JP2011146499A - 電子部品の実装構造体、及び電子部品の実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】実装時の電極間の接触不良を解消して良好な導電接続状態を確保するとともに、生産効率の向上及び低コスト化が可能な電子部品の実装構造体を提供する。
【解決手段】バンプ電極１２を有する電子部品１２１を、端子１１を有する基板１１１上に実装してなる電子部品１２１の実装構造体であって、バンプ電極１２は、絶縁性を有する樹脂からなるコア１３と、コア１３の表面に設けられた導電膜１４とを有するとともに、弾性変形して端子１１に導電膜１４が直接導電接触しており、基板１１１と電子部品１２１との間には、コア１３と同一の材料で形成されるとともに、バンプ電極１２が弾性変形して端子１１に導電接触している状態を保持する保持部材２３が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品の実装構造体、及び電子部品の実装方法に関するものである。

従来、各種の電子機器に搭載される回路基板や液晶表示装置においては、半導体ＩＣ等の電子部品を基板上に実装する技術が用いられている。例えば、液晶表示装置には、液晶パネルを駆動するための液晶駆動用ＩＣチップが実装される。この液晶駆動用ＩＣチップは、液晶パネルを構成するガラス基板に直接実装される場合もあり、また、液晶パネルに実装されるフレキシブル基板（ＦＰＣ）上に実装される場合もある。前者による実装構造はＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）構造と呼ばれ、後者はＣＯＦ(Ｃｈｉｐ Ｏｎ ＦＰＣ)構造と呼ばれている。

このような実装構造に用いられる基板には、配線パターンに接続するランド（端子）が形成されている。一方、電子部品には、電気的接続を得るためのバンプ電極が形成されている。そして、前記ランドにバンプ電極を接続させた状態で、前記基板上に電子部品を実装することにより、電子部品の実装構造体が形成されている。

ところで、前記の実装構造体においては、基板上に電子部品がより強固にかつ確実に接続していることが望まれている。特に、ランドやバンプ電極がそれぞれ複数ずつあり、複数のランド−バンプ電極間をそれぞれ接続させる場合には、全てのランド−バンプ電極間が良好に接続していることが、信頼性を確保するうえで重要となっている。

ところが、一般にランドやバンプ電極は金属によって形成されているため、接合時に合わせずれが生じたり、あるいはランドやバンプ電極の位置精度が悪いことによってこれらの間で位置ずれが生じたりする。この場合に、これらランドとバンプ電極との間（電極間）で十分な接合強度が得られず、接触不良（導電不良）を起こしてしまうおそれがあった。
また、基板やＩＣなどの電子部品の反りや、ランドとバンプ電極などの形成高さのばらつきによって、電極間の距離が一定でなくなる。これにより、電極間で十分な接合強度が得られず、接触不良（導電不良）を起こしてしまうおそれがあった。
さらに、ランド−バンプ電極の接合時に合金を形成させるため、高温高荷重のエネルギー付加が必要である。具体的には、バンプ電極がＡｕからなるとともにランドにＳｎめっき処理がなされている場合は、Ａｕ−Ｓｎ接合をさせるために基板温度を３００〜４００℃にする必要がある。このため、基板を高温に耐えうる高価な材料（例えば、ポリイミド）にしなければならなかった。その他、超音波接続方式も考えられるが、そのための設備投資が必要になり、膨大なコストがかかってしまう。
一方、基板と電子部品との間に接着剤を塗布することも考えられるが、新たな接着剤塗布工程が必要でありコストアップにつながる。また、接着剤は耐マイグレーションに劣るため、電気的な信頼性が低い。具体的には、電界の影響でバンプ電極や端子の金属成分が接着剤の中や接着剤と基板あるいは電子部品と間の界面を横切って移動するなど、接着剤の絶縁不良が生じて電子部品を破壊させてしまう可能性があった。

このような問題を解決するための技術として、例えば特許文献１では、内部樹脂をコアとしてその表面が導電膜で覆われた構造のバンプ電極を有する電子部品を、端子を有する基板上に実装してなる電子部品の実装構造体において、基板と電子部品との間にバンプ電極が弾性変形して端子に導電接触している状態を保持する封止樹脂が充填されている。これにより、バンプ電極の導電膜と端子との間で十分な接触面積が確保され、良好な導電接続状態としている。

特開２００９−４９２２５号公報

特許文献１の技術にあっては、バンプ電極がその内部樹脂の弾性変形によって基板の端子に対し弾性復元力（反発力）を生じていることから、バンプ電極と端子との間の接合強度を高くすることができると考えられるが、以下のように問題点もある。
特許文献１の技術では、封止樹脂が基板と電子部品との間に充填されている。これにより、弾性変形してなるバンプ電極と端子との間の導電接触状態を良好に確保できるとともに電気的な信頼性を向上できる点では好ましいが、封止樹脂を充填させるための新たな工程が必要であり、生産効率やコストの面で好ましくない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、実装時の電極間の接触不良を解消して良好な導電接続状態を確保するとともに、生産効率の向上及び低コスト化が可能な電子部品の実装構造体、及び電子部品の実装方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の電子部品の実装構造体は、バンプ電極を有する電子部品を、端子を有する基板上に実装してなる電子部品の実装構造体であって、前記バンプ電極は、絶縁性を有する樹脂からなるコアと、該コアの表面に設けられた導電膜とを有するとともに、弾性変形して前記端子に前記導電膜が直接導電接触しており、前記基板と前記電子部品との間には、前記コアと同一の材料で形成されるとともに、前記バンプ電極が弾性変形して前記端子に導電接触している状態を保持する保持部材が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、バンプ電極は樹脂からなるコアを有しているので、基板上の端子に対して加圧されることで弾性変形し圧縮される。このように弾性変形しながら端子に接合することで、バンプ電極は端子の形状に倣うことになり、導電膜が端子の少なくとも一部と直接導電接触するようになる。また、バンプ電極は樹脂からなるコアの弾性変形によって基板上の端子に対し弾性復元力を生じていることから、バンプ電極と端子との間の接合強度が高くなり、導電接続状態の信頼性が向上する。また、コアと保持部材とが同じ材料からなるため、コアと保持部材とを同じ工程で形成することができる。すなわち、特許文献１に示すように封止樹脂を充填させるための新たな工程が不要となる。したがって、実装時の電極間の接触不良を解消して良好な導電接続状態を確保するとともに、生産効率の向上及び低コスト化が可能な電子部品の実装構造体が提供できる。

