JP2014082381A - Connection method, manufacturing method for connector and connection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、予め一面に電子部品及びこの電子部品を覆うシールドカンが設けられた基板の他面に、異方性導電フィルムを用いて部品を接続する接続方法、接続体の製造方法及び接続装置に関する。 The present invention relates to a connection method for connecting a component using an anisotropic conductive film on the other surface of a substrate in which an electronic component and a shield can for covering the electronic component are previously provided on one surface, a method for manufacturing a connection body, and a connection device About.
リジッドプリント基板に対してICやフレキシブル基板等の電子部品を実装する工法として、異方性導電フィルム(ACF:anisotropic conductive film)を基板と電子部品との間に配置し熱加圧する工法は、ハンダ接続に比して低温短時間で実装することができる点で有利である。また、近年、主に携帯電話やノートPC、携帯ゲーム機等の携帯機器においては、より小型軽量薄型化や高機能化の傾向が高まり、これに伴って、機器筐体内に収納される基板に対して高密度実装が求められるようになってきている。そこで、これら携帯機器における高密度実装を実現する手段としては、基板の両面に部品を実装する両面実装が有効となる。 As a method of mounting electronic components such as ICs and flexible substrates on a rigid printed circuit board, an anisotropic conductive film (ACF) is placed between the substrate and the electronic component, and heat pressing is performed by soldering. This is advantageous in that it can be mounted at a low temperature in a short time compared to the connection. In recent years, mainly in mobile devices such as mobile phones, notebook PCs, and portable game machines, the trend toward smaller, lighter and thinner features and higher functionality has increased. On the other hand, high-density mounting has been demanded. Therefore, double-sided mounting in which components are mounted on both sides of the board is effective as means for realizing high-density mounting in these portable devices.
異方性導電フィルムを用いた実装方法において両面実装を行う工法としては、予め一面に部品が実装された基板の当該一面をゴム等の弾性部材で支持し、基板他面に異方性導電フィルム、電子部品を搭載した後、当該電子部品上よりヒータツールで熱加圧を行うことにより行われる。これにより、予め基板の一面に実装されている部品に対する緩衝や、一面に実装されている部品の凹凸高さの差に起因する押圧力のバラツキを解消することができる。 In the mounting method using the anisotropic conductive film, as a method of performing double-sided mounting, the one surface of the substrate on which one part is mounted in advance is supported by an elastic member such as rubber and the other surface of the substrate is anisotropic conductive film. After mounting the electronic component, the heating is performed with a heater tool from above the electronic component. As a result, it is possible to eliminate variations in the pressing force caused by a buffer against a component that is previously mounted on one surface of the board and a difference in uneven height between components mounted on the one surface.
ところで、基板に実装される部品の一部は、いわゆるEMC(Electro Magnet Compatibility )対策として、シールドカンで覆われることがある。このシールドカンは、一般に枠体と蓋体とで構成され、基板に枠体をハンダ付けした後、部品の実装状態や動作を検査し、最後に蓋体を嵌め込むことで搭載される。しかし、シールドカンはアルミ合金等の薄い金属板で形成されているため、基板の一面に枠体を接続した後、当該基板の裏面に異方性導電フィルムを用いて両面実装を行うと、熱加圧により枠体が変形しその後に蓋体を嵌め込むことができなくなるおそれがある。また、枠体が変形することで、蓋体を嵌め込むことができた場合にも、枠体と蓋体との間に隙間が発生し、電磁波シールド機能を低下させるおそれがある。 By the way, a part of components mounted on a substrate may be covered with a shield can as a measure against so-called EMC (Electro Magnet Compatibility). This shield can is generally composed of a frame and a lid, and is mounted by soldering the frame to a substrate, inspecting the mounting state and operation of components, and finally fitting the lid. However, since the shield can is formed of a thin metal plate such as an aluminum alloy, when a double-sided mounting is performed using an anisotropic conductive film on the back side of the board after connecting the frame to one side of the board, There is a possibility that the frame body is deformed by pressurization and the lid body cannot be fitted thereafter. In addition, even when the lid can be fitted due to the deformation of the frame, a gap is generated between the frame and the lid, which may reduce the electromagnetic shielding function.
ここで、基板の一面と受け台との間に上述した緩衝材を介在させる方法もあるが、ゴム硬度が高いとシールドカンの枠体の変形や剥離を抑えることができず、反対にゴム硬度を下げると基板の他面に部品を熱加圧する際に基板が傾き、部品を均等に押圧することができない他、シールドカンの枠体に局部的に圧力が掛かり変形や剥離を起こすという問題もある。 Here, there is a method in which the above-mentioned cushioning material is interposed between one surface of the substrate and the cradle. However, when the rubber hardness is high, deformation and peeling of the frame of the shield can cannot be suppressed. If the pressure is lowered, the board tilts when the parts are thermally pressed to the other side of the board, and the parts cannot be pressed evenly. In addition, there is a problem that the shield can frame is locally pressed and deformed or peeled off. is there.
また、コネクタなどの部品は基板の外縁部近傍に実装することが多いことから、基板の外縁部を押圧した場合、基板が傾き、これによってもシールドカンの枠体に局部的に圧力が掛かり変形や剥離を起こすおそれがある。 In addition, since components such as connectors are often mounted near the outer edge of the board, when the outer edge of the board is pressed, the board tilts and this also applies pressure to the frame of the shield can and deforms it. There is a risk of peeling.
