JP2015170721A - 接続体の製造方法、電子部品の接続方法、アライメント方法及び接続体 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性粒子が充填された異方性導電フィルムを用いて電子部品を回路基板に接続する工程において、アライメントを高精度に行うことができる接続体の製造方法、電子部品の接続方法、アライメント方法及び接続体を提供する。
【解決手段】回路基板上に導電性粒子を含有する接着剤を設け、該接着剤を介して電子部品を搭載し、該電子部品を該回路基板に押圧することにより該回路基板に該電子部品を接続する工程を有し、該回路基板又は該電子部品の一方には、嵌合することにより該回路基板及び該電子部品の接続位置を決める凹部２８及び凸部２７の一方が形成され、該回路基板又は該電子部品の他方には、該凹２８部及び該凸部２７の他方が形成され、該回路基板上に、該接着剤を介して該電子部品が押圧されることにより、該凹部２８と該凸部２７を嵌合させ、該凹部２８には、該接着剤と接触する前に、予め樹脂２９が充填されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子部品が回路基板に接続された接続体の製造方法に関し、特に導電性粒子を含有する接着剤を介して電子部品を回路基板に接続する際における電子部品と回路基板とのアライメントを精度よく行う接続体の製造方法、電子部品の接続方法、アライメント方法及び接続体に関する。

従来から、テレビやＰＣモニタ、携帯電話やスマートホン、携帯型ゲーム機、タブレット端末やウェアラブル端末、あるいは車載用モニタ等の各種表示手段として、液晶表示装置や有機ＥＬパネルが用いられている。近年、このような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、駆動用ＩＣを直接表示パネルのガラス基板上に実装するいわゆるＣＯＧ（chip 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パネルにおいては、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、ガラス基板等からなる透明基板１０１に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等からなる透明電極１０２が複数形成され、これら透明電極１０２上に液晶駆動用ＩＣ１０３等の電子部品が接続される。液晶駆動用ＩＣ１０３は、実装面に、透明電極１０２に対応して複数の電極端子１０４が形成され、異方性導電フィルム１０５を介して透明基板１０１上に熱圧着されることにより、電極端子１０４と透明電極１０２とが接続される。

異方性導電フィルム１０５は、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性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。異方性導電フィルム１０５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バインダー樹脂が用いられるが、光硬化性のバインダー樹脂又は光熱併用型のバインダー樹脂であってもよい。

このような異方性導電フィルム１０５を介して液晶駆動用ＩＣ１０３を透明電極１０２へ接続する場合は、先ず、透明基板１０１の透明電極１０２上に異方性導電フィルム１０５を図示しない仮圧着手段によって仮貼りする。続いて、異方性導電フィルム１０５を介して透明基板１０１上に液晶駆動用ＩＣ１０３を搭載し仮接続体を形成した後、熱圧着ヘッド１０６等の熱圧着手段によって液晶駆動用ＩＣ１０３を異方性導電フィルム１０５とともに透明電極１０２側へ加熱押圧する（本圧着）。この熱圧着ヘッド１０６による加熱によって、異方性導電フィルム１０５は熱硬化反応を起こし、これにより液晶駆動用ＩＣ１０３が透明電極１０２上に接着される。

ここで、透明基板１０１に液晶駆動用ＩＣ１０３を搭載する際には、透明基板１０１に形成された透明電極１０２と、液晶駆動用ＩＣ１０３の実装面に形成された電極端子１０４とを正確に接続するために、予めアライメントを行う。

一般にアライメントは、透明基板１０１の裏面側に設けたカメラによって、透明基板１０１及び液晶駆動用ＩＣ１０３の実装面にそれぞれ設けたアライメントマークを撮像し、撮像した画像に基づいて位置を検出し、検出結果に基づき基板や電子部品を移動することにより行われる。アライメントマークは、予め登録され、撮像した画像と登録画像とをグレーサーチや２値法等の画像処理によりマッチングさせることで認識され位置情報を取得することができる。

