JP2015142120A - 接続体の製造方法、電子部品の接続方法及び接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光硬化系の異方性導電フィルムと、ステージ加熱とを併用して繰り返し圧着工程を行っても、光照射効率の低下を防ぎ、接続性を維持する。
【解決手段】光透過性を有する加熱ステージ３１上に透明基板１２を載置し、透明基板１２上に、光重合開始剤を含有する接着剤１を介して電子部品１８を搭載し、ツール３３により電子部品１８を透明基板１２に対して押圧しながら加熱押圧するとともに、ステージ３１の裏面に設けられた光照射器３５より光を照射して、接着剤１を硬化させ、電子部品１８を透明基板１２に接続する工程を連続して行う接続体の製造方法において、光照射器３５は、ステージ３１に近接されて光を照射し、光照射が終了すると、次の光照射まで、ステージ３１から退避する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤を介して透明基板上に電子部品が接続された接続体の製造方法、及び光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤を介して透明基板上に電子部品を接続する接続方法に関し、特に加熱加圧と光照射とを併用した接続体の製造方法、電子部品の接続方法及び接続装置に関する。

従来から、テレビやＰＣモニタ、携帯電話、携帯型ゲーム機、タブレットＰＣあるいは車載用モニタ等の各種表示手段として、液晶表示装置が多く用いられている。近年、このような液晶表示装置においては、ファインピッチ化、軽量薄型化等の観点から、液晶駆動用ＩＣを直接液晶表示パネルの基板上に実装するいわゆるＣＯＧ（chip on glass）や、液晶駆動回路が形成されたフレキシブル基板を直接液晶表示パネルの基板上に実装するいわゆるＦＯＧ（film on glass）が採用されている。

例えばＣＯＧ実装方式が採用された液晶表示装置１００は、図６に示すように、液晶表示のための主機能を果たす液晶表示パネル１０４を有しており、この液晶表示パネル１０４は、ガラス基板等からなる互いに対向する二枚の透明基板１０２，１０３を有している。そして、液晶表示パネル１０４は、これら両透明基板１０２，１０３が枠状のシール１０５によって互いに貼り合わされるとともに、両透明基板１０２，１０３およびシール１０５によって囲繞された空間内に液晶１０６が封入されたパネル表示部１０７が設けられている。

透明基板１０２，１０３は、互いに対向する両内側表面に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等からなる縞状の一対の透明電極１０８，１０９が、互いに交差するように形成されている。そして、両透明基板１０２，１０３は、これら両透明電極１０８，１０９の当該交差部位によって液晶表示の最小単位としての画素が構成されるようになっている。

両透明基板１０２，１０３のうち、一方の透明基板１０３は、他方の透明基板１０２よりも平面寸法が大きく形成されており、この大きく形成された透明基板１０３の縁部１０３ａには、透明電極１０９の端子部１０９ａが形成されている。また、両透明電極１０８，１０９上には、所定のラビング処理が施された配向膜１１１，１１２が形成されており、この配向膜１１１，１１２によって液晶分子の初期配向が規制されるようになっている。さらに、両透明電極１０８，１０９の外側には、一対の偏光板１１８，１１９が配設されており、これら両偏光板１１８，１１９によってバックライト等の光源１２０からの透過光の振動方向が規制されるようになっている。

端子部１０９ａ上には、異方性導電フィルム１１４を介して液晶駆動用ＩＣ１１５が熱圧着されている。異方性導電フィルム１１４は、熱硬化型のバインダー樹脂に導電性粒子を混ぜ込んでフィルム状としたもので、２つの導体間で加熱圧着されることにより導電粒子で導体間の電気的導通がとられ、バインダー樹脂にて導体間の機械的接続が保持される。液晶駆動用ＩＣ１１５は、画素に対して液晶駆動電圧を選択的に印加することにより、液晶の配向を部分的に変化させて所定の液晶表示を行うことができるようになっている。なお、異方性導電フィルム１１４を構成する接着剤としては、通常、信頼性の高い熱硬化性の接着剤を用いるようになっている。

このような異方性導電フィルム１１４を介して液晶駆動用ＩＣ１１５を端子部１０９ａへ接続する場合は、先ず、透明電極１０９の端子部１０９ａ上に異方性導電フィルム１１４を図示しない仮圧着手段によって仮圧着する。続いて、異方性導電フィルム１１４上に液晶駆動用ＩＣ１１５を載置した後、図７に示すように熱圧着ヘッド１２１等の熱圧着手段によって液晶駆動用ＩＣ１１５を異方性導電フィルム１１４とともに端子部１０９ａ側へ押圧しつつ熱圧着ヘッド１２１を発熱させる。この熱圧着ヘッド１２１による発熱によって、異方性導電フィルム１１４は熱硬化反応を起こし、これにより、異方性導電フィルム１１４を介して液晶駆動用ＩＣ１１５が端子部１０９ａ上に接着される。

しかし、このような異方性導電フィルムを用いた接続方法においては、熱加圧温度が高く、液晶駆動用ＩＣ１１５等の電子部品や透明基板１０３に対する熱衝撃が大きくなる。加えて、異方性導電フィルムが接続された後、常温まで温度が低下する際に、熱圧着ヘッド１２１に加熱された液晶駆動用ＩＣ１１５とステージ上に載置された透明基板１０３との温度差及びバインダーと透明基板の熱膨張率の差に起因して、透明基板１０３の端子部１０９ａに反りが生じうる。そのため、表示ムラや液晶駆動用ＩＣ１１５の接続不良等の不具合を引き起こすおそれがあった。

