極間の幅を示す。すなわち、上記構成の電極間のピッチは30μm+30μm=60μm=0.06mmである。
また、本実施例2において、粒子保持部材は、錫を主成分とするはんだ4で構成している。
また、本実施例2において、第2の回路形成体は、厚さ75μmのPEN(ポリエチレンナフタレート)フィルム(例えば、帝人デュポン製ネオテックス(登録商標))上に、銀ナノペーストをインクジェットにより描画し200℃で焼成することにより厚さ約3μmに形成された複数の銀電極2AをL/S=30μm/30μmの幅で配置したPEN基板2で構成している。
また、本実施例2において、絶縁性接着剤樹脂は、熱硬化性の絶縁性樹脂ペースト(例えばナミックス製NCP(ノンコンダクティブペースト))3で構成している。
また、本実施例1において、導電性粒子は、ニッケル粒子31に、厚さ0.5μmの金メッキ32を施して平均粒子径6μm程度に形成した導電性粒子3で構成している。
また、本実施例2において、絶縁性封止樹脂は、水銀ランプで2000mJ/cm2の積算光量で硬化するポリブタジエンアクリレートでなる絶縁性封止樹脂50で構成している。
In Example 2, the first circuit formed body is a flexible film in which a plurality of
Moreover, in the present Example 2, the particle holding member is comprised with the
Further, in Example 2, the second circuit forming body is a silver nano paste drawn by ink jet on a 75 μm thick PEN (polyethylene naphthalate) film (for example, Neotex (registered trademark) manufactured by Teijin DuPont). A plurality of
In Example 2, the insulating adhesive resin is composed of a thermosetting insulating resin paste (for example, NCP (non-conductive paste) 3) manufactured by Namics.
Further, in Example 1, the conductive particles are composed of
In the second embodiment, the insulating sealing resin is composed of the insulating sealing
以下、本実施例2の電極接合方法を説明する。
まず、図3Aに示すフレキシブル基板1の複数の銅電極1A上に、図3Bに示すように厚さ3μmで均一にはんだ4を形成する(図4のステップS1)。
次いで、それぞれの銅電極1A上に配置されたはんだ4上に、図3Cに示すように多数の導電性粒子5を浸漬した水溶性フラックス6を塗布する(図4のステップS2)。
Hereinafter, the electrode joining method of Example 2 will be described.
First, as shown in FIG. 3B, the
Next, as shown in FIG. 3C, a water-
次いで、リフロー加熱によりそれぞれの銅電極1A上のはんだ4を溶融させ、図3Dに示すように、はんだ4と導電性粒子5の金メッキ32とを反応させてはんだ付けするとともに、水溶性フラックス6を蒸発させて乾燥させる(図4のステップS3)。
なお、このときはんだ付けされるのは、はんだ4と接触したニッケル粒子31のみであり、ニッケル粒子31と銅電極1AとはAu(金)−Sn(錫)の共晶接合により接合され、電極接合部にはAu(金)−Ni(ニッケル)−Sn(錫)でなる金属間化合物が形成される。
Next, the
At this time, only the
次いで、フラックス洗浄液(例えば、荒川化学製パインアルファ)を用いて、フレキシブル基板1に付着した水溶性フラックス6の残渣及び銅電極1A上にはんだ付けされなかった導電性粒子5を洗浄して、図3Eに示すようにそれぞれ除去する(図4のステップS4)。
次いで、PEN基板2の銀電極2Aを封止するように絶縁性樹脂ペースト3をディスペンサにより塗布したのち、フレキシブル基板1の銅電極1AとPEN基板2の銀電極2Aとを絶縁性樹脂ペースト3を介して対向させて位置合わせする(図4のステップS5)。
次いで、図3Gに示すように、圧着ツール20(例えば、藤倉ゴム工業株式会社製ベロフラムシリンダ)により、フレキシブル基板1を介して絶縁性樹脂ペースト3を加圧及び加熱して溶融させ、それぞれの銅電極1A上に電気的に接合された導電性粒子5とぞれぞれの銀電極2Aとを接触させ、その状態で絶縁性樹脂ペースト3を硬化させて、それぞれの銅電極1Aとそれぞれの銀電極2Aとを電気的に接合する(図4のステップS6)。