特表２００３−５２３０８５公報

半田接続においては、プリント配線基板のマウントパッドと実装パッケージの端子との位置合わせ精度が悪く、ずれを生じていてもリフロー時に正常な位置へ自動的に修復される「セルフアライメント」効果が得られる。しかし、異方性導電フィルム１０５を用いた接続方法では、半田接続にみられる「セルフアライメント」効果が無いため、液晶駆動用ＩＣ１０３と透明基板１０１の正確な位置合わせを行う必要がある。

しかし、液晶駆動用ＩＣ１０３の搭載時にアライメントが取れていても、本圧着時には上下の透明電極１０２と電極端子１０４との間に異方性導電フィルムの溶融したバインダー樹脂、即ち流体が存在することになり、この流体があるために、圧着ヘッド１０６の小さな傾き等が存在すると、液晶駆動用ＩＣ１０３と透明基板１０１との間に容易にズレを生じさせ、上下の透明電極１０２と電極端子１０４とを正確に対向させることが困難となる。

また、近年の液晶表示装置その他の電子機器の小型化、高機能化に伴い、電子部品も小型化、高機能化するとともに、回路基板の配線ピッチや電子部品の接続端子のファインピッチ化も進んでいる。異方性導電フィルムを用いて、電極端子がファインピッチ化された回路基板上にＩＣチップ等の電子部品をＣＯＧ接続する場合、狭小化された電極端子間においても確実に導電性粒子が挟持され導通を確保するために、導電性粒子を高密度に充填する必要がある。この状態において、液晶駆動用ＩＣ１０３と透明基板１０１とのアライメント精度が低い場合、意図している電極端子に隣接する電極端子との接続（ショート）が発生するなどの問題も懸念される。

このような問題に対して、特許文献１には凹凸構造を上下の端子に設ける方法が記載されている。しかし、異方性導電フィルムを用いた接続に特許文献１に記載の方法を適用すると、凹部に導電性粒子が溜まってしまい、凸部の進入を困難にするため、十分なアライメント効果を得ることができない。

そこで、本発明は、導電性粒子が充填された異方性導電フィルムを用いて電子部品を回路基板に接続する工程において、アライメントを高精度に行うことができる接続体の製造方法、電子部品の接続方法、アライメント方法及び接続体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、回路基板上に導電性粒子を含有する接着剤を設け、上記接着剤を介して電子部品を搭載し、上記電子部品を上記回路基板に押圧することにより上記回路基板に上記電子部品を接続する工程を有し、上記回路基板又は上記電子部品の一方には、嵌合することにより上記回路基板及び上記電子部品の接続位置を決める凹部及び凸部の一方が形成され、上記回路基板又は上記電子部品の他方には、上記凹部及び上記凸部の他方が形成され、上記回路基板上に、上記接着剤を介して上記電子部品が押圧されることにより、上記凹部と上記凸部を嵌合させ、上記凹部には、上記接着剤と接触する前に、予め樹脂が充填されているものである。

また、本発明に係る接続体は、上述した方法を用いて製造されたものである。

また、本発明に係る電子部品の接続方法は、回路基板上に導電性粒子を含有する接着剤を設け、上記接着剤を介して電子部品を搭載し、上記電子部品を上記回路基板に押圧することにより上記回路基板に上記電子部品を接続する工程を有し、上記回路基板又は上記電子部品の一方には、嵌合することにより上記回路基板及び上記電子部品の接続位置を決める凹部及び凸部の一方が形成され、上記回路基板又は上記電子部品の他方には、上記凹部及び上記凸部の他方が形成され、上記回路基板上に、上記接着剤を介して上記電子部品が押圧されることにより、上記凹部と上記凸部を嵌合させ、上記凹部には、上記接着剤と接触する前に、予め樹脂が充填されているものである。

また、本発明に係るアライメント方法は、回路基板又は電子部品の一方に、嵌合することにより上記回路基板及び上記電子部品の接続位置を決める凹部及び凸部の一方を形成し、上記回路基板又は上記電子部品の他方に、上記凹部及び上記凸部の他方を形成し、回路基板上に導電性粒子を含有する接着剤を設け、上記接着剤を介して電子部品を搭載し、上記回路基板上に、上記接着剤を介して上記電子部品が押圧されることにより、上記凹部と上記凸部を嵌合させ、上記回路基板及び上記電子部品の接続位置を決めるものである。