特開２００８−２５２０９８号公報

そこで、このような熱硬化型の接着剤を用いた異方性導電フィルム１１４に代えて、紫外線硬化型の接着剤を用いた接続方法も提案されている。紫外線硬化型の接着剤を用いる接続方法においては、熱圧着ヘッド１２１による加熱温度を、接着剤が熱によって軟化流動し、透明電極１０９の端子部１０９ａと液晶駆動用ＩＣ１１５の電極間に導電性粒子を捕捉するのに十分な温度（例えば８０〜１００℃）にとどめ、紫外線照射によって接着剤を硬化させる。このような低温硬化タイプの異方性導電フィルムを用いることにより、熱硬化性の異方性導電フィルム１１４を用いた接続方法に比して、低温実装が可能となる。

他方、ＣＯＧ接続による透明基板１０３の反りの本質的な原因は、熱圧着ヘッド１２１とステージの温度差にある。このため、上述した熱圧着ヘッド１２１の温度を下げる方法の他に、ステージ温度を高くする方法によっても、熱圧着ヘッド１２１とステージの温度差を小さくすることができる。

これらの技術を組み合わせる、つまり光硬化系の異方性導電フィルムを導入することにより低温硬化を実現する異方性導電フィルム側の技術と、ステージ加熱による熱圧着ヘッド１２１との温度差を縮小する圧着技術を用いることで、ＣＯＧ接続に伴う反りの発生や、これに起因する表示ムラやチップの接続不良等の問題を大幅に改善することができる。

かかる接続工程においては、加熱機構を備えるステージと、ステージの透明基板が載置される載置面と反対側から光を照射する光照射器とを備える接続装置が必要となる。

ステージの加熱温度は、熱圧着ヘッドの温度に近い温度（例えば８０〜１００℃前後）まで加熱することが好ましい。また、光照射器としては、製造、調達コストや光源寿命等を考慮すると、ＬＥＤ素子が好ましい。そして、光照射による硬化反応を十分に促進するためには、ＬＥＤ素子の光線がステージのできるだけ近くから照射されることが好ましい。

しかし、ＬＥＤ素子を高温のステージ近傍に配置すると、ステージからの輻射熱を受けて温度が上昇し、輝度が低下する。例えば、紫外線を発光するＬＥＤでは、３０℃から３５℃に温度が上昇するだけで、１０％程度の輝度低下が起きる。

したがって、光硬化系の異方性導電フィルムと、ステージ加熱とを併用して繰り返しＣＯＧ接続を行うと、次第にＬＥＤ素子の輝度低下が起こり、異方性導電フィルムに入射する紫外線の照度が低下して硬化反応が不十分となる。

この問題に対し、ステージからの輻射熱の影響を受けないようにＬＥＤ素子を離して配置すると、光硬化系の異方性導電フィルムの硬化を十分に促進することが困難となる。また、ステージ近傍にＬＥＤ素子を冷却する機構を設けた場合、空冷では十分な冷却効果が得られない上に、至近距離にあるステージにも冷気が及んでしまいステージの加熱温度が安定しなくなる弊害がある。また水冷では、ＬＥＤ素子の周辺に水冷機構を設ける必要があり、接続装置に組み込むことが困難となる他、装置全体の大型化、メンテナンスの煩雑化を招く。

そこで、本発明は、光硬化系の異方性導電フィルムと、ステージ加熱とを併用して繰り返し圧着工程を行っても、光照射効率の低下を防ぎ、接続性を維持する接続体の製造方法、電子部品の接続方法及び接続装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る接続体の製造方法は、光透過性を有するとともに加熱されたステージ上に透明基板を載置し、上記透明基板上に、光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤を介して電子部品を搭載し、ツールにより上記電子部品を上記透明基板に対して押圧しながら加熱押圧するとともに、上記ステージの裏面に設けられた光照射器より光を照射して、上記回路接続用接着剤を硬化させることにより、上記電子部品を上記透明基板に接続する工程を連続して行う接続体の製造方法において、上記光照射器は、上記ステージに近接されて光を照射し、光照射が終了すると、次の光照射まで、上記ステージから退避するものである。

また、本発明に係る電子部品の接続方法は、光透過性を有するとともに加熱されたステージ上に透明基板を載置し、上記透明基板上に、光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤を介して電子部品を搭載し、ツールにより上記電子部品を上記透明基板に対して押圧しながら加熱押圧するとともに、上記ステージの裏面に設けられた光照射器より光を照射して、上記回路接続用接着剤を硬化させることにより、上記電子部品を上記透明基板に接続する工程を連続して行う電子部品の接続方法において、上記光照射器は、上記ステージに近接されて光を照射し、光照射が終了すると、次の光照射まで、上記ステージから退避するものである。

また、本発明に係る接続装置は、光透過性を有し、透明基板が載置されるステージと、上記ステージを加熱する加熱機構と、上記ステージ上に載置された透明基板に、光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤を介して搭載された電子部品を加熱押圧するツールと、上記ツールを移動するツール移動機構と、上記ステージの裏面に設けられた光照射器と、上記光照射器を移動させる照射器移動機構とを有し、上記電子部品を上記透明基板に対して加熱押圧しながら、上記ステージの裏面に設けられた光照射器より光を照射して、上記回路接続用接着剤を硬化させることにより、上記電子部品を上記透明基板に接続する工程を連続して行う接続装置において、上記照射器移動機構は、上記光照射器が光照射を行う際に上記光照射器を上記ステージに近接させ、光照射が終了すると、次の光照射まで上記ステージから退避させるものである。