また、上記電子部品の実装構造体においては、前記保持部材は、前記パンプ電極と間隔を空けて配置されていてもよい。

この構成によれば、保持部材がバンプ電極と間隔を空けて配置されていないとき（隣接しているとき）よりも、弾性変形するためのスペースが確保される。つまり、保持部材が弾性変形しやすくなり、端子と基板の少なくとも一方の表面に倣いやすくなる。このため、保持部材と端子、基板との間の接触面積が大きくなり、基板と電子部品とが強固に接合される。したがって、バンプ電極と端子との間の接合強度を高くすることができる。

また、上記電子部品の実装構造体においては、前記保持部材が少なくとも配置される領域において、前記端子と前記基板の少なくとも一方は、その表面に多数の凹凸を有していてもよい。

この構成によれば、保持部材が多数の凹凸の凹部に入り込む。つまり、端子の表面及び基板の表面の凹凸に倣って、保持部材の表面に凹凸が形成されることになる。これにより、保持部材と端子、基板との接触面積が、端子の表面及び基板の表面に凹凸が付与されていないときよりも大きくなる。また、多数の凹凸によるアンカー効果がはたらく。したがって、基板と電子部品とが強固に接合され、これに伴い、バンプ電極と端子との間の接合強度を高くすることができる。また、電子部品を基板に実装するときに滑り落ちたり、ずれ落ちて傾いたりしないため、実装歩留まりが向上するとともに信頼性の高いものが得られる。

また、上記電子部品の実装構造体においては、前記保持部材は、前記パンプ電極の両側に配置されていてもよい。

この構成によれば、保持部材がバンプ電極の片側のみに配置されている構成に比較して、基板と電子部品との接続を強固にし、バンプ電極と端子との間の接合強度を高くすることができる。

また、上記電子部品の実装構造体においては、前記電子部品には前記バンプ電極が複数設けられてなり、前記保持部材は、隣り合う２つの前記バンプ電極の間に配置されていてもよい。

この構成によれば、保持部材がバンプ電極の片側のみに配置されている構成に比較して、基板と電子部品との接続を強固にし、バンプ電極と端子との間の接合強度を高くすることができる。

本発明の電子部品の実装方法は、バンプ電極を有する電子部品を、端子を有する基板上に実装してなる電子部品の実装方法であって、前記電子部品の実装側に絶縁性を有する熱可塑性樹脂からなるコアと、該コアと同じ材料からなる保持部材とを形成する工程と、前記電子部品上に配置された前記コアの上に導電膜を形成することにより、前記コアと前記導電膜とを有するバンプ電極を形成する工程と、前記コア及び前記保持部材を加熱して軟化させ、前記端子と前記導電膜とが直接導電接触するように前記基板と前記電子部品とを互いに接合する方向に加圧し前記バンプ電極及び前記保持部材を弾性変形させる工程と、前記コア及び前記保持部材を冷却することにより硬化させ、前記バンプ電極が弾性変形して前記端子に導電接触している状態を前記保持部材によって保持させる工程と、を有することを特徴とする。

このようにすれば、コア及び保持部材が熱可塑性樹脂の場合において、コア及び保持部材を加熱して弾性変形しうる程度に軟化させ、その後、冷却することによりコア及び保持部材を硬化させることで、端子と導電膜とが直接導電接触した状態で基板と電子部品とを接合することができる。また、コアと保持部材とが同じ材料からなるため、コアと保持部材とを同じ工程で形成することができる。したがって、実装時の電極間の接触不良を解消して良好な導電接続状態を確保するとともに、生産効率の向上及び低コスト化が可能となる。

本発明の電子部品の実装方法は、バンプ電極を有する電子部品を、端子を有する基板上に実装してなる電子部品の実装方法であって、前記電子部品の実装側に絶縁性を有する未硬化もしくは半硬化の熱硬化性樹脂からなるコアと、該コアと同じ材料からなる保持部材とを形成する工程と、前記電子部品上に配置された未硬化もしくは半硬化の前記コアの上に導電膜を形成することにより、前記コアと前記導電膜とを有するバンプ電極を形成する工程と、前記端子と前記導電膜とが直接導電接触するように前記基板と前記電子部品とを互いに接合する方向に加圧する加圧工程と、加熱して前記コア及び前記保持部材を硬化させていく途中の弾性変形しうる未硬化もしくは半硬化の状態を前記加圧工程に介在させ、その後、加熱を続けることにより前記コア及び前記保持部材を完全に硬化させて、前記バンプ電極が弾性変形して前記端子に導電接触している状態を前記保持部材によって保持させる工程と、を有することを特徴とする。

このようにすれば、コア及び保持部材が熱硬化性樹脂の場合において、加熱してコア及び保持部材を硬化させていく途中の弾性変形しうる未硬化もしくは半硬化の状態を、基板と電子部品との加圧工程に介在させ、その後、加熱を続けることによりコア及び保持部材を完全に硬化させることで、端子と導電膜とが直接導電接触した状態で基板と電子部品とを接合することができる。また、コアと保持部材とが同じ材料からなるため、コアと保持部材とを同じ工程で形成することができる。したがって、実装時の電極間の接触不良を解消して良好な導電接続状態を確保するとともに、生産効率の向上及び低コスト化が可能となる。