このため、現状では、シールドカンで覆う領域の裏面を避けてACF部品を実装し、あるいはシールドカンを設ける側と同じ側のみACF実装を行うなど、基板スペースを有効に活用することができず、また基板の大型化や回路設計の制約要素となっていた(図16(a)(b)参照)。 For this reason, at present, the board space cannot be effectively utilized, such as mounting the ACF component while avoiding the back surface of the area covered with the shield can, or mounting the ACF only on the same side as the side where the shield can is provided. Moreover, it has become a limiting factor for the increase in the size of the substrate and the circuit design (see FIGS. 16A and 16B).
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、予め一面に電子部品及びこの電子部品を覆うシールドカンが設けられた基板の他面に、異方性導電フィルムを用いて部品を接続する工程において、シールドカンの変形を抑制しつつ両面実装を可能とする接続方法、接続体の製造方法及び接続装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an anisotropic conductive film is used to connect a component to the other surface of a substrate on which an electronic component and a shield can that covers the electronic component are provided in advance. It is an object of the present invention to provide a connection method, a connection body manufacturing method, and a connection device that enable double-sided mounting while suppressing deformation of the shield can.
上述した課題を解決するために、本発明に係る接続方法は、受け台と、上記受け台上に設けられ、予め一面に枠状部材が接続された基板の上記一面を支持する弾性部材と、上記基板の他面に接着剤を介して搭載された電子部品を押圧する押圧ヘッドとを備え、上記弾性部材の上記基板の一面を支持する支持面の中心付近に、上記枠状部材の側壁を合わせ、上記押圧ヘッドによって、上記側壁が設けられた箇所に対応した上記他面の箇所に搭載された上記電子部品を押圧するものである。 In order to solve the above-described problem, a connection method according to the present invention includes a cradle and an elastic member that is provided on the cradle and supports the one surface of the substrate having a frame-like member connected to the one surface in advance. A pressing head that presses an electronic component mounted on the other surface of the substrate via an adhesive, and the side wall of the frame-shaped member is disposed near the center of the supporting surface that supports one surface of the substrate of the elastic member. In addition, the electronic component mounted on the portion on the other surface corresponding to the portion where the side wall is provided is pressed by the pressing head.
また、本発明に係る接続体の製造方法は、受け台と、上記受け台上に設けられ、予め一面に枠状部材が接続された基板の上記一面を支持する弾性部材と、上記基板の他面に接着剤を介して搭載された電子部品を押圧する押圧ヘッドとを備え、上記弾性部材の上記基板の一面を支持する支持面の中心付近に、上記枠状部材の側壁を合わせ、上記押圧ヘッドによって、上記側壁が設けられた箇所に対応した上記他面の箇所に搭載された上記電子部品を押圧して接続するものである。 The connection body manufacturing method according to the present invention includes a cradle, an elastic member which is provided on the cradle and supports the one surface of the substrate having a frame-like member connected to the one surface in advance, and other than the substrate. A pressing head that presses an electronic component mounted on the surface via an adhesive, and aligns the side wall of the frame-shaped member near the center of the support surface that supports one surface of the substrate of the elastic member, and the pressing The head is used to press and connect the electronic component mounted at the location on the other surface corresponding to the location where the side wall is provided.
また、本発明に係る接続装置は、受け台と、上記受け台上に設けられ、予め一面に枠状部材が接続された基板の上記一面を支持する弾性部材と、上記基板の他面に接着剤を介して搭載された電子部品を押圧する押圧ヘッドとを備え、上記弾性部材は、上記側壁が設けられた箇所に対応した上記他面の箇所に上記電子部品が搭載された上記基板の、上記電子部品の実装部位に対応した位置を支持し、上記押圧ヘッドによって上記電子部品を押圧するものである。 Further, the connection device according to the present invention is provided on the cradle, the elastic member that is provided on the cradle and supports the one surface of the substrate having a frame-like member connected to the one surface in advance, and is bonded to the other surface of the substrate. A pressing head that presses an electronic component mounted via an agent, and the elastic member is formed on the substrate on which the electronic component is mounted at a location on the other surface corresponding to a location where the side wall is provided. The position corresponding to the mounting part of the electronic component is supported, and the electronic component is pressed by the pressing head.
本発明によれば、弾性部材の中心付近に枠状部材の側壁を合わせているため、弾性部材は、押圧ヘッドによって基板が加圧された場合にも、側壁に対して隙間無く支持することができ、枠状部材に対して均等に圧力を分散させることができる。従って、本発明は、圧力集中による側壁の変形を防止することができる。 According to the present invention, since the side wall of the frame-shaped member is aligned near the center of the elastic member, the elastic member can support the side wall without a gap even when the substrate is pressed by the pressing head. The pressure can be evenly distributed to the frame member. Therefore, the present invention can prevent side wall deformation due to pressure concentration.