本発明によれば、紫外線照射器の温度上昇による輝度低下を防止し、連続接続工程においても、安定した圧着を実現し、製品ごとの品質のばらつきも抑制することができる。

図１は、本発明が適用された実装工程を示す断面図である。 図２は、異方性導電フィルムを示す断面図である。 図３は、本発明が適用された接続装置を示す図であり、（Ａ）は紫外線照射時、（Ｂ）は紫外線照射を行っていない状態を示す。 図４は、冷却機構を備えた接続装置を示す図である。 図５は、複数の紫外線照射器を切り替えて使用する接続装置を示す図である。 図６は、従来の液晶表示パネルを示す断面図である。 図７は、従来の液晶表示パネルのＣＯＧ実装工程を示す断面図である。

以下、本発明が適用された接続体の製造方法、電子部品の接続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。

以下では、液晶表示パネルのガラス基板に、電子部品として液晶駆動用のＩＣチップを実装するいわゆるＣＯＧ（chip on glass）実装を行う場合を例に説明する。この液晶表示パネル１０は、図１に示すように、ガラス基板等からなる二枚の透明基板１１，１２が対向配置され、これら透明基板１１，１２が枠状のシール１３によって互いに貼り合わされている。そして、液晶表示パネル１０は、透明基板１１，１２によって囲繞された空間内に液晶１４が封入されることによりパネル表示部１５が形成されている。

透明基板１１，１２は、互いに対向する両内側表面に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等からなる縞状の一対の透明電極１６，１７が、互いに交差するように形成されている。そして、両透明電極１６，１７は、これら両透明電極１６，１７の当該交差部位によって液晶表示の最小単位としての画素が構成されるようになっている。

両透明基板１１，１２のうち、一方の透明基板１２は、他方の透明基板１１よりも平面寸法が大きく形成されており、この大きく形成された透明基板１２の縁部１２ａには、電子部品として液晶駆動用ＩＣ１８が実装されるＣＯＧ実装部２０が設けられ、またＣＯＧ実装部２０の外側近傍には、電子部品として液晶駆動回路が形成されたフレキシブル基板２１が実装されるＦＯＧ実装部２２が設けられている。

なお、液晶駆動用ＩＣや液晶駆動回路は、画素に対して液晶駆動電圧を選択的に印加することにより、液晶の配向を部分的に変化させて所定の液晶表示を行うことができるようになっている。

各実装部２０，２２には、透明電極１７の端子部１７ａが形成されている。端子部１７ａ上には、光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤として異方性導電フィルム１を用いて液晶駆動用ＩＣ１８やフレキシブル基板２１が接続される。異方性導電フィルム１は、導電性粒子４を含有しており、液晶駆動用ＩＣ１８やフレキシブル基板２１の電極と透明基板１２の縁部１２ａに形成された透明電極１７の端子部１７ａとを、導電性粒子４を介して電気的に接続させるものである。この異方性導電フィルム１は、紫外線硬化型の接着剤であり、後述する熱圧着ヘッド３３により熱圧着されることにより流動化して導電性粒子４が端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８やフレキシブル基板２１の各電極との間で押し潰され、紫外線照射器３５により紫外線が照射されることにより、導電性粒子４が押し潰された状態で硬化する。これにより、異方性導電フィルム１は、透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８やフレキシブル基板２１とを電気的、機械的に接続する。

また、両透明電極１６，１７上には、所定のラビング処理が施された配向膜２４が形成されており、この配向膜２４によって液晶分子の初期配向が規制されるようになっている。さらに、両透明基板１１，１２の外側には、一対の偏光板２５，２６が配設されており、これら両偏光板２５，２６によってバックライト等の光源（図示せず）からの透過光の振動方向が規制されるようになっている。

［異方性導電フィルム］
異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）１は、図２に示すように、通常、基材となる剥離フィルム２上に導電性粒子を含有するバインダー樹脂層（接着剤層）３が形成されたものである。異方性導電フィルム１は、図１に示すように、液晶表示パネル１０の透明基板１２に形成された透明電極１７と液晶駆動用ＩＣ１８やフレキシブル基板２１との間にバインダー樹脂層３を介在させることで、液晶表示パネル１０と液晶駆動用ＩＣ１８あるいはフレキシブル基板２１とを接続し、導通させるために用いられる。

剥離フィルム２としては、異方性導電フィルムにおいて一般に用いられている例えばポリエチレンテレフタレートフィルム等の基材を使用することができる。

バインダー樹脂層３は、バインダー中に導電性粒子４を分散してなるものである。バインダーは、膜形成樹脂、硬化性樹脂、硬化剤、シランカップリング剤等を含有するものであり、通常の異方性導電フィルムに用いられるバインダーと同様である。

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、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、変形エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、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。

硬化性樹脂としては、特に限定されず、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。

エポキシ樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。具体例として、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。

アクリル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、具体例として、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。

硬化剤としては、光硬化型であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合はカチオン系硬化剤が好ましく、硬化性樹脂がアクリル樹脂の場合はラジカル系硬化剤が好ましい。