本発明の電子部品の実装方法は、バンプ電極を有する電子部品を、端子を有する基板上に実装してなる電子部品の実装方法であって、前記電子部品の実装側に絶縁性を有する未硬化もしくは半硬化の紫外線硬化性樹脂からなるコアと、該コアと同じ材料からなる保持部材とを形成する工程と、前記電子部品上に配置された未硬化もしくは半硬化の前記コアの上に導電膜を形成することにより、前記コアと前記導電膜とを有するバンプ電極を形成する工程と、前記端子と前記導電膜とが直接導電接触するように前記基板と前記電子部品とを互いに接合する方向に加圧する加圧工程と、紫外線を照射して前記コア及び前記保持部材を硬化させていく途中の弾性変形しうる未硬化もしくは半硬化の状態を前記加圧工程に介在させ、その後、紫外線照射を続けることにより前記コア及び前記保持部材を完全に硬化させて、前記バンプ電極が弾性変形して前記端子に導電接触している状態を前記保持部材によって保持させる工程と、を有することを特徴とする。

このようにすれば、コア及び保持部材が紫外線硬化性樹脂の場合において、紫外線を照射してコア及び保持部材を硬化させていく途中の弾性変形しうる未硬化もしくは半硬化の状態を、基板と電子部品との加圧工程に介在させ、その後、紫外線照射を続けることによりコア及び保持部材を完全に硬化させることで、端子と導電膜とが直接導電接触した状態で基板と電子部品とを接合することができる。また、コアと保持部材とが同じ材料からなるため、コアと保持部材とを同じ工程で形成することができる。したがって、実装時の電極間の接触不良を解消して良好な導電接続状態を確保するとともに、生産効率の向上及び低コスト化が可能となる。

本発明が適用された液晶表示装置の構造を模式的に示す概略斜視図である。 本発明に係る実装構造体の要部拡大図である。 バンプ電極の概略構成を示す側断面図である。 バンプ電極の接合状態を説明するための図である。 保持部材の接合状態を説明するための図である。 本発明に係る電子部品の実装方法を順に示す工程図である。 図６に続く工程図である。 本発明に係る実装構造体の第１変形例を示す図である。 本発明に係る実装構造体の第２変形例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。

（電子部品の実装構造体）
図１は本発明に係る電子部品の実装構造体を適用した液晶表示装置を示す模式図である。まず、図１を用いて本発明に係る電子部品の実装構造体の適用例を説明する。
図１において符号１００は液晶表示装置であり、この液晶表示装置１００は、液晶パネル１１０と、電子部品（液晶駆動用ＩＣチップ）１２１とを有して構成されている。なお、この液晶表示装置１００には、図示しないものの、偏光板、反射シート、バックライト等の付帯部材が、必要に応じて適宜設けられるものとする。

液晶パネル１１０は、ガラスや合成樹脂からなる基板１１１及び１１２を備えて構成されたものである。基板１１１と基板１１２とは、相互に対向配置され、図示しないシール材によって相互に貼り合わされている。基板１１１と基板１１２の間には、電気光学物質である液晶（図示略）が封入されている。基板１１１の内面上には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電材料からなる電極１１１ａが形成されている。基板１１２の内面上には前記電極１１１ａに対向配置される電極１１２ａが形成されている。

電極１１１ａは、同じ材質で一体に形成された配線１１１ｂに接続されて、基板１１１に設けられた基板張出部１１１Ｔの内面上に引き出されている。基板張出部１１１Ｔは、基板１１１の端部において基板１１２の外形よりも外側に張り出された部分である。配線１１１ｂの一端側は、端子１１１ｂｘとなっている。電極１１２ａも、同じ材質で一体に形成された配線１１２ｂに接続されて、図示しない上下導通部を介して基板１１１上の配線１１１ｃに導電接続されている。この配線１１１ｃも、ＩＴＯで形成されている。配線１１１ｃは基板張出部１１１Ｔ上に引き出され、その一端側は端子１１１ｃｘとなっている。基板張出部１１１Ｔの端縁近傍には入力配線１１１ｄが形成されており、その一端側は端子１１１ｄｘとなっている。該端子１１１ｄｘは、前記端子１１１ｂｘ及び１１１ｃｘと対向配置されている。また、入力配線１１１ｄの他端側は、入力端子１１１ｄｙとなっている。

基板張出部１１１Ｔ上には、後述する本発明に係る保持部材２３（図２参照）を介して、本発明に係る電子部品１２１が実装されている。この電子部品１２１は、例えば液晶パネル１１０を駆動する液晶駆動用ＩＣチップである。電子部品１２１の下面には、本発明に係る多数のバンプ電極（図示略）が形成されており、これらのバンプ電極は、基板張出部１１１Ｔ上の端子１１１ｂｘ，１１１ｃｘ，１１１ｄｘにそれぞれ導電接続されている。これにより、基板１１１上に電子部品１２１が実装されてなる、本発明の実装構造体が形成されている。

また、基板張出部１１１Ｔ上の前記入力端子１１１ｄｙの配列領域には、異方性導電膜１２４を介してフレキシブル基板１２３が実装されている。入力端子１１１ｄｙは、フレキシブル基板１２３に設けられた、それぞれに対応する配線（図示略）に導電接続されている。そして、このフレキシブル基板１２３を介して外部から制御信号、映像信号、電源電位などが、入力端子１１１ｄｙに供給されるようになっている。入力端子１１１ｄｙに供給された制御信号、映像信号、電源電位などは、電子部品１２１に入力され、ここで液晶駆動用の駆動信号が生成されて液晶パネル１１０に供給されるようになっている。フレキシブル基板は、ポリイミドや液晶ポリマー等可撓性を有する有機基板であり、その基板上に銅やアルミニウムで回路パターンおよび端子が形成されている。本実施形態では、銅からなる回路パターン及び端子が形成されている。

以上のように構成された液晶表示装置１００によれば、電子部品１２１を介して電極１１１ａと電極１１２ａとの間に適宜の電圧が印加されることにより、両電極１１１ａ，１１２ａが対向配置される部分に構成される各画素に独立して光を変調させることができる。これによって、液晶パネル１１０の表示領域に所望の画像を形成することができる。