以下、本発明が適用された接続方法、接続体の製造方法及び接続装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに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の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Hereinafter, a connection method, a connection body manufacturing method, and a connection device to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Further, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension may be different from the actual one. Specific dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
[プリント基板]
先ず、本発明が適用された接続装置によって電子部品が接続されるプリント基板について説明する。図1に示すように、プリント基板1は、いわゆるリジッド基板であり、各種配線パターンが形成されると共に、ICやコンデンサ、コネクタ等の電子部品が実装される。また、プリント基板1は、高密度実装を図るべく、両面実装が施されるとともに、図2に示すように、一面1aにはEMC対策として半導体チップ等を覆うシールドカン2がハンダ等により接続されている。
[Printed board]
First, a printed circuit board to which electronic components are connected by a connection device to which the present invention is applied will be described. As shown in FIG. 1, the printed
シールドカン2は、例えばアルミ合金等の軽量な金属によって形成され、フレーム状の枠体3と、枠体3を閉塞する蓋体4とから構成される。枠体3は、図3に示すように、プリント基板1の一面1a上の半導体チップ等が実装される領域を囲む側壁3aが設けられ、上方が開放されている。蓋体4は、枠体3に取り付けられることにより、開放端を覆い、枠体3の内部を閉塞する。
The shield can 2 is formed of a lightweight metal such as an aluminum alloy, and includes a frame-
シールドカン2は、半導体チップ等の各種部品、及び枠体3がリフローハンダ付け等によって所定位置に接続された後、部品の実装状態や動作を検査し、最後に蓋体4を嵌め込むことでプリント基板1に搭載される。ここで、プリント基板1は、スペースの有効利用を図り、省スペース化を実現するために、一面1aの外縁部近傍に枠体3の側壁3aが設けられ、側壁3aから基板外縁部までの距離xは例えば1mmとされる。
The shield can 2 is formed by inspecting the mounting state and operation of the components after the various components such as the semiconductor chip and the
また、プリント基板1は、他面1bにもICやコンデンサ、コネクタ等が実装されるとともに、図4に示すように、外縁部近傍に複数の接続端子5aからなる接続端子部5が形成され、該接続端子部5に、電子部品として所定の回路や導体パターンが形成されたフレキシブル基板6が接続される。フレキシブル基板6は、複数の接続端子6aが形成され、プリント基板1の一面1aに各種部品や枠体3が接続された後、異方性導電フィルム7を介して接続端子部5に接続される。
Further, the printed
具体的に、接続端子部5には、異方性導電フィルム7が仮貼りされ、その上からフレキシブル基板6が仮搭載される。このとき、フレキシブル基板6は、接続端子部5との間での接続端子同士のアライメント調整が行われる。そして、フレキシブル基板6の上から、バインダー樹脂10の硬化温度に加温された押圧ヘッド23によって、所定の圧力及び所定の時間だけ、熱加圧される。
Specifically, the anisotropic
異方性導電フィルム7は、バインダー樹脂10が、流動化してフレキシブル基板6と接続端子部5の両接続端子5a,6aの間から流出するとともに、導電性粒子11が両接続端子5a,6aに挟持され、この状態で硬化する。これにより、プリント基板1とフレキシブル基板6とが電気的、機械的に接続された接続体が製造される。
In the anisotropic
[異方性導電フィルム]
異方性導電フィルム7は、熱硬化型あるいは紫外線硬化型の接着剤であり、例えば図5に示すように、膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する通常のバインダー樹脂10(接着剤)に導電性粒子11が分散されてなり、この熱硬化性接着材組成物がベースフィルム12上に塗布されることによりフィルム状に成型されたものである。
[Anisotropic conductive film]
The anisotropic
ベースフィルム12は、例えば、PET(Poly Ethylene Terephthalate)、OPP(Oriented Polypropylene)、PMP(Poly-4-methlpentene-1)、PTFE(Polytetrafluoroethylene)等にシリコーン等の剥離剤を塗布してなる。
The
バインダー樹脂10に含有される膜形成樹脂としては、平均分子量が10000〜80000程度の樹脂が好ましい。膜形成樹脂としては、エポキシ樹脂、変形エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の各種の樹脂が挙げられる。中でも、膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が特に好ましい。
The film forming resin contained in the
熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、市販のエポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。 It does not specifically limit as a thermosetting resin, For example, a commercially available epoxy resin, an acrylic resin, etc. are mentioned.
エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独でも、2種以上の組み合わせであってもよい。 The epoxy resin is not particularly limited. For example, naphthalene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin. Naphthol type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
アクリル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じてアクリル化合物、液状アクリレート等を適宜選択することができる。例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エポキシアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシメトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等を挙げることができる。なお、アクリレートをメタクリレートにしたものを用いることもできる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 There is no restriction | limiting in particular as an acrylic resin, According to the objective, an acrylic compound, liquid acrylate, etc. can be selected suitably. For example, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, isobutyl acrylate, epoxy acrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, dimethylol tricyclodecane diacrylate, tetramethylene glycol tetraacrylate, 2-hydroxy- 1,3-diacryloxypropane, 2,2-bis [4- (acryloxymethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (acryloxyethoxy) phenyl] propane, dicyclopentenyl acrylate, tricyclo Examples include decanyl acrylate, tris (acryloxyethyl) isocyanurate, urethane acrylate, and epoxy acrylate. In addition, what made acrylate the methacrylate can also be used. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
潜在性硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、加熱硬化型、UV硬化型等の各種硬化剤が挙げられる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、熱、光、加圧等の用途に応じて選択される各種のトリガにより活性化し、反応を開始する。熱活性型潜在性硬化剤の活性化方法には、加熱による解離反応などで活性種(カチオンやアニオン、ラジカル)を生成する方法、室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法、モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤を高温で溶出して硬化反応を開始する方法、マイクロカプセルによる溶出・硬化方法等が存在する。熱活性型潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミン塩、ジシアンジアミド等や、これらの変性物があり、これらは単独でも、2種以上の混合体であってもよい。中でも、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が好適である。 The latent curing agent is not particularly limited, and examples thereof include various curing agents such as a heat curing type and a UV curing type. The latent curing agent does not normally react, but is activated by various triggers selected according to applications such as heat, light, and pressure, and starts the reaction. The activation method of the thermal activation type latent curing agent includes a method of generating active species (cation, anion, radical) by a dissociation reaction by heating, etc., and it is stably dispersed in the epoxy resin near room temperature, and epoxy at high temperature There are a method of initiating a curing reaction by dissolving and dissolving with a resin, a method of initiating a curing reaction by eluting a molecular sieve encapsulated type curing agent at a high temperature, and an elution / curing method using microcapsules. Thermally active latent curing agents include imidazole, hydrazide, boron trifluoride-amine complexes, sulfonium salts, amine imides, polyamine salts, dicyandiamide, etc., and modified products thereof. The above mixture may be sufficient. Among these, a microcapsule type imidazole-based latent curing agent is preferable.
シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系等を挙げることができる。シランカップリング剤を添加することにより、有機材料と無機材料との界面における接着性が向上される。 Although it does not specifically limit as a silane coupling agent, For example, an epoxy type, an amino type, a mercapto sulfide type, a ureido type etc. can be mentioned. By adding the silane coupling agent, the adhesion at the interface between the organic material and the inorganic material is improved.
導電性粒子11としては、異方性導電フィルム7において使用されている公知の何れの導電性粒子を挙げることができる。導電性粒子11としては、例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、或いは、これらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等が挙げられる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものである場合、樹脂粒子としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン(AS)樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。
Examples of the
なお、異方性導電フィルム7は、取り扱いの容易さ、保存安定性等の見地から、ベースフィルム12が積層された面とは反対の面側にカバーフィルムを設ける構成としてもよい。また、異方性導電フィルム7の形状は、特に限定されないが、例えば、図5に示すように、巻取リール13に巻回可能な長尺テープ形状とし、所定の長さだけカットして使用することができる。
In addition, the anisotropic
また、上述の実施の形態では、接着剤として、バインダー樹脂10に適宜導電性粒子11を含有した熱硬化性樹脂組成物をフィルム状に成形した接着フィルムを例に説明したが、本発明に係る接着剤は、これに限定されず、例えばバインダー樹脂10のみからなる絶縁性接着剤層と導電性粒子11を含有したバインダー樹脂10からなる導電性粒子含有層とを積層した構成とすることができる。また、接着剤は、このようなフィルム成形されてなる導電性接着フィルムに限定されず、バインダー樹脂組成物に導電性粒子11が分散された導電性接着ペーストとしてもよい。さらに、接着剤は、バインダー樹脂10に導電性粒子11が含有されていない絶縁性接着フィルム、あるいは絶縁性接着ペーストであってもよい。本発明に係る接着剤は、上述したいずれの形態をも包含するものである。
Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated as an example the adhesive film which shape | molded the thermosetting resin composition which contained the
[接続装置]
次いで、プリント基板1にフレキシブル基板6を接続する接続装置20について説明する。接続装置20は、図6に示すように、受け台21と、受け台21上に設けられ、プリント基板1の一面1aを支持する弾性部材22と、プリント基板1の他面1bに異方性導電フィルム7を介して仮搭載されたフレキシブル基板6を熱加圧する押圧ヘッド23とを備える。
[Connecting device]
Next, the
受け台21は、弾性部材22を介して、押圧ヘッド23によって熱加圧されるプリント基板1及びフレキシブル基板6を支持するものである。受け台21上には、弾性部材22が設けられている。
The
弾性部材22は、押圧ヘッド23による熱加圧時に、プリント基板1の一面1aに搭載された枠体3や半導体チップ等の部品に加わる圧力を緩衝することによって破損や変形、剥離を防止するとともに、一面1aに実装されている枠体3や他の部品の凹凸高さの差に起因する押圧ヘッド23のフレキシブル基板6に対する押圧力のバラツキを解消するものである。弾性部材22は、シリコンラバー等の弾性材が用いられ、例えば略シート状、略方形状、略角柱状あるいは略円柱状等に形成されることにより、受け台21及びプリント基板1の一面1aと当接する上下面22a,22bが形成されている。
The
弾性部材22は、図6に示すように、一面1aに搭載された枠体3の側壁3aと弾性部材22の上面22aの中心とが同一線上となるようにプリント基板1が配置されることが好ましい。これにより、弾性部材22は、図7に示すように、押圧ヘッド23によってプリント基板1が熱加圧された場合にも、側壁3aに対して隙間無く支持することができ、枠体3に対して均等に圧力を分散させることができる。
As shown in FIG. 6, the printed
一方、弾性部材22は、図8(a)に示すように、上面22aの外側に偏った位置に側壁3aが配置されると、押圧時に、図8(b)に示すように、側壁3aや枠体3との間に隙間G1が発生し、側壁3aに対する圧力が分散されず、圧力集中による側壁3aの変形をまねくおそれがある。また、弾性部材22は、枠体3以外のプリント基板1の一面1aにはみ出し、押圧ヘッド23からの押圧力を受けない領域が多く発生し、緩衝作用が損なわれるおそれがある。
On the other hand, as shown in FIG. 8A, when the
また、接続装置1によれば、側壁3aの直上にも異方性導電フィルム7を用いてフレキシブル基板6等の電子部品を接続することができるため、シールドカン2の接続箇所を避けて電子部品を接続する必要が無く、プリント基板1の面積を有効に活用することができ、省スペース化を図ることができる。また、シールドカン2の接続箇所さけて電子部品の接続箇所を別途確保することによる基板の大型化を防止することができる。
In addition, according to the