カチオン系硬化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スルホニウム塩、オニウム塩等を挙げることができ、これらの中でも、芳香族スルホニウム塩が好ましい。ラジカル系硬化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機過酸化物を挙げることができる。

シランカップリング剤としては、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。

導電性粒子４としては、異方性導電フィルム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４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。

［接続装置］
次いで、異方性導電フィルム１を介して液晶駆動用ＩＣ１８やフレキシブル基板２１が透明基板１２の透明電極１７上に接続された接続体の製造工程に用いる接続装置３０ついて説明する。

図３に示すように、接続装置３０は、光透過性を有するステージ３１と、ステージ３１を加熱する加熱機構３２と、ステージ３１上に載置された透明基板１２に異方性導電フィルム１を介して搭載された液晶駆動用ＩＣ１８を加熱押圧する熱圧着ヘッド３３と、熱圧着ヘッド３３を移動するヘッド移動機構３４と、ステージ３１の裏面側に設けられた紫外線照射器３５と、紫外線照射器３５を移動させる照射器移動機構３６とを有する。

ステージ３１は、例えば石英等の光透過性を有する材料により形成される。また、ステージ３１は、表面に透明基板１２の縁部１２ａが載置されるとともに、熱圧着ヘッド３３と対峙され、裏面には紫外線照射器３５が配置されている。

また、ステージ３１は、ヒータ等の加熱機構３２によって熱圧着ヘッド３３と同程度（例えば８０〜１００℃）に加熱される。これにより、ステージ３１は、表面に載置される透明基板１２と熱圧着ヘッド３３に加熱押圧される異方性導電フィルム１のバインダー樹脂層３との加熱温度差を縮小することができる。

熱圧着ヘッド３３は、透明基板１２に異方性導電フィルム１を介して搭載された液晶駆動用ＩＣ１８を加熱押圧するものであり、ヒータによって異方性導電フィルム１のバインダー樹脂が十分に軟化する所定の温度（例えば８０〜１００℃）に加熱される。また、熱圧着ヘッド３３は、ヘッド移動機構３４に保持されることにより、ステージ３１に近接、離間自在とされている。

熱圧着ヘッド３３は、液晶駆動用ＩＣ１８の接続時には、図３（Ａ）に示すように、ヘッド移動機構３４によって液晶駆動用ＩＣ１８を透明基板１２に対して加熱押圧する。熱圧着ヘッド３３に加熱押圧されることにより、異方性導電フィルム１のバインダー樹脂は流動性を示し、透明電極１７の端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の端子部との間から流出するとともに、導電性粒子４が挟持される。また、熱圧着ヘッド３３は、液晶駆動用ＩＣ１８の接続工程が終了すると、図３（Ｂ）に示すように、ヘッド移動機構３４によってステージ３１の上方に離間され、新たに透明基板１２上に異方性導電フィルム１を介して液晶駆動用ＩＣ１８が搭載されるまで待機する。

紫外線照射器３５は、ステージ３１の裏面側から透明基板１２の端子部１７ａに設けられた異方性導電フィルム１に対して紫外光を照射することにより、透明電極１７の端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の端子部とで導電性粒子４を挟持した状態でバインダー樹脂を硬化させ、液晶駆動用ＩＣ１８を透明基板１２の端子部１７ａに導通接続するものである。

紫外線照射器３５は、製造、調達コストや光源寿命等を考慮すると、ＬＥＤ素子を好適に用いることができる。本発明に係る紫外線照射器３５は、照射器移動機構３６に保持されることにより、液晶駆動用ＩＣ１８の接続時には、図３（Ａ）に示すように、ステージ３１の近傍に移動され、紫外光を照射する。したがって、紫外線照射器３５は、異方性導電フィルム１のバインダー樹脂を硬化させるのに十分な照度で入射させることができる。

また、紫外線照射器３５は、液晶駆動用ＩＣ１８の接続工程が終了すると、図３（Ｂ）に示すように、照射器移動機構３６によってステージ３１の近傍から退避される。したがって、紫外線照射器３５は、高温に加熱されたステージ３１からの輻射熱の影響を最小限に抑え、温度上昇が抑制されている。これにより、紫外線照射器３５は、温度上昇に伴う輝度低下を防止することができる。したがって、接続装置３０は、液晶駆動用ＩＣ１８の接続を連続して行った場合にも、紫外線照射器３５の輝度低下による硬化不足を生じることなく、安定した圧着を実現し、製品ごとの品質のばらつきも抑制することができる。

［接続工程］
次いで、上述した接続装置３０を用いた液晶駆動用ＩＣ１８の接続工程について説明する。先ず、透明基板１２を仮貼り用のステージ上に載置し、異方性導電フィルム１を透明電極１７上に仮圧着する。異方性導電フィルム１を仮圧着する方法は、液晶表示パネル１０の透明基板１２の透明電極１７上に、バインダー樹脂層３が透明電極１７側となるように、異方性導電フィルム１を配置する。

そして、バインダー樹脂層３を透明電極１７上に配置した後、剥離フィルム２側からバインダー樹脂層３を仮貼り用の熱圧着ヘッドで加熱及び加圧し、熱圧着ヘッドを剥離フィルム２から離し、剥離フィルム２を透明電極１７上のバインダー樹脂層３から剥離することによって、バインダー樹脂層３のみが透明電極１７上に仮貼りされる。仮貼り用の熱圧着ヘッドによる仮圧着は、剥離フィルム２の上面を僅かな圧力（例えば０．１ＭＰａ〜２ＭＰａ程度）で透明電極１７側に押圧しながら加熱（例えば７０〜１００℃程度）する。