次に、前記液晶表示装置１００に適用された、本発明の電子部品の実装構造体の実施形態について説明する。
図２は、前記液晶表示装置１００における電子部品１２１の実装構造体を拡大して示す要部拡大図である。図２（ａ）は、前記液晶表示装置１００における電子部品１２１の実装構造体を拡大して示す要部拡大斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。図２（ａ）において符号１１Ｐは基板１１１上に設けられた配線パターン、すなわち、前記配線１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄのいずれかを表している。図２（ｂ）において、符号１１はこれら配線１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄに設けられた端子、すなわち、前記した端子１１１ｂｘ、１１１ｃｘ、１１１ｄｘのいずれかを表している。なお、本実施形態では、端子１１は比較的膜厚が厚く、したがって高く形成されており、また、その横断面が略台形状になっている。また、符号１２は電子部品１２１に設けられたバンプ電極である。

ところで、バンプ電極と端子との間の接合強度を高くするとともに電気的な信頼性を向上させるために、内部樹脂をコアとしてその表面が導電膜で覆われた構造のバンプ電極を有する電子部品を、端子を有する基板上に実装してなる電子部品の実装構造体において、基板と電子部品との間にバンプ電極が弾性変形して端子に導電接触している状態を保持する封止樹脂が充填されてなる構造がある（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、基板と電子部品との間に封止樹脂を充填させるための新たな工程が必要であり、生産効率やコストの面で好ましくない。

そこで、本願発明者は、特許文献１に示す実装構造体に対して、基板１１１と電子部品１２１との間に、本実施形態のバンプ電極１２を構成する樹脂からなるコア１３と同一の材料で形成されるとともに、バンプ電極１２が弾性変形して端子１１に導電接触している状態を保持する保持部材２３を設けている。このように基板１１１と電子部品１２１との間に樹脂からなるコア１３と同一の材料で形成される保持部材２３を設けることで、コア１３と保持部材２３とを同一の工程で形成することを可能としている。以下、本実施形態の実装構造体１０について、一例を挙げて説明する。

図２に示すように、バンプ電極１２は、電子部品１２１上に設けられた略蒲鉾状の樹脂からなるコア１３と、該コア１３の表面に設けられた導電膜１４とを有するものである。このバンプ電極１２は、弾性変形して端子１１に導電膜１４が直接導電接触するようになる。また、保持部材２３についてもバンプ電極１２と同様に略蒲鉾状となっている。この保持部材２３は、弾性変形して端子１１と基板１１１の少なくとも一方の表面に直接接触するようになっている。

また、保持部材２３は、バンプ電極１２と間隔を空けて配置されている。具体的には、保持部材２３は、電子部品１２１の面内に平行であり、かつ、端子１１の延在方向（保持部材２３の長手方向に直交する方向）において、バンプ電極１２と間隔を空けて配置されている。これにより、保持部材２３は、バンプ電極１２と間隔を空けて配置されていないとき（隣接しているとき）よりも、電子部品１２１の面内に平行かつ端子１１の延在方向において、弾性変形するためのスペースが確保される。つまり、保持部材２３が弾性変形しやすくなり、端子１１と基板１１１の少なくとも一方の表面に倣いやすくなる。また、保持部材２３は、バンプ電極１２の片側に配置されているとともに、端子１１及び基板１１１に直接接触するように少なくとも端子１１に平面視重なる位置に配置されている。

図３は、バンプ電極１２の概略構成を示す側断面図である。図３に示すように、導電膜１４は、電子部品１２１の表面部において絶縁膜１５の開口部内に露出した電極１６に接続・導通し、コア１３上に引き回されたものである。このような構成によってコア１３の表面を覆う導電膜１４は、前記電極１６に導通し、実質的に電子部品１２１の電極として機能するものとなっている。なお、本実施形態では、図２（ａ）に示したようにコア１３の表面に帯状の導電膜１４が複数設けられており、これら導電膜１４はそれぞれ独立して電子部品１２１の電極１６に接続・導通している。したがって、これら導電膜１４は、その内側に位置するコア１３とともに、それぞれが独立して、本発明におけるバンプ電極１２として機能するようになっている。

ここで、前記の略蒲鉾状とは、電子部品１２１に接する内面（底面）が平面であり、接しない外面側が湾曲面になっている柱状形状をいう。具体的には、図３（ａ）に示したように横断面が略半円であったり、図示しないものの略半楕円であったりするものや、図３（ｂ）に示したように横断面が略台形であるものが好適に用いられる。なお、図３（ｂ）に示した横断面が略台形のものは、この横断面形状において少なくともその上面と側面との間の肩部が湾曲しており、これによって前記したように、電子部品１２１に接しない外面側が湾曲面となっている。

コア１３は、絶縁性を有する樹脂からなるもので、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂によって形成されたものである。熱可塑性樹脂としては、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル樹脂が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、熱硬化性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂が挙げられる。また、紫外線硬化樹脂としては、紫外線硬化型ポリイミド樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂が挙げられる。このような樹脂からなるコア１３は、公知のリソグラーフィー技術やエッチング技術により、所定の形状に形成される。なお、樹脂の材質（硬度）や形状（高さや幅）については、端子１１の形状や大きさによって適宜に選択・設計される。また、コア１３と同一の材料で形成される保持部材２３についても、公知のリソグラーフィー技術やエッチング技術により、所定の形状に形成される。

導電膜１４は、Ａｕ、ＴｉＷ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｗ、ＮｉＶ、Ａｌ、Ｐｄ、鉛フリーハンダ等の金属や合金からなるものである。また、導電膜１４は、これら金属（合金）の単層であっても、複数種を積層したものであってもよい。また、このような導電膜１４は、スパッタ法等の公知の成膜法で成膜し、その後帯状にパターニングしたものであってもよく、無電解メッキによって選択的に形成したものであってもよい。または、スパッタ法や無電解メッキによって下地膜を形成し、その後電解メッキによって下地膜上に上層膜を形成し、これら下地膜と上層膜とからなる積層膜により、導電膜１４を形成してもよい。なお、金属（合金）の種類や層構造、膜厚、幅については、前記コア１３の場合と同様に、端子１１の形状や大きさによって適宜に選択・設計される。本実施形態では、金からなる導電膜１４が形成されている。また、導電膜１４の幅は、接合する端子１１の幅よりも十分に広く形成されている。