なお、本実施の形態では、シールドカン2の側壁3aの直上に接続される電子部品としてフレキシブル基板6を例に説明するが、電子部品としてはフレキシブル基板6の他、ICチップやコンデンサ、コネクタ等、異方性導電フィルム7を用いてプリント基板1に接続を行うあらゆる部品を含むものである。
In the present embodiment, the
また、弾性部材22は、押圧ヘッド23によって押圧される前の未圧縮の状態において、押圧ヘッド23の押圧面23aよりも幅狭とされ、かつ押圧ヘッド23による加圧を受けて圧縮されたときにも押圧ヘッド23の押圧面23aよりはみ出さないように形成されることが好ましい。
In addition, when the
フレキシブル基板6の接続箇所や枠体3の接続箇所がプリント基板1の外側縁近傍である場合、弾性部材22もプリント基板1の外側縁近傍を支持することから、押圧ヘッド23による加圧を受けると、図9に示すように、上面22aがプリント基板1の外側縁から外方へはみ出すおそれがある。このとき、弾性部材22は、フレキシブル基板6と摺接して、フレキシブル基板6をプリント基板1の外側縁から外方へ引っ張り接続端子部5とのアライメントずれを引き起こしてしまう。
When the connection part of the
そこで、弾性部材22は、押圧ヘッド23による加圧を受けて圧縮されたときにも押圧ヘッド23の押圧面23aよりはみ出さないように形成されることにより、プリント基板1の外側縁近傍を支持する場合にも、図10に示すように、押圧ヘッド23の押圧面23aによってプリント基板1の外側縁から外方へはみ出した弾性部材22からの反発力を受け止める。したがって、フレキシブル基板6には、弾性部材22のプリント基板1の外側縁からのはみ出し部分から外方へ引っ張る力が加わることがなく、アライメントずれを防止することができる。
Therefore, the
なお、弾性部材22は、アスカーA硬度で10〜40であることが好ましい。硬度がこれよりも高くなると、側壁3aに掛かる押圧ヘッド23による押圧力を緩衝させることができず、側壁3aが変形するおそれがある。
In addition, it is preferable that the
また、弾性部材22は、シールドカン2の高さ、すなわち枠体3の側壁3aの高さの2倍以上とすることが好ましい。これは、弾性部材22をシリコーンゴムで形成した場合、圧縮率が50%を超えると急激に反発力が増加するためである。したがって、例えば、携帯電話などで使用されるシールドカン2の高さが1.0〜2.0mm程度であることから、この場合、弾性部材22は、約4mmの高さで形成することが好ましい。
Further, the
また、弾性部材22は、未圧縮時における上面22aの面積が、プリント基板1の接続端子部5とフレキシブル基板6の両接続端子5a,6aが設けられた領域の面積より広いことが好ましい。押圧ヘッド23の押圧力を受ける弾性部材22の上面22aの面積が接続端子部5とフレキシブル基板6の両接続端子5a,6aの領域面積より狭いと、全接続端子に均一に押圧力が掛からず接続不良が生じるおそれがある。
Moreover, it is preferable that the
押圧ヘッド23は、フレキシブル基板6等のプリント基板1の他面1bに異方性導電接続される電子部品を所定の圧力、温度で熱加圧するものであり、図示しない昇降機構によって昇降自在に支持されている。また、押圧ヘッド23は、電子部品を加熱押圧する押圧面23aが設けられている。
The
また、接続装置20は、図6、図7に示すように、押圧ヘッド23による加圧時にプリント基板1の傾きを防止する押さえ部材25を設けてもよい。押さえ部材25は、押圧ヘッド23による押圧時に、プリント基板1の他面1b上に当接することによりプリント基板1の傾きを防止するものである。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the
この押さえ部材25は、プリント基板1のフレキシブル基板6が接続される外側縁と反対側に設けられ、図示しない昇降機構によってプリント基板1の他面1b上を昇降自在に支持されている。なお、押さえ部材25は、押圧ヘッド23と同期して昇降させてもよい。
The pressing
押さえ部材25を設けることにより、接続装置20は、プリント基板1の外側縁近傍においてフレキシブル基板6を押圧する場合にも、プリント基板1が傾くことが防止され、押圧ヘッド23の圧力をフレキシブル基板6及び接続端子部5の両接続端子5a,6aに均一に掛けることができ、接続信頼性を向上させることができる。また、プリント基板1の傾きが防止されることにより、弾性部材22によるプリント基板1の一面1a及び枠体の側壁3aに対する反発力も分散され、反発力の集中による側壁の変形を防止することができる。
By providing the pressing
特に、プリント基板1は、高密度実装が求められ、接続端子部5とフレキシブル基板6との接続領域が狭小化している。そして、押圧ヘッド23も、接続領域の狭小化や、他の接続部品との干渉を防止する必要から、押圧面23aが狭くなってきている。一方で、異方性導電フィルム7を用いた加熱押圧に要する押圧力としては接続領域の広狭にかかわらず所定の圧力が求められる。
In particular, the printed
そして、このように小さなサイズの押圧ヘッド23を用いてプリント基板1の外側縁を押圧する場合、プリント基板1は、大きなサイズの押圧ヘッドを用いる場合に比してより傾き易い。プリント基板1が傾くことにより、押圧ヘッド23の圧力が側壁3aの直上に集中して、両接続端子5a,6aの全体に対する加圧力が不足し、バインダー樹脂10の流出不足や、導電性粒子11の挟持が不充分等から、導通抵抗の上昇を招く。従って、接続装置20は、押さえ部材25を用いることにより、サイズの小さな押圧ヘッド23を用いた場合にも、プリント基板1の傾きを確実に防止することができ、接続信頼性を向上させることができる。
And when pressing the outer edge of the printed
また、接続装置20は、図6、図7に示すように、プリント基板1の位置決めを図る位置決め部材26を設けてもよい。位置決め部材26は、プリント基板1のフレキシブル基板6等の電子部品が接続される外縁近傍に、プリント基板1と同一の高さに設けられている。これにより、位置決め部材26は、押圧ヘッド23による押圧時等に、プリント基板1が揺動すると、外側面に当接することでプリント基板1の位置ずれを防止し、フレキシブル基板6とのアライメントずれを防止することができる。
Further, the connecting