次に、透明基板１２がステージ３１上に載置され、透明基板１２の透明電極１７と液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子とがバインダー樹脂層３を介して対向するように、液晶駆動用ＩＣ１８が配置される。このとき、接続装置３０は、熱圧着ヘッド３３がヘッド移動機構５４によってステージ３１の上方に移動され、また、紫外線照射器３５は、照射器移動３６によってステージ３１から離間されている（図３（Ｂ））。また、接続装置３０は、予めステージ３１が加熱機構３２によって熱圧着ヘッド３３と同程度の温度に加熱されている。

次に、ヘッド移動機構３４によって熱圧着ヘッド３３がステージ３１側へ移動される。これにより、液晶駆動用ＩＣ１８の上面を所定の加熱温度に昇温された熱圧着ヘッド３３によって、所定の温度及び所定の圧力で熱加圧する。熱圧着ヘッド３３による熱加圧温度は、硬化開始前にバインダー樹脂層３が溶融したときの粘度（最低溶融粘度）を示す所定の温度に対して±１０〜２０℃の温度（例えば１００℃前後）に設定される。これにより、透明基板１２の反りを最小に抑え、また液晶駆動用ＩＣ１８に熱による損傷を与えることもない。

熱圧着ヘッド３４に熱加圧されることにより、異方性導電フィルム１のバインダー樹脂が軟化し、透明基板１２の透明電極１７と液晶駆動用ＩＣ１８の接続端子との間からバインダー樹脂が流出するとともに、導電性粒子４が挟持される。

次いで、熱圧着ヘッド３３による加熱押圧開始から数秒後に、ステージ３１から退避されていた紫外線照射器３５が照射器移動機構３６によってステージ３１の近傍まで移動され、異方性導電フィルム１に紫外線を照射する。紫外線照射器３５より発光された紫外線は、透明基板１２を支持する透光性のステージ３１及びこのステージ３１に支持された透明基板１２を透過してバインダー樹脂層３へ照射される（図３（Ａ））。

これにより、透明基板１２の透明電極１７と液晶駆動用ＩＣ１８の接続端子との間に導電性粒子４が挟持された状態でバインダー樹脂が硬化され、液晶駆動用ＩＣ１８が機械的、電気的に透明電極１７上に接続された接続体が製造される。

この接続体は、ステージ３１が加熱機構３２によって熱圧着ヘッド３３と同程度の温度に加熱されることにより温度差が縮小されているため、冷却後においても透明基板１２の反りの発生や、これに起因する表示ムラやチップの接続不良等の問題が大幅に改善されている。

なお、紫外線照射器３５による照射時間や、照射段階及び照度、総照射量は、バインダー樹脂の組成や、熱圧着ヘッド３３による熱加圧温度、圧力及び時間から、バインダー樹脂の硬化反応の進行と熱圧着ヘッド３３による押し込みによる接続信頼性、接着強度の向上を図る条件を適宜設定する。

接続装置３０は、紫外線照射器３５による紫外線照射を所定時間行った後、熱圧着ヘッド３３による加熱押圧を続行しながら、当該紫外線照射を終了する。すなわち、紫外線照射の終了後も、所定時間だけ加熱押圧を行う。これにより、異方性導電フィルム１を介して液晶駆動用ＩＣ１８が端子部１７ａ上に本圧着される。また、紫外線照射器３５は、ステージ３１の近傍から退避されることにより冷却され、温度上昇による輝度の低下が防止されている。

その後、接続装置３０は、熱圧着ヘッド３３をステージ３１の上方へ移動させることにより、液晶駆動用ＩＣ１８の本圧着工程を終了する。（図３（Ｂ））。

次いで、接続体をステージ３１上から搬送し、新たにバインダー樹脂層３が仮貼りされた透明基板１２を載置し、透明基板１２の透明電極１７と液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子とがバインダー樹脂層３を介して対向するように、液晶駆動用ＩＣ１８が配置される。以後、接続装置３０は、上述した工程を繰り返し、熱圧着ヘッド３３による加熱押圧に引き続き、紫外線照射器３５がステージ３１に近接され紫外線を照射することにより接続体が連続して形成されていく。

この接続装置３０は、紫外線照射器３５が、紫外線の照射が終了する度にステージ３１から退避されるため、接続体の製造工程を連絡して行ってもステージ３１の輻射熱による温度上昇が防止されている。したがって、接続装置３０は、紫外線照射器３５の輝度が下がらず、常に安定した照度で紫外線を照射することができる。すなわち、接続装置３０は、液晶駆動用ＩＣ１８の接続を連続して行った場合にも、紫外線照射器３５の輝度低下による硬化不足を生じることなく、安定した圧着を実現し、製品ごとの品質のばらつきも抑制することができる。

また、紫外線照射器３５は、紫外線の照射終了後、熱圧着ヘッド３３による事後熱加圧、熱圧着ヘッド３３の上方移動、接続体の搬送、新たな透明基板１２の載置、熱圧着ヘッド３３による事前熱加圧の間、高温のステージ３１から退避されている。したがって、紫外線照射器３５は、紫外線の照射中にステージ３１の輻射熱により加熱されても、十分に冷却可能である。