図４は、バンプ電極１２の接合状態を説明するための図である。図５は、保持部材２３の接合状態を説明するための図である。図４（ａ）、図５（ａ）は電子部品１２１を基板１１１に実装する前の状態を示す図である。図４（ａ）に示すように、基板１１１と電子部品１２１とは、互いの端子１１とバンプ電極１２とが対向するように位置決めされる。次に、その状態で互いに接合する方向に加圧されることにより、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、バンプ電極１２の導電膜１４が端子１１に接合し導電接触する。そして、このように導電膜１４と端子１１とが導電接触した状態で、すなわち、所定の圧力で加圧した状態のもとで、本発明に係る保持部材２３が硬化させられる。これにより、本発明に係る実装構造体１０が得られる。

このようにして形成された実装構造体１０は、電子部品１２１が基板側１１１に相対的に加圧され、これによってバンプ電極１２が端子１１に当接させられ、さらにその状態で加圧されている。これにより、バンプ電極１２は、所望の形態に弾性変形（圧縮変形）している。すなわち、バンプ電極１２は、樹脂からなるコア１３が銅からなる端子１１に比べて十分に軟らかいため、加圧されたことで弾性変形し圧縮される。このとき、コア１３及びその上の導電膜１４は、端子１１よりも幅広に形成されていることから、端子１１の外側（側面側）にはみ出し、端子１１の全ての角部形状に倣う形状となる。

すなわち、バンプ電極１２は主にコア１３の弾性変形によって端子１１の全ての角部形状に倣い、これによって導電膜１４は、端子１１の上面部の少なくとも一部と端子１１の厚さ方向に対応する全ての面に直接導電接触するようになる。ここで、端子１１の厚さ方向に対応する面とは、図４（ｄ）において、端子１１の上面１１ａの両側に位置する側面１１ｂを指す。また、角部とは上面１１ａと側面１１ｂとが交わることでなす角部１１ｃを指す。なお、本実施形態では端子１１の横断面形状を略台形にしたが、矩形であってもよい。また、その厚さ（高さ）についても、厚い（高い）ものに限らず、比較的薄い（低い）ものであってもよい。

一方、保持部材２３については、上述のように端子１１とバンプ電極１２とが対向するように位置決めされることで、図５（ａ）に示すように、基板１１１と電子部品１２１とが、互いの端子１１と保持部材２３とが対向するように配置される。次に、その状態で互いに接合する方向に加圧されることにより、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、保持部材２３が弾性変形して端子１１と基板１１１の表面に倣って接合する。

保持部材２３が配置される領域においては、端子１１の表面及び基板１１１の表面に多数の凹凸が形成されている。保持部材２３は、コア１３と同一の樹脂からなり、銅からなる端子１１に比べて十分に軟らかいため、加圧されたことで弾性変形し圧縮される。また、保持部材２３は、バンプ電極１２と異なり表面に導電膜１４が設けられていなく、保持部材２３が端子１１に直接接触することとなるため、導電膜１４が設けられたバンプ電極１２に比べて端子１１の形状に追従しやすい。これにより、保持部材２３が端子１１表面及び基板１１１表面の多数の凹凸の凹部１１Ａに入り込む。つまり、端子１１表面及び基板１１１表面の凹凸に倣って、保持部材２３の表面に凹凸が形成されることになる（図５（ｄ）参照）。これにより、保持部材２３と端子１１、基板１１１との接触面積が、端子１１の表面及び基板１１１の表面に凹凸が付与されていないときよりも大きくなる。また、多数の凹凸によるアンカー効果がはたらくため、電子部品１２１を基板１１１に実装するときに滑り落ちたり、ずれ落ちて傾いたりしない。そして、このように保持部材２３と端子１１、基板１１１とが直接接触した状態で、すなわち、所定の圧力で加圧した状態のもとで、本発明に係る保持部材２３が硬化させられる。これにより、本発明に係る実装構造体１０が得られる。

（電子部品の実装方法）
以下、本実施形態に係る電子部品の実装方法について説明する。図６及び図７は、電子部品１２１の実装方法を順に示す工程図である。なお、図７（ａ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図、図７（ｂ）は図６（ｂ）のＣ−Ｃ線矢視断面図である。

電子部品１２１を実装する際は、先ず、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、従来と同様の手法により製造された電子部品１２１を用意する。

次に、電子部品１２１の実装側に、上述した樹脂（熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂）からなるコア１３と、該コア１３と同じ材料からなる保持部材２３とを、公知のリソグラーフィー技術やエッチング技術により、所定の形状に形成する。ここでは、コア１３を平面視矩形の電子部品１２１の中央部寄りに配置するとともに電子部品の長手方向に延在するように配置し、保持部材２３をコア１３と間隔を空けつつ電子部品１２１の長辺に沿って配置する。このように、コア１３と保持部材２３とが同じ材料で形成されるため、コア１３と保持部材２３とを同じ工程で形成することができる。すなわち、特許文献１に示すように封止樹脂を充填させるための新たな工程が不要となる。

次に、電子部品１２１上に配置されたコア１３上に、上述した導電膜１４を、スパッタ法等の公知の成膜法で成膜し、その後帯状にパターニングしたり、無電解メッキによって選択的に配置したりすることによって形成する（図６（ｂ）及び図７（ｂ）参照）。または、スパッタ法や無電解メッキによって下地膜を形成し、その後電解メッキによって下地膜上に上層膜を形成し、これら下地膜と上層膜とからなる積層膜により、導電膜１４を形成してもよい。これにより、樹脂からなるコア１３と、該コア１３の表面に設けられた導電膜１４とを有するバンプ電極１２が形成される。なお、導電膜１４をパターニングする際のエッチャントは、上述した樹脂を溶解させないものであれば種々のものを用いることができる。