また、位置決め部材26は、図7に示すように、押圧ヘッド23による押圧時等に、弾性部材22がプリント基板1の外側縁より外方へはみ出した場合にも、フレキシブル基板6と弾性部材22との間に介在される。したがって、位置決め部材26は、弾性部材22がプリント基板1の外側縁よりはみ出した場合でも、フレキシブル基板6に接触することがなく、フレキシブル基板6とプリント基板1とのアライメントずれを確実に防止することができる。
Further, as shown in FIG. 7, the positioning
[接続工程]
次いで、接続装置20を用いてプリント基板1の他面1bにフレキシブル基板6を異方性導電接続する工程について説明する。プリント基板1は、予め一面1aに半導体チップ等の電子部品が実装されるとともに、EMC対策として半導体チップ等を覆うシールドカン2の枠体3がハンダ等により接続されている。また、プリント基板1は、他面1bにも半導体チップやコンデンサ等の各種電子部品が実装されるとともに、当該他面1bの外側縁近傍にはフレキシブル基板6が接続される接続端子部5が設けられている。プリント基板1は、接続端子部5の反対側に、枠体3の側壁3aが設けられている。
[Connection process]
Next, a process of anisotropically conductively connecting the
そして、プリント基板1は、接続端子部5に、異方性導電フィルム7が仮貼りされた後、フレキシブル基板6がアライメントを合わせて仮搭載される。この状態でプリント基板1は、接続装置20に配置される。このとき、プリント基板1は、弾性部材22の上面22aの中心付近に側壁3aを合わせる。次いで、押圧ヘッド23によって、フレキシブル基板6の上から接続端子部5とフレキシブル基板6との接続領域を加熱押圧する。
Then, after the anisotropic
これにより、接続装置20は、弾性部材22が側壁3aに対して隙間無く接触することができ、枠体3に対して均等に反発力を分散させることができる。したがって、接続装置20は、弾性部材22の反発力が枠体3の特定の箇所に集中することがなく、側壁3aの変形を防止することができる。
Thereby, the
また、接続装置20は、弾性部材22が押圧ヘッド23によって押圧されたときにも、押圧ヘッド23の押圧面23aよりはみ出さないように形成した場合、図10に示すように、押圧ヘッド23の押圧面23aによってプリント基板1の外側縁から外方へはみ出した弾性部材22からの反発力を受け止める。したがって、フレキシブル基板6には、弾性部材22のプリント基板1の外側縁からのはみ出し部分から外方へ引っ張る力が加わることがなく、アライメントずれを防止することができる。
Further, when the connecting
また、接続装置20は、押圧ヘッド23による加圧時にプリント基板1の傾きを防止する押さえ部材25を設けることで、押圧ヘッド23による押圧時に、プリント基板1の他面1b上に押さえ部材25を当接させ、プリント基板1の傾きを防止することができる。
In addition, the
これにより、接続装置20は、押圧ヘッド23の圧力をフレキシブル基板6及び接続端子部5の両接続端子5a,6aに均一に掛けることができ、接続信頼性を向上させることができる。また、プリント基板1の傾きが防止されることにより、弾性部材22によるプリント基板1の一面1a及び枠体の側壁3aに対する反発力も分散され、反発力の集中による側壁の変形を防止することができる。
Thereby, the
さらに、接続装置20は、プリント基板1の位置決めを図る位置決め部材26を設けることで、押圧ヘッド23による押圧時に、プリント基板1の位置決めを図るとともに、プリント基板1の外側縁よりはみ出した弾性部材22がフレキシブル基板6に接触することを防止することができ、フレキシブル基板6とプリント基板1とのアライメントずれを確実に防止することができる。
Further, the connecting
押圧ヘッド23は、フレキシブル基板6の上から、バインダー樹脂10の硬化温度で、所定の圧力及び所定の時間だけ、加熱押圧する。異方性導電フィルム7は、バインダー樹脂10が、流動化してフレキシブル基板6と接続端子部5の両接続端子5a,6aの間から流出するとともに、導電性粒子11が両接続端子5a,6aに挟持され、この状態で硬化する。これにより、プリント基板1とフレキシブル基板6とが電気的、機械的に接続された接続体が製造される。
The
接続体は、半導体チップや枠体3、フレキシブル基板6等の実装状態や、動作を検査し、最後に蓋体4が枠体3に嵌め込まれる。これにより、プリント基板1の一面1aに実装された半導体チップ等の電子部品がシールドされる。
The connection body inspects the mounting state and operation of the semiconductor chip, the
次いで、本発明の実施例について説明する。本実施例では、一面にシールドカンの枠体3が接続された評価用プリント基板の他面に、ACFを介してフレキシブル基板6(FPC)を重ね合わせてアライメント調整を行った後、押圧ヘッド23で熱加圧することによりフレキシブル基板6を接続して接続体を製造した。そして、この接続体について、枠体の変形の有無、プリント基板とフレキシブル基板6のアライメントずれの有無、押圧ヘッドによる加圧時におけるプリント基板の傾き、フレキシブル基板6の接続信頼性について評価した。
Next, examples of the present invention will be described. In the present embodiment, after adjusting the alignment by superimposing the flexible substrate 6 (FPC) on the other surface of the evaluation printed circuit board, to which the
プリント基板は、厚さ1.1mmで、厚さ35μmの金めっきCu配線が、200μmピッチ(L/S=1/1)で形成されている。 The printed circuit board is 1.1 mm thick, and 35 μm thick gold-plated Cu wiring is formed at a pitch of 200 μm (L / S = 1/1).