なお、このとき、圧着ツール20による、加熱時間は180℃、加圧力は3MPa、加圧時間は10秒とした。なお、このとき、PEN基板2が弱耐熱基板であり、200℃以上の温度にすると結晶化が進んで脆化してしまう性質があるため、PEN基板2が200℃以上の温度にならないように注意した。
Next, the residue of the water-
Next, after applying an insulating
Next, as shown in FIG. 3G, the insulating
At this time, the heating time by the crimping
次いで、対向領域10Xの縁部の外側領域10Yに位置する加圧及び加熱後のエポキシ樹脂シート3に、UV洗浄を行った後、ディスペンサ(例えば、武蔵エンジニアリング製)を用いて絶縁性封止樹脂50を塗布し、外部に露出しないように覆い隠す(図4のステップS7)。このとき、絶縁性封止樹脂50の塗布量は、光硬化後の厚さが0.5mm程度となるような量とした。
Next, the
上記電極接合方法により電極接合された電極接合構造体は、導電性粒子5をそれぞれの銅電極1Aに予めはんだ付けする構造であるので、多数の導電性粒子5が銅電極1A上に配置され、高電圧での電気的な接合信頼性が確保される。また、対向領域10Xの縁部の外側領域10Yでは導電性粒子5が凝集せず、はんだ4が銅電極1A上に配置されているためはんだ4同士の凝集も発生しないので、ショート不良の発生を抑えることができるとともに、電極間の狭ピッチ化(例えば0.1mm以下)に対応することができる。
また、はんだ4がそれぞれの銅電極1A上にのみ配置され、それぞれの銀電極2A上には接触しない構造であるので、PEN基板2の電極を銀電極2Aとすることができる。
また、加圧及び加熱後のエポキシ樹脂シート3を絶縁性封止樹脂50により外部に露出しないように覆い隠しているので、フレキシブル基板1とPEN基板2との電極接合部に外部から水や腐食性ガス等が侵入することを防ぐことができる。また、銅電極1A、銀電極2A、及び導電性粒子5の酸化も防止されて、電気的な導通が阻害されることがないので、高信頼性の接合品質が実現される。また、絶縁性封止樹脂50が硬化することにより、電極接合強度が補強され、機械的曲げ強度等に対する信頼性も向上する。
Since the electrode bonded structure electrode bonded by the electrode bonding method has a structure in which the
Further, since the
Moreover, since the
なお、上記各実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。 In addition, it can be made to show each effect which each embodiment has among each embodiment by combining suitably.
本発明にかかる電極接合方法及び電極接合構造体は、ショート不良の発生を抑え、高電圧での電気的な接合信頼性を確保するとともに狭ピッチ化に対応することができる効果を有するので、回路形成体の電極に他の回路形成体の電極を導電性粒子が分散された絶縁性接着剤樹脂を用いて接合する技術、特にガラス基板とフレキシブル基板との電極接合に代表されるフラットパネルの接合技術において、隣接する電極間の狭ピッチ化が求められるときに有用である。 The electrode bonding method and the electrode bonding structure according to the present invention have the effects of suppressing the occurrence of short-circuit defects, ensuring electrical bonding reliability at high voltages, and being able to cope with narrow pitches. Technology for bonding electrodes of other circuit forming bodies to the electrodes of the forming body using an insulating adhesive resin in which conductive particles are dispersed, particularly flat panel bonding represented by electrode bonding between a glass substrate and a flexible substrate This is useful when the technology requires a narrow pitch between adjacent electrodes.