一方、図７（ｃ）に示すように、従来と同様の手法により製造された端子１１が形成された基板１１１を用意する。次に、端子１１表面及び基板１１１表面をプラズマ処理（図中矢印）する。ここで、プラズマ処理は、例えばアルゴンガスや酸素ガスを用いたプラズマアッシングを用いるのがよい。これにより、保持部材２３が少なくとも配置される領域において、銅からなる端子１１の表面及びガラスや合成樹脂からなる基板１１１の表面を、荒らすことができる。つまり、プラズマ処理の際に、プラズマ強度や処理時間等の各種条件を適宜変更することによって、端子１１の表面及び基板１１１の表面に多数の凹凸（図５参照）を付与することができる。

次に、図７（ｄ）に示すように、基板１１１と電子部品１２１とを、互いの端子１１とバンプ電極１２とが対向するように位置決めする。次に、位置決めされた状態で、互いに接合する方向に加圧する。

すると、保持部材２３は、銅からなる端子１１に比べて十分に軟らかいため、加圧されたことで弾性変形し圧縮される。このとき、保持部材２３が端子１１の表面及び基板１１１の表面の多数の凹凸の凹部１１Ａに入り込む。つまり、端子１１の表面及び基板１１１の表面の凹凸に倣って、保持部材２３の表面に凹凸が形成されることになる（図５参照）。これにより、保持部材２３と端子１１との接触面積が、端子１１と基板１１１の表面に凹凸が付与されていないときよりも大きくなる。

一方、バンプ電極１２は、樹脂からなるコア１３が銅からなる端子１１に比べて十分に軟らかいため、加圧されたことで弾性変形し圧縮される。このとき、コア１３及びその上の導電膜１４は、端子１１より幅広に形成されていることから、端子１１の外側（側面側）にはみ出し、端子１１の全ての角部形状に倣う形状となる（図４参照）。

そして、このように導電膜１４と端子１１とが導電接触した状態で、すなわち、所定の圧力で加圧した状態のもとで、上述した保持部材２３が硬化される。

具体的には、コア１３及び保持部材２３が熱可塑性樹脂の場合は、所定の処理温度（例えば２００〜３００℃）で加熱して弾性変形しうる程度に軟化させ、その後、冷却することによりコア１３及び保持部材２３を硬化させることができる。

また、熱硬化性樹脂の場合は、所定の処理温度で加熱してコア１３及び保持部材２３を硬化させていく途中の弾性変形しうる状態（未硬化状態または半硬化状態）を、基板１１１と電子部品１２１との加圧工程に介在させ、その後、加熱を続けることによりコア１３及び保持部材２３を完全に硬化させることができる。ここで、未硬化状態及び半硬化状態とはコア１３及び保持部材２３が完全に硬化していない状態をいう。例えば、コア１３及び保持部材２３が完全に硬化する温度よりも低い温度で加熱したり、硬化時間を短くしたりすることで硬化状態を調整することができる。

また、紫外線硬化性樹脂の場合は、紫外線を照射してコア１３及び保持部材２３を硬化させていく途中の弾性変形しうる状態（未硬化状態または半硬化状態）を、基板１１１と電子部品１２１との加圧工程に介在させ、その後、紫外線照射を続けることによりコア１３及び保持部材２３を完全に硬化させることができる。例えば、コア１３及び保持部材２３が完全に硬化する照射強度よりも低い強度で紫外線を照射したり、紫外線の照射時間を短くしたりすることで硬化状態を調整することができる。

このように、コア１３及び保持部材２３が樹脂からなるため、従来技術のようにランド−バンプ電極の接合時に合金を形成させる必要がなく、高温高荷重のエネルギー付加も不要である。具体的には、従来技術においてバンプ電極がＡｕからなるとともにランドにＳｎめっき処理がなされている場合はＡｕ−Ｓｎ接合をさせるために基板温度を３００〜４００℃にする必要があったが、本実施形態ではコア１３及び保持部材２３を所定の処理温度（例えば２００〜３００℃）で弾性変形しうる程度に軟化させればよい。すなわち、従来技術よりも低い温度で熱処理を行うことができる。このため、基板を高温に耐えうる高価な材料（例えば、ポリイミド）にする必要がない。

以上の工程により、本実施形態の実装構造体１０が得られる（図７（ｅ）参照）。なお、本実施形態では、バンプ電極１２と保持部材２３とが間隔を空けて形成されることから、間基板１１１と電子部品１２１との間には少なからず隙間が生じている。

本発明に係る電子部品１２１の実装構造体１０によれば、バンプ電極１２は樹脂からなるコア１３を有しているので、基板１１１上の端子１１に対して加圧されることで弾性変形し圧縮される。このように弾性変形しながら端子１１に接合することで、バンプ電極１２は端子１１の形状に倣うことになり、導電膜１４が端子１１の少なくとも一部と直接導電接触するようになる。また、バンプ電極１２は樹脂からなるコア１３の弾性変形によって基板１１１上の端子１１に対し弾性復元力を生じていることから、バンプ電極１２と端子１１との間の接合強度が高くなり、導電接続状態の信頼性が向上する。また、コア１３と保持部材２３とが同じ材料からなるため、コア１３と保持部材２３とを同じ工程で形成することができる。すなわち、特許文献１に示すように封止樹脂を充填させるための新たな工程が不要となる。したがって、実装時の電極間の接触不良を解消して良好な導電接続状態を確保するとともに、生産効率の向上及び低コスト化が可能な電子部品１２１の実装構造体１０が提供できる。