フレキシブル基板6は、NFX−2ABEPFE(25T)を使用した。このフレキシブル基板は、厚さ25μmのポリイミド基材に、厚さ12μmの金メッキCu配線が、200μmピッチ(L/S=1/1)で形成されている。
As the
フレキシブル基板6とプリント基板との接続に用いた接着剤は、デクセリアルズ株式会社製ACF:DP3342MSである。このACFは、平均粒径10μmの金/ニッケルメッキ樹脂粒子が含有されている。
The adhesive used to connect the
実施例及び比較例に用いるサンプルは、プリント基板の接続端子領域上にACFを仮貼りした後、フレキシブル基板6とプリント基板の両接続端子5a,6aのアライメント調整を行い、プリント基板上に仮搭載した。アライメント調整後、押圧ヘッド23を用いてフレキシブル基板6をプリント基板上に接続した。ACFを用いた熱加圧条件は、130℃、2MPa、6秒である。
Samples used in the examples and comparative examples are temporarily mounted on the printed circuit board by adjusting the alignment of the
実施例1では、図11に示すように、弾性部材22の上面22aの中心付近に枠体3の側壁3aを合わせてプリント基板を配置した。弾性部材22は、シリコーンゴムを用いて高さ30mm、アスカーA硬度が10°のものを使用した。実施例1では、弾性部材22として圧縮前の幅が、押圧ヘッド23の押圧面と略同等のものを使用した。また、実施例1では、押さえ部材25及び位置決め部材26は用いていない。
In Example 1, as shown in FIG. 11, the printed circuit board is disposed in the vicinity of the center of the
実施例2では、図12に示すように、弾性部材22の圧縮前の幅が押圧ヘッド23の押圧面23aの幅よりも狭く、押圧ヘッド23の加圧を受けて圧縮されたときにも押圧ヘッド23の押圧面23aよりはみ出さないものを使用した。その他の条件は実施例1と同じである。
In the second embodiment, as shown in FIG. 12, the width of the
実施例3では、図13に示すように、実施例2の構成に加え、押圧ヘッド23による加圧時にプリント基板の傾きを防止する押さえ部材25を設けた。
In the third embodiment, as shown in FIG. 13, in addition to the configuration of the second embodiment, a pressing
実施例4では、図6に示すように、実施例3の構成に加え、プリント基板の位置決めを図る位置決め部材26を設けた。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, in addition to the configuration of the third embodiment, a positioning
比較例1では、図14に示すように、フレキシブル基板6の接続領域のみならず枠体3全体を覆う広範囲に亘ってプリント基板を弾性部材で支持し、押圧ヘッドで熱加圧した。すなわち、比較例1では、枠体3の側壁3aは、弾性部材の上面の中心付近に合わされていない。また、実施例1では、押さえ部材25及び位置決め部材26は用いていない。
In Comparative Example 1, as shown in FIG. 14, the printed circuit board was supported by an elastic member over a wide range covering not only the connection area of the
以上の各実施例及び比較例に係る接続装置を用いてフレキシブル基板6をプリント基板に異方性導電接続した接続体について、枠体の変形の有無、プリント基板とフレキシブル基板6のアライメントずれの有無、押圧ヘッドによる加圧時におけるプリント基板の傾き、フレキシブル基板6の接続信頼性について評価した。評価結果を表1に示す。
Regarding the connection body in which the
なお、枠体の変形は、目視にて観察し、側壁3aや、側壁3a間に亘る梁部分における変形の有無を評価した。
Note that the deformation of the frame was visually observed, and the presence or absence of deformation in the
また、アライメントずれの有無は、図15に示すように、フレキシブル基板6がプリント基板の外方側に引っ張られることにより、プリント基板の接続端子部5に貼り付けられたACF7の外縁部7aと、フレキシブル基板6の接続端子6aが設けられた外縁部との間に、隙間G2が発生しているか否かにより評価した。
Further, the presence or absence of misalignment is shown in FIG. between the outer edge of the connecting terminal 6a is provided in the
加圧時におけるプリント基板の傾きは、プリント基板の接続端子部5とフレキシブル基板6との接続箇所を顕微鏡で観察し、押圧ヘッド23による圧痕によって評価した。すなわち、プリント基板が傾くと、側壁3aの直上に押圧ヘッド23の圧力が集中し、この側壁3aの直上部分のみに圧痕が観察される。したがって、この圧痕がプリント基板の接続端子部5とフレキシブル基板6との接続箇所全体に亘って観察されるか、接続箇所の一部のみに観察されるかによって加圧時におけるプリント基板の傾きを評価した。
The inclination of the printed circuit board at the time of pressurization was evaluated by observing the connection location between the
フレキシブル基板6の導通性については、各接続構造体について、デジタルマルチメータ(品番:34401A、アジレント・テクノロジー(株)社製)を用いて4端子法にて電流1mAを流したときの導通抵抗値(初期)およびショートの有無について測定を行った。
As for the conductivity of the
表1に示すように、実施例1〜4では、弾性部材22の上面22aの中心付近に枠体3の側壁3aを合わせてプリント基板を配置しているため、押圧ヘッド23によってプリント基板が熱加圧された場合にも、弾性部材22が側壁3aに対して隙間無く支持することができ、枠体3に対して均等に圧力を分散させることができる。したがって、実施例1〜4では、枠体3の変形は観察されなかった。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 4, the printed circuit board is arranged near the center of the
一方、比較例1では、弾性部材の上面中心からずれた位置に枠体3の側壁3aを合わせているため、側壁3aや枠体3との間に隙間が発生し、側壁3aに対する圧力が分散されず、圧力集中による側壁3aの変形をまねいた。また、枠体の特定箇所への圧力集中に伴い、プリント基板の接続端子部5とフレキシブル基板6との接続箇所全体に対する押圧力が不足し、抵抗値が劣りショートも発生する結果となった。
On the other hand, in Comparative Example 1, since the
実施例1と実施例2と対比すると、実施例2では、弾性部材22の圧縮時にも、上面22aが押圧ヘッド23の押圧面23aよりはみ出すことがなく、弾性部材22がプリント基板の外側縁からはみ出しフレキシブル基板6に摺接した場合にも、当該はみ出し部分における反発力はすべて押圧ヘッド23によって受けることができる。したがって、実施例2では、フレキシブル基板6に弾性部材22によって引っ張る力が殆ど掛からず、アライメントずれを抑制することができ、実施例1に比して有利であることが分かる。