［照射終了後加熱］
また、本製造工程によれば、液晶駆動用ＩＣ１８に対する加熱押圧処理と共に紫外線照射処理を所定時間行い、紫外線照射の終了後も所定時間だけ加熱押圧を続行する。これにより、紫外線照射によるバインダー樹脂の硬化反応の進行を抑えつつ、加熱押圧によって透明電極１７の端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子との間でバインダー樹脂を流出させるとともに導電性粒子４を押しつぶすことができ、この状態で硬化させることができる。したがって、本製造工程によれば、液晶駆動用ＩＣ１８と透明電極１７との導通信頼性を向上させることができる。

また、本製造工程によれば、紫外線照射の終了後も加熱押圧処理を続行しているため、バインダー樹脂の硬化反応の進行を抑えつつ、液晶駆動用ＩＣ１８と透明基板１２との間に十分に浸透させることができ、液晶駆動用ＩＣ１８の透明基板１２に対する接着強度を向上させることができる。

［先行加熱］
また、本製造工程では、紫外線照射に先行して加熱押圧を開始し、所定時間経過後から紫外線を照射する。これにより、本製造工程は、紫外線照射による硬化開始に先立って、熱圧着ヘッド３３によって異方性導電フィルム１のバインダー樹脂層３が流動性を示す温度まで加熱し、透明電極１７の端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子とで導電性粒子４を挟持させることができる。そして、本製造工程では、この状態で紫外線照射器３５によって紫外線を照射し、光重合開始剤を活性化する。

このような本製造工程によれば、熱圧着ヘッド３３は、バインダー樹脂層３を溶融させるのに必要な温度まで加熱し、溶融後に紫外線照射による硬化反応を開始させることで、押し込み不足による導通抵抗の上昇や、接着強度の低下を防止することができる。

なお、接続装置３０は、加熱押圧処理と紫外線照射処理を同時に終了させてもよい。また、接続装置３０は、加熱押圧処理と紫外線照射処理を同時に開始してもよい。加熱押圧処理及び紫外線照射処理の開始及び終了のタイミングは、接着剤の種類や実装される電子部品の種類等の接続条件に応じて適宜設定することができる。

［冷却機構］
なお、接続装置３０は、図４に示すように、紫外線照射器３５がステージ３１から退避した位置に紫外線照射器３５を冷却する冷却機構３７を設けてもよい。冷却機構３７は、空冷や水冷等の公知の機構を用いることができる。冷却機構３７は、空冷機構を採用した場合にも、ステージ３１から退避した位置に設けられるため、ステージ３１に冷気が及ぶことがなく、ステージの加熱に対する影響を防止できる。

［変形例］
また、接続装置３０は、紫外線照射を複数設け、切り替えながら使用してもよい。例えば、接続装置３０は、図５に示すように、２つの紫外線照射器３５ａ，３５ｂを備える。紫外線照射器３５ａ，３５ｂは、照射器移動機構３６によって、交互にステージ３１に近接と退避が可能とされている。そして、接続装置３０は、液晶駆動用ＩＣ１８の接続工程毎に２つの紫外線照射器３５ａ，３５ｂを切り替えて使用することにより、退避中の紫外線照射器３５の冷却時間を十分に確保することができ、温度上昇による輝度低下を確実に防止できる。

また、本製造工程では、熱圧着ヘッド３３によって液晶駆動用ＩＣ１８を押圧するとともに、紫外線照射器３５によって紫外線を照射する。このとき、紫外線照射器３５は、照度を一定としてもよいが、照度を上昇又は下降させてもよい。また、照度は段階的に上昇又は下降させてもよく、連続的に上昇又は下降させてもよい。

紫外線照射器３５によって、照射量を変化させることにより、バインダー樹脂の流動性や、透明電極１７の端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子とで導電性粒子４を押し潰す作用等に応じて、紫外線照射のバインダー樹脂の硬化反応の進行を任意に制御することができる。

液晶駆動用ＩＣ１８を透明基板１２の透明電極１７上に接続した後、同様にしてフレキシブル基板２１が透明基板１２の透明電極１７上に実装するいわゆるＦＯＧ（film on glass）実装が行われる。このときも、接続装置３０は、紫外線照射器３５を、紫外線の照射が終了する度にステージ３１から退避させ、ステージ３１の輻射熱による温度上昇を防止するようにしてもよい。また、接続装置３０は、熱圧着ヘッド３３による加熱押圧処理を所定時間行った後、当該熱加圧を続行しながら紫外線照射器３５による紫外線照射を行い、紫外線照射の終了後も所定時間だけ加熱押圧処理を続行させてもよい。

これにより、異方性導電フィルム１を介して透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８やフレキシブル基板２１とが接続された接続体を製造することができる。なお、これらＣＯＧ実装とＦＯＧ実装は、同時に行ってもよい。

以上、液晶駆動用ＩＣを直接液晶表示パネルのガラス基板上に実装するＣＯＧ実装、及びフレキシブル基板を直接液晶表示パネルの基板上に実装するＦＯＧ実装を例に説明したが、本技術は、光硬化型の接着剤を用いた接続体の製造工程であれば、透明基板上に電子部品を実装する以外の各種接続にも適用することができる。

［その他］
また、本発明は、上述した紫外線硬化型の導電性接着剤を用いる他、例えば赤外光等の他の波長の光線によって硬化する光硬化型の導電性接着剤を用いることもできる。