また、この構成によれば、保持部材２３がバンプ電極１２と間隔を空けて配置されているので、バンプ電極１２と間隔を空けて配置されていないとき（隣接しているとき）よりも、弾性変形するためのスペースが確保される。つまり、保持部材２３が弾性変形しやすくなり、端子１１と基板１１１の少なくとも一方の表面に倣いやすくなる。このため、保持部材２３と端子１１、基板１１１との間の接触面積が大きくなり、基板１１１と電子部品１２１とが強固に接合される。したがって、バンプ電極１２と端子１１との間の接合強度を高くすることができる。

また、この構成によれば、保持部材２３が配置される領域において、端子１１の表面及び基板１１１の表面に多数の凹凸が形成されているので、保持部材２３が多数の凹凸の凹部１１Ａに入り込む。つまり、端子１１の表面及び基板１１１の表面の凹凸に倣って、保持部材２３の表面に凹凸が形成されることになる。これにより、保持部材２３と端子１１、基板１１１との接触面積が、端子１１の表面及び基板１１１の表面に凹凸が付与されていないときよりも大きくなる。また、多数の凹凸によるアンカー効果がはたらく。したがって、基板１１１と電子部品１２１とが強固に接合され、これに伴い、バンプ電極１２と端子１１との間の接合強度を高くすることができる。また、電子部品１２１を基板１１１に実装するときに滑り落ちたり、ずれ落ちて傾いたりしないため、実装歩留まりが向上するとともに信頼性の高いものが得られる。

本発明の電子部品の実装方法によれば、コア１３及び保持部材２３が熱可塑性樹脂の場合において、コア１３及び保持部材２３を加熱して弾性変形しうる程度に軟化させ、その後、冷却することによりコア１３及び保持部材２３を硬化させることができる。

また、コア１３及び保持部材２３が熱硬化性樹脂の場合において、加熱してコア１３及び保持部材２３を硬化させていく途中の弾性変形しうる未硬化もしくは半硬化の状態を、基板１１１と電子部品１２１との加圧工程に介在させ、その後、加熱を続けることによりコア１３及び保持部材２３を完全に硬化させることができる。

また、コア１３及び保持部材２３が紫外線硬化性樹脂の場合において、紫外線を照射してコア１３及び保持部材２３を硬化させていく途中の弾性変形しうる未硬化もしくは半硬化の状態を、基板１１１と電子部品１２１との加圧工程に介在させ、その後、紫外線照射を続けることによりコア１３及び保持部材２３を完全に硬化させることができる。

このようにすることで、端子１１と導電膜１４とが直接導電接触した状態で基板１１１と電子部品１２１とを接合することができる。また、コア１３と保持部材２３とが同じ材料からなるため、コア１３と保持部材２３とを同じ工程で形成することができる。したがって、実装時の電極間の接触不良を解消して良好な導電接続状態を確保するとともに、生産効率の向上及び低コスト化が可能となる。

なお、本実施形態では、基板１１１と電子部品１２１との間（バンプ電極１２と保持部材２３との間）に隙間を有しているが、これに限らない。例えば、図７（ｆ）に示すように、保持部材２３の硬化工程を経た後、封止部材１２２を基板１１１と電子部品１２１との間に注入してもよい。具体的には、封止部材１２２を基板１１１と電子部品１２１との間に例えばディスペンサー２００を用いて充填配置した後、硬化する。封止部材１２２の形成材料としては、例えば上述したコア１３及び保持部材２３と同じ材料を用いることができる。これにより、基板１１１と電子部品１２１との接続を強固にし、バンプ電極１２と端子１１との間の接合強度を高くすることができる。

また、封止部材１２２は、保持部材２３の硬化工程を経た後に充填配置されるため、ある程度まとまった単位で一度に処理（バッチ処理）することができる。したがって、封止部材１２２の充填工程を各種工程の合間に設けるよりも、封止部材１２２の充填処理を短時間で行うことができる。

また、本実施形態では、バンプ電極１２を構成する導電膜１４から露出したコア１３が、端子１１及び基板１１１から離間しているが、これに限らない。例えば、導電膜１４から露出したコア１３が、弾性変形して端子１１と基板１１１の少なくとも一方に直接接触していてもよい。これにより、導電膜１４から露出したコア１３が保持部材として機能するので、基板１１１と電子部品１２１との接続を強固にし、バンプ電極１２と端子１１との間の接合強度を高くすることができる。

また、本実施形態では、保持部材２３が配置される領域において、端子１１表面及び基板１１１表面に多数の凹凸が形成されているが、これに限らない。例えば、導電膜１４から露出したコア１３が保持部材として機能する場合は、導電膜１４から露出したコア１３が配置される領域において端子１１表面及び基板１１１表面に多数の凹凸が形成されていてもよい。すなわち、保持部材２３が少なくとも配置される領域において多数の凹凸が形成されていればよい。また、端子１１表面及び基板１１１表面に多数の凹凸が形成されていることに限らず、端子１１表面のみに多数の凹凸が形成されていてもよいし、基板１１１表面のみに多数の凹凸が形成されていてもよい。すなわち、端子１１と基板１１１の少なくとも一方の表面に多数の凹凸が形成されていればよい。

また、本実施形態では、保持部材２３がバンプ電極１２の片側に配置されているとともに、端子１１及び基板１１１に直接接触するように少なくとも端子１１に平面視重なる位置に配置されているが、これに限らない。以下、上記実施形態とは異なる変形例について、図８及び図９を用いて説明する。

（第１変形例）
図８は、本発明に係る実装構造体の第１変形例を示す図である。図８は、図２（ｂ）に対応する電子部品１２１の実装構造体を拡大して示す要部拡大図である。図８において、図２（ｂ）と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図８に示すように、本変形例の実装構造体１０Ａにおいて、保持部材は、バンプ電極１２の両側に配置されているとともに、端子１１及び基板１１１に直接接触するように少なくとも端子１１に平面視重なる位置に配置されている。具体的には、上述した保持部材２３に加えて、バンプ電極１２よりも内側に保持部材２３ａが配置されている。すなわち、１つのバンプ電極１２に対して２つの保持部材２３、２３ａが配置されている。