本発明によれば、凹部に予め樹脂が充填されているため、接着剤に含有する導電性粒子が凹部に入り込むことを防止することができる。そして、樹脂が充填されていても、凸部は凹部に進入可能であるため、導電性粒子によって嵌合が阻害されることなく、電子部品と回路基板とのアライメント効果を得ることができる。

図１は、接続体の一例として示す液晶表示パネルの断面図である。 図２は、本発明が適用された接続体の製造工程を示す断面図である。 図３は、凸部及び樹脂が充填された凹部が形成された液晶駆動用ＩＣ及び透明基板を示す断面図である。 図４は、異方性導電フィルムを示す断面図である。 図５は、実施例に係るＩＣ基板において凸部の形成箇所を示す平面図である。 図６は、液晶駆動用ＩＣの接続工程を示す断面図であり、（Ａ）は接続前を、（Ｂ）は加熱押圧工程を示す。

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、アライメント方法及び接続体について、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。

［液晶表示パネル］
以下では、本発明が適用された接続体として、ガラス基板に、電子部品として液晶駆動用のＩＣチップが実装された液晶表示パネルを例に説明する。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が設けられている。なお、ＣＯＧ実装部２０には、透明電極１７の端子部１７ａ、及び液晶駆動用ＩＣ１８に設けられたＩＣ側アライメントマーク２２と重畳させる基板側アライメントマーク２１が形成されている（図２参照）。

液晶駆動用ＩＣ１８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。また、図２に示すように、液晶駆動用ＩＣ１８は、透明基板１２への実装面１８ａに、透明電極１７の端子部１７ａと導通接続される複数の電極端子１９（バンプ）が形成されている。電極端子１９は、例えば銅バンプや金バンプ、あるいは銅バンプに金メッキを施したもの等が好適に用いられる。

また、液晶駆動用ＩＣ１８は、実装面１８ａに、基板側アライメントマーク２１と重畳させることにより、透明基板１２に対するアライメントを行うＩＣ側アライメントマーク２２が形成されている。なお、透明基板１２の透明電極１７の配線ピッチや液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９のファインピッチ化が進んでいることから、液晶駆動用ＩＣ１８と透明基板１２とは、高精度のアライメント調整が求められている。

基板側アライメントマーク２１及びＩＣ側アライメントマーク２２は、組み合わされることにより透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８とのアライメントが取れる種々のマークを用いることができる。

［凹凸部］
図３に示すように、液晶駆動用ＩＣ１８には、実装面１８ａに凸部２７が形成され、透明基板１２には、縁部１２ａのＣＯＧ実装部２０に凸部２７と嵌合する凹部２８が形成されている。凸部２７及び凹部２８は、液晶駆動用ＩＣ１８が熱圧着ヘッド３３によって押圧されることにより互いに嵌合し、透明基板１２に対する液晶駆動用ＩＣ１８の接続位置を決めるものである。

そして、凹部２８には、異方性導電フィルム１が透明基板１２に仮貼りされる前に、予め樹脂２９が充填されている。これにより、異方性導電フィルム１が透明基板１２に仮貼りされ、液晶駆動用ＩＣ１８とともに加熱押圧されたときにも、溶融したバインダー樹脂に含有する導電性粒子４が凹部２８に入り込むことを防止することができる。一方、樹脂２９が充填されていても、凸部２７は凹部２８に進入可能であるため、導電性粒子４によって嵌合が阻害されることなく、液晶駆動用ＩＣ１８と透明基板１２とのアライメント効果を得ることができる。

凸部２７は、例えばメッキの析出、ハンダボールの設置、凸状部品の接着、ソルダーレジストの成型等の方法によって形成することができる。また、凹部２８は、透明基板１２やＩＣ基板の表面にマイクロドリリングやレーザー加工等を施すことによって形成することができる。凹部２８に充填する樹脂２９としては、例えば異方性導電フィルムのバインダー樹脂として一般的に用いられている樹脂を用いることができ、ディスペンサーやシリンジ等を用いて凹部２８に充填することができる。