上記では、導電性の接着剤としてフィルム形状を有する異方性導電フィルム１について説明したが、ペースト状であっても問題は無い。また、本発明は、導電性粒子４を含有しないバインダー樹脂層からなる絶縁性接着フィルム、及び導電性粒子４を含有しないペースト状のバインダー樹脂を用いた絶縁性接着ペーストによる接続工程に用いてもよい。本発明に係る接着剤は、光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤であれば、導電性粒子４の有無や、フィルムやペースト等の形態は問わない。

次いで、本技術の実施例について説明する。本実施例は、接続体サンプルとして、異方性導電フィルムの硬化条件を異ならせて透明基板上に液晶駆動用ＩＣを接続して製造した液晶表示パネルを用い、反りの発生を評価した。透明基板の反りは、製造した液晶表示パネルの裏側から光を当てて白表示状態とし、目視で表示ムラが確認できないレベルを〇とし、目視で表示ムラが確認できるレベルを×とした。

また、液晶表示パネルの圧痕品質安定性について目視によって評価した。ここで、圧痕品質安定性は、異方性導電フィルムを介して透明基板上に液晶駆動用ＩＣを接続した際に、透明基板の裏面に現れる導電性粒子の押圧痕を目視で確認することにより、どれだけ導電性粒子が挟持されているかを評価したものである。圧痕は、導電性粒子が電極端子間において挟持され押圧された状態で異方性導電フィルムのバインダー樹脂の硬化が十分に進むと、透明基板の裏面に多数の粒状の凹凸として確認できる。一方、バインダー樹脂の硬化が不十分である場合、電極端子間において挟持されている導電性粒子が反発することによって押圧痕がはっきりと表れない。

すなわち、圧痕は、導電性粒子が電極端子間に挟持された状態でバインダー樹脂が十分に硬化したか否かを示すことから、液晶駆動用ＩＣの接続信頼性を判定する非破壊検査として用いることができる。圧痕の観察は、微分干渉フィルターを介して、接眼レンズ２倍、対物レンズ２０倍で行い、圧痕品質安定性は、５０枚連続で液晶駆動用ＩＣを実装した場合でも、圧痕の状態に優位差がないレベルを〇とし、５０枚連続で液晶駆動用ＩＣを実装した場合に前半と比較して後半の圧痕が弱く見えるレベルを×とした。

実施例１及び比較例２，３に用いる接着剤としては、光酸発生剤とカチオン重合性化合物を含有するバインダー樹脂層からなる異方性導電フィルムを用意した。

このバインダー樹脂層は、
フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０：新日鉄住金化学株式会社製）；４５質量部
エポキシ樹脂（ビスＡ型）（エピコート８２８：三菱化学株式会社製）；４５質量部
シランカップリング剤（ＫＢＭ−４０３：信越化学工業株式会社製）；２質量部
光酸発生剤（イルガキュア２５０：ＢＡＳＦジャパン株式会社製）；８質量部
を酢酸エチル、トルエンにて固形分５０％になるように混合溶液を作成し、導電性粒子（ＡＵＬ７０４：積水化学工業株式会社製）を粒子密度５０，０００個／ｍｍ²になるように分散させた。この混合溶液を厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム上に塗布し、７０℃オーブンにて５分間乾燥し、厚さ２０μｍのフィルム状に成形した。

比較例１に用いる接着剤としては、
フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０：新日鉄住金化学株式会社製）；４５質量部
エポキシ樹脂（ビスＡ型）（エピコート８２８：三菱化学株式会社製）；４５質量部
シランカップリング剤（ＫＢＭ−４０３：信越化学工業株式会社製）；２質量部
熱酸発生剤（サンエイドＳＩ−６０Ｌ：三新化学工業株式会社製）；８質量部
を酢酸エチル、トルエンにて固形分５０％になるように混合溶液を作成し、導電性粒子（ＡＵＬ７０４：積水化学工業株式会社製）を粒子密度５０，０００個／ｍｍ²になるように分散させた。この混合溶液を厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム上に塗布し、７０℃オーブンにて５分間乾燥し、厚さ２０μｍのフィルム状に成形した。

［実施例１］
実施例１では、熱圧着ヘッドによる加熱押圧の開始２秒後に紫外線照射器による紫外線照射を開始し、３秒間加熱押圧処理と紫外線照射処理を行い、加熱押圧処理と紫外線照射処理を同時に終了した。熱圧着ヘッドによる圧着条件は１００℃‐６０ＭＰａ‐５ｓｅｃであり、紫外線照射器の照射条件は、４００ｍＷ／ｃｍ²×３ｓｅｃである。また、実施例１では、ステージを１００℃に加熱し、紫外線照射時以外は、紫外線照射器をステージから１０ｃｍ下方に退避させることにより温度上昇を防止した。

［比較例１］
比較例１では、熱硬化型の異方性導電フィルムを用い、従来通り、熱圧着ヘッドによる加熱押圧処理のみでバインダー樹脂を硬化させた。熱圧着ヘッドによる圧着条件は、１７０℃‐６０ＭＰａ‐５ｓｅｃである。

［比較例２］
比較例２では、ステージ温度を３０℃とし、また、紫外線照射時以外も、紫外線照射器をステージ近傍に固定した。その他の条件は実施例１と同じである。

［比較例３］
比較例３では、紫外線照射時以外も、紫外線照射器をステージ近傍に固定した。その他の条件は実施例１と同じである。

表１に示すように、実施例１に係る液晶表示パネルは、目視で表示ムラが確認されず、反りの発生が抑えられていた。また、圧痕品質安定性も良好であり、導電性粒子が挟持された状態でバインダー樹脂が十分に硬化され、良好な接続性を有していることが分かる。