In contrast to Example 1 and Example 2, in Example 2, even when the
また、実施例2と実施例3とを対比すると、実施例3では押さえ部材25を備えているため、プリント基板の外側縁近傍においてフレキシブル基板6を押圧する場合にも、プリント基板が傾くことが防止され、押圧ヘッド23の圧力をフレキシブル基板6及び接続端子部5の両接続端子5a,6a全体に均一に掛けることができ、接続信頼性を向上させることができる。
Further, when the second embodiment and the third embodiment are compared, since the pressing
また、実施例3と実施例4とを対比すると、実施例4では、位置決め部材26を備えているため、押圧ヘッド23による加圧時にプリント基板が揺動した場合にも位置決めが図られ、かつプリント基板の外縁部から弾性部材22がはみ出した場合にもフレキシブル基板6との間に位置決め部材26が介在することで、弾性部材22がフレキシブル基板6に摺接することもない。したがって、実施例4によれば、実施例3に比して、より確実にプリント基板とフレキシブル基板6のアライメントずれを防止することができる。
Further, when the
1 プリント基板、2 シールドカン、3 枠体、4 蓋体、5 接続端子部、5a 接続端子、6 フレキシブル基板、6a 接続端子、7 異方性導電フィルム、10 バインダー樹脂、11 導電性粒子、12 ベースフィルム、13 巻取リール、20 接続装置、21 受け台、22 弾性部材、22a 上面、23 押圧ヘッド、23a 押圧面、25 押さえ部材、26 位置決め部材
DESCRIPTION OF
Claims (14)
上記受け台上に設けられ、予め一面に枠状部材が接続された基板の上記一面を支持する弾性部材と、
上記基板の他面に接着剤を介して搭載された電子部品を押圧する押圧ヘッドとを備え、
上記弾性部材の上記基板の一面を支持する支持面の中心付近に、上記枠状部材の側壁を合わせ、
上記押圧ヘッドによって、上記側壁が設けられた箇所に対応した上記他面の箇所に搭載された上記電子部品を押圧する電子部品の接続方法。 A cradle,
An elastic member that is provided on the cradle and supports the one surface of the substrate having a frame-like member connected to the one surface in advance;
A pressing head for pressing an electronic component mounted on the other surface of the substrate via an adhesive;
The side wall of the frame member is aligned with the vicinity of the center of the support surface that supports one surface of the substrate of the elastic member,
An electronic component connecting method of pressing the electronic component mounted at a location on the other surface corresponding to a location where the side wall is provided by the pressing head.
上記受け台上に設けられ、予め一面に枠状部材が接続された基板の上記一面を支持する弾性部材と、
上記基板の他面に接着剤を介して搭載された電子部品を押圧する押圧ヘッドとを備え、
上記弾性部材の上記基板の一面を支持する支持面の中心付近に、上記枠状部材の側壁を合わせ、
上記押圧ヘッドによって、上記側壁が設けられた箇所に対応した上記他面の箇所に搭載された上記電子部品を押圧して接続する接続体の製造方法。 A cradle,
An elastic member that is provided on the cradle and supports the one surface of the substrate having a frame-like member connected to the one surface in advance;
A pressing head for pressing an electronic component mounted on the other surface of the substrate via an adhesive;
The side wall of the frame member is aligned with the vicinity of the center of the support surface that supports one surface of the substrate of the elastic member,
The manufacturing method of the connection body which presses and connects the said electronic component mounted in the location of the said other surface corresponding to the location in which the said side wall was provided with the said press head.
上記受け台上に設けられ、予め一面に枠状部材が接続された基板の上記一面を支持する弾性部材と、
上記基板の他面に接着剤を介して搭載された電子部品を押圧する押圧ヘッドとを備え、
上記弾性部材は、上記側壁が設けられた箇所に対応した上記他面の箇所に上記電子部品が搭載された上記基板の、上記電子部品の実装部位に対応した位置を支持し、
上記押圧ヘッドによって上記電子部品を押圧する電子部品の接続装置。 A cradle,
An elastic member that is provided on the cradle and supports the one surface of the substrate having a frame-like member connected to the one surface in advance;
A pressing head for pressing an electronic component mounted on the other surface of the substrate via an adhesive;
The elastic member supports a position corresponding to a mounting site of the electronic component on the substrate on which the electronic component is mounted at a location on the other surface corresponding to the location where the side wall is provided,
An electronic component connecting apparatus for pressing the electronic component by the pressing head.
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