なお、凸部２７は、先端かけて先細に形成することにより凹部２８への挿入をガイドするようにしてもよい。また、凹部２８は、開口端を拡径することにより、凸部２７の挿入をガイドするようにしてもよい。これにより、凸部２７及び凹部２８は、液晶駆動用ＩＣ１８と透明基板１２とのアライメントずれをより吸収することができる。

［粘度］
樹脂２９は、異方性導電フィルム１のバインダー樹脂３が最低溶融粘度を示す温度以下の温度において、バインダー樹脂３よりも粘度が高いことが好ましい。液晶駆動用ＩＣ１８の圧着時において、凹部２８に充填されている樹脂２９の粘度がバインダー樹脂３の溶融時の粘度よりも高いことにより、凹部２８から樹脂２９が流出しバインダー樹脂３とともに導電性粒子４が入り込むことを防止できる。

［凸部の高さ］
また、凸部２７の高さは、液晶駆動用ＩＣ１８に形成された電極端子１９の高さよりも高いことが好ましい。電極端子１９の高さよりも高い凸部２７を設けることにより、凹部２８との嵌合を行った後に、電極端子１９と端子部１７ａとを突き合わせて導電性粒子４を挟持させることができる。したがって、液晶駆動用ＩＣ１８と透明基板１２とのアライメントを高精度に行うことができる。

なお、凸部２７の高さが、液晶駆動用ＩＣ１８に形成された電極端子１９の高さ以下の場合でも、アライメント効果を得ることはできる。

［凹凸部の形成位置］
凸部２７及び凹部２８は、液晶駆動用ＩＣ１８及び透明基板１２にそれぞれ複数設けることが好ましい。２つ以上の凸部２７及び凹部２８が嵌合することにより、液晶駆動用ＩＣ１８と透明基板１２とのアライメントを正確に行うことができる。

また、凸部２７及び凹部２８は、透明基板１２及び液晶駆動用ＩＣ１８に設けられたアライメントマーク２１，２２の近傍に設けることが好ましい。アライメントマークは、ＩＣ基板の両端部における電極端子１９や端子部１７ａの近傍など、一般に最も位置合わせに効果的な位置に形成されるため、凸部２７及び凹部２８は、アライメントマーク２１，２２と同位置又は近傍に設けられることにより、アライメント効果が大きい。

さらに、アライメントマークに代えて凸部２７及び凹部２８を使用してもよい。これにより、凸部２７及び凹部２８の他に基板側アライメントマーク２１やＩＣ側アライメントマーク２２を形成する必要が無く、透明基板１２や液晶駆動用ＩＣ１８の限られたスペースにおける配線パターンの設計の自由度を確保することができ、また設計コストを削減することができる。

なお、上記では、液晶駆動用ＩＣ１８に凸部２７を設け、透明基板１２に凹部２８を形成したが、反対に液晶駆動用ＩＣ１８に凹部２８を設け、透明基板１２に凸部２７を設けてもよい。また、液晶駆動用ＩＣ１８と透明基板１２のそれぞれに、凸部２７及び凹部２８を設け、突き合わせることにより互いに嵌合させるようにしてもよい。

ＣＯＧ実装部２０に形成されている透明電極１７の端子部１７ａ上には、回路接続用接着フィルムとして異方性導電フィルム１を用いて液晶駆動用ＩＣ１８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の電極端子１９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、熱圧着ヘッド３３により熱圧着されることによりバインダー樹脂が流動化して導電性粒子４が端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９との間で押し潰され、この状態でバインダー樹脂が硬化する。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］
次いで、異方性導電フィルム１について説明する。異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）１は、図４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４を含有するバインダー樹脂３（接着剤）が積層されたものである。異方性導電フィルム１は、熱硬化型あるいは紫外線等の光硬化型の接着剤であり、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上に貼着されるとともに液晶駆動用ＩＣ１８が搭載され、熱圧着ヘッド３