これは、実施例１では、紫外線の照射時以外は、紫外線照射器を加熱ステージの下方１０ｃｍの位置に退避させていたことから、高温のステージからの輻射熱による影響が抑えられ、温度上昇による輝度低下が防止されたことによる。また、実施例１では、ステージを熱圧着ヘッドの温度と同じ温度に加熱したことにより、ＣＯＧ接続に伴う反りの発生や、これに起因する表示ムラやチップの接続不良等の問題も発生しなかった。

一方、比較例１では、従来の熱硬化性の異方性導電フィルムを用いて、高温高圧で圧着したことにより、透明基板の反りによる表示ムラが確認された。

比較例２では、圧痕品質安定性は良好であった。これは、ステージ温度が３０℃と低く、紫外線照射器の温度上昇による輝度低下及び照度不足による硬化不良は発生しなかったことによる。しかし、熱圧着ヘッドとステージの温度差が大きくなり、異方性導電フィルムが接続された後、常温まで温度が低下する際に、熱圧着ヘッドに加熱された液晶駆動用ＩＣとステージ上に載置された透明基板との温度差及びバインダーと透明基板の熱膨張率の差に起因して、透明基板に反りが生じ、表示ムラが確認された。

また、比較例３では、透明基板の反りに起因する表示ムラは確認されなかった。これは、ステージ温度が熱圧着ヘッドと同等の１００℃に加熱されていたことによる。しかし、比較例３では、紫外線照射器を高温のステージ近傍に固定していたため、温度上昇に伴い輝度が低下し、連続実装の後半では硬化不良により圧痕が弱くなり、圧痕品質安定性において不良となった。

１ 異方性導電フィルム、２ 剥離フィルム、３ バインダー樹脂層、４ 導電性粒子、１０ 液晶表示パネル、１１，１２ 透明基板、１３ シール、１４ 液晶、１５ パネル表示部、１６，１７ 透明電極、１８ 液晶駆動用ＩＣ、２０ ＣＯＧ実装部、２１ フレキシブル基板、２２ ＦＯＧ実装部、２４ 配厚膜、２５，２６ 偏光板、３０ 接続装置、３１ ステージ、３２ 加熱機構、３３ 熱圧着ヘッド、３４ ヘッド移動機構、３５ 紫外線照射器、３６ 照射器移動機構

Claims (8)

1. 光透過性を有するとともに加熱されたステージ上に透明基板を載置し、
   上記透明基板上に、光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤を介して電子部品を搭載し、
   ツールにより上記電子部品を上記透明基板に対して押圧しながら加熱押圧するとともに、上記ステージの裏面に設けられた光照射器より光を照射して、上記回路接続用接着剤を硬化させることにより、上記電子部品を上記透明基板に接続する工程を連続して行う接続体の製造方法において、
   上記光照射器は、上記ステージに近接されて光を照射し、光照射が終了すると、次の光照射まで、上記ステージから退避する接続体の製造方法。
2. 上記光照射器による光照射の開始に先行して、上記ツールによる上記電子部品の加熱押圧を開始する請求項１記載の接続体の製造方法。
3. 上記光照射器による光照射と、上記ツールによる上記電子部品の加熱押圧とを同時に終了する請求項２記載の接続体の製造方法。
4. 上記ツールによる上記電子部品の加熱押圧を続行しながら、上記光照射器による光照射を終了する請求項１又は２に記載の接続体の製造方法。
5. 上記光照射器は、上記ステージから退避されているときに、冷却される請求項１〜４のいずれか１項に記載の接続体の製造方法。
6. 複数の上記光照射器を切り替えて使用する請求項１〜５のいずれか１項に記載の接続体の製造方法。
7. 光透過性を有するとともに加熱されたステージ上に透明基板を載置し、
   上記透明基板上に、光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤を介して電子部品を搭載し、
   ツールにより上記電子部品を上記透明基板に対して押圧しながら加熱押圧するとともに、上記ステージの裏面に設けられた光照射器より光を照射して、上記回路接続用接着剤を硬化させることにより、上記電子部品を上記透明基板に接続する工程を連続して行う電子部品の接続方法において、
   上記光照射器は、上記ステージに近接されて光を照射し、光照射が終了すると、次の光照射まで、上記ステージから退避する電子部品の接続方法。
8. 光透過性を有し、透明基板が載置されるステージと、
   上記ステージを加熱する加熱機構と、
   上記ステージ上に載置された透明基板に、光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤を介して搭載された電子部品を加熱押圧するツールと、
   上記ツールを移動するツール移動機構と、
   上記ステージの裏面に設けられた光照射器と、
   上記光照射器を移動させる照射器移動機構とを有し、
   上記電子部品を上記透明基板に対して加熱押圧しながら、上記ステージの裏面に設けられた光照射器より光を照射して、上記回路接続用接着剤を硬化させることにより、上記電子部品を上記透明基板に接続する工程を連続して行う接続装置において、
   上記照射器移動機構は、上記光照射器が光照射を行う際に上記光照射器を上記ステージに近接させ、光照射が終了すると、次の光照射まで上記ステージから退避させる接続装置。

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