1 フレキシブル基板
1A 第1の電極
2 ガラス基板
2A 第2の電極
3 絶縁性接着剤樹脂
4 ガラス基板
5 導電性粒子
6 溶媒
20 圧着ツール
21 加熱用ヒータ
22 エアシリンダ
23 モータ
31 コア
32 金属メッキ
40 電極膜
41 はんだ膜
50 絶縁性封止樹脂
DESCRIPTION OF
Claims (16)
上記複数の第1の電極にそれぞれ対向して配置された複数の第2の電極を有する第2の回路形成体と、
上記第1の回路形成体と上記第2の回路形成体との対向領域に配置されて両者を接合する絶縁性接着剤樹脂と、
上記それぞれの第2の電極上に電気的に接触する多数の導電性粒子と、
上記それぞれの第1の電極上にそれぞれ配置され、上記多数の導電性粒子を保持するとともに、上記多数の導電性粒子を上記それぞれの第1の電極に直接的又は間接的に電気的に接合する導電性材料により形成された複数の粒子保持部材と、
を有する、電極接合構造体。 A first circuit forming body having a plurality of first electrodes;
A second circuit forming body having a plurality of second electrodes respectively disposed opposite to the plurality of first electrodes;
An insulating adhesive resin that is disposed in an opposing region of the first circuit forming body and the second circuit forming body to join the two;
A number of conductive particles in electrical contact on each of the second electrodes;
Each of the plurality of conductive particles is disposed on each of the first electrodes and holds the plurality of conductive particles, and the plurality of conductive particles are directly or indirectly electrically connected to the first electrodes. A plurality of particle holding members formed of a conductive material;
An electrode joint structure comprising:
多数の導電性粒子が上記それぞれの第1の電極と直接的又は間接的に電気的に接合されるように、上記それぞれの粒子保持部材に上記多数の導電性粒子を保持させ、
上記複数の第1の電極にそれぞれ対向するように形成された複数の第2の電極を有する第2の回路成形体との対向領域に絶縁性接着剤樹脂を配置し、
上記第1又は第2の回路形成体を介して上記絶縁性接着剤樹脂を加圧するとともに加熱して、上記それぞれの第1の電極に電気的に接合された上記導電性粒子と上記それぞれの第2の電極とを接触させて上記それぞれの第1の電極と上記それぞれの第2の電極とを電気的に接合する、電極接合方法。 A particle holding member formed of a conductive material is disposed on each of the plurality of first electrodes of the first circuit formation body,
Each of the particle holding members holds the plurality of conductive particles such that the plurality of conductive particles are directly or indirectly electrically connected to the respective first electrodes;
An insulating adhesive resin is disposed in a region facing the second circuit molded body having a plurality of second electrodes formed to face the plurality of first electrodes, respectively.
The insulating adhesive resin is pressurized and heated via the first or second circuit forming body, and the conductive particles electrically connected to the first electrodes and the first electrodes. An electrode joining method in which the two first electrodes are brought into contact with each other to electrically join the first electrodes and the second electrodes.
少なくとも上記それぞれの粒子保持部材上に、上記多数の導電性粒子を供給し、
上記それぞれの粒子保持部材を加熱して溶融させ、当該溶融した上記それぞれの粒子保持部材により上記多数の導電性粒子のうちの一部又は全部と上記それぞれの第1の電極とを電気的に接合する、請求項10又は11に記載の電極接合方法。 After disposing the particle holding member on each of the first electrodes,
Supplying the plurality of conductive particles on at least each of the particle holding members;
Each of the particle holding members is heated and melted, and part or all of the plurality of conductive particles are electrically joined to the first electrodes by the melted particle holding members. The electrode joining method according to claim 10 or 11.
上記多数の導電性粒子のうちの一部と上記それぞれの第1の電極とを電気的に接合したのち、上記電気的に接合されていない導電性粒子を除去し、その後、上記対向領域に上記絶縁性接着剤樹脂を配置する、請求項12に記載の電極接合方法。 Supplying the plurality of conductive particles on the respective particle holding members by supplying the plurality of conductive particles to the formation surface of the plurality of first electrodes of the first circuit forming body;
After electrically joining a part of the plurality of conductive particles and the respective first electrodes, the electrically conductive particles that are not electrically joined are removed, and then the above-described opposing region is filled with the above-described conductive particles. The electrode bonding method according to claim 12, wherein an insulating adhesive resin is disposed.
上記それぞれの粒子保持部材を加熱するとき、当該加熱により上記溶媒を蒸発させて乾燥させる、請求項12又は13に記載の電極接合方法。 When supplying the plurality of conductive particles on each of the particle holding members, supplying the plurality of conductive particles mixed with a solvent,
The electrode joining method according to claim 12 or 13, wherein when each of the particle holding members is heated, the solvent is evaporated by the heating and dried.
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