この構成によれば、バンプ電極１２の両側に保持部材２３、２３ａが配置されているので、保持部材２３がバンプ電極１２の片側のみに配置されている構成に比較して、基板１１１と電子部品１２１との接続を強固にし、バンプ電極１２と端子１１との間の接合強度を高くすることができる。

（第２変形例）
図９は、本発明に係る実装構造体の第２変形例を示す図である。図９は、図２（ｂ）に対応する電子部品１２１の実装構造体を拡大して示す要部拡大図である。図９において、図２（ｂ）と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図９に示すように、本変形例の実装構造体１０Ｃにおいて、電子部品１２１にはバンプ電極１２が複数設けられてなり、保持部材２３ｂが隣り合う２つのバンプ電極１２の間に配置されている。また、保持部材２３ｂは、端子１１を介さず基板１１１に直接接触するように少なくとも端子１１に平面視重ならない位置に配置されている。具体的には、上述した保持部材２３に加えて、バンプ電極１２よりも内側であり、かつ、端子１１に平面視重ならない位置に保持部材２３ｂが配置されている。すなわち、２つのバンプ電極１２の間に１つの保持部材２３ｂが配置されている。

この構成によれば、バンプ電極１２の片側に配置された保持部材２３に加えて隣り合う２つのバンプ電極１２の間に保持部材２３ｂが配置されているので、保持部材２３がバンプ電極１２の片側のみに配置されている構成に比較して、基板１１１と電子部品１２１との接続を強固にし、バンプ電極１２と端子１１との間の接合強度を高くすることができる。

１０，１０Ａ，１０Ｂ…実装構造体、１１…端子、１１Ａ…凹部（凹）、１２…バンプ電極、１３…コア、１４…導電膜、２３，２３ａ，２３ｂ…保持部材、１１１…基板、１２１…電子部品

Claims (8)

1. バンプ電極を有する電子部品を、端子を有する基板上に実装してなる電子部品の実装構造体であって、
   前記バンプ電極は、絶縁性を有する樹脂からなるコアと、該コアの表面に設けられた導電膜とを有するとともに、弾性変形して前記端子に前記導電膜が直接導電接触しており、
   前記基板と前記電子部品との間には、前記コアと同一の材料で形成されるとともに、前記バンプ電極が弾性変形して前記端子に導電接触している状態を保持する保持部材が設けられていることを特徴とする電子部品の実装構造体。
2. 前記保持部材は、前記パンプ電極と間隔を空けて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造体。
3. 前記保持部材が少なくとも配置される領域において、前記端子と前記基板の少なくとも一方は、その表面に多数の凹凸を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品の実装構造体。
4. 前記保持部材は、前記パンプ電極の両側に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品の実装構造体。
5. 前記電子部品には前記バンプ電極が複数設けられてなり、
   前記保持部材は、隣り合う２つの前記バンプ電極の間に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子部品の実装構造体。
6. バンプ電極を有する電子部品を、端子を有する基板上に実装してなる電子部品の実装方法であって、
   前記電子部品の実装側に絶縁性を有する熱可塑性樹脂からなるコアと、該コアと同じ材料からなる保持部材とを形成する工程と、
   前記電子部品上に配置された前記コアの上に導電膜を形成することにより、前記コアと前記導電膜とを有するバンプ電極を形成する工程と、
   前記コア及び前記保持部材を加熱して軟化させ、前記端子と前記導電膜とが直接導電接触するように前記基板と前記電子部品とを互いに接合する方向に加圧し前記バンプ電極及び前記保持部材を弾性変形させる工程と、
   前記コア及び前記保持部材を冷却することにより硬化させ、前記バンプ電極が弾性変形して前記端子に導電接触している状態を前記保持部材によって保持させる工程と、
   を有することを特徴とする電子部品の実装方法。
7. バンプ電極を有する電子部品を、端子を有する基板上に実装してなる電子部品の実装方法であって、
   前記電子部品の実装側に絶縁性を有する未硬化もしくは半硬化の熱硬化性樹脂からなるコアと、該コアと同じ材料からなる保持部材とを形成する工程と、
   前記電子部品上に配置された未硬化もしくは半硬化の前記コアの上に導電膜を形成することにより、前記コアと前記導電膜とを有するバンプ電極を形成する工程と、
   前記端子と前記導電膜とが直接導電接触するように前記基板と前記電子部品とを互いに接合する方向に加圧する加圧工程と、
   加熱して前記コア及び前記保持部材を硬化させていく途中の弾性変形しうる未硬化もしくは半硬化の状態を前記加圧工程に介在させ、その後、加熱を続けることにより前記コア及び前記保持部材を完全に硬化させて、前記バンプ電極が弾性変形して前記端子に導電接触している状態を前記保持部材によって保持させる工程と、
   を有することを特徴とする電子部品の実装方法。
8. バンプ電極を有する電子部品を、端子を有する基板上に実装してなる電子部品の実装方法であって、
   前記電子部品の実装側に絶縁性を有する未硬化もしくは半硬化の紫外線硬化性樹脂からなるコアと、該コアと同じ材料からなる保持部材とを形成する工程と、
   前記電子部品上に配置された未硬化もしくは半硬化の前記コアの上に導電膜を形成することにより、前記コアと前記導電膜とを有するバンプ電極を形成する工程と、
   前記端子と前記導電膜とが直接導電接触するように前記基板と前記電子部品とを互いに接合する方向に加圧する加圧工程と、
   紫外線を照射して前記コア及び前記保持部材を硬化させていく途中の弾性変形しうる未硬化もしくは半硬化の状態を前記加圧工程に介在させ、その後、紫外線照射を続けることにより前記コア及び前記保持部材を完全に硬化させて、前記バンプ電極が弾性変形して前記端子に導電接触している状態を前記保持部材によって保持させる工程と、
   を有することを特徴とする電子部品の実装方法。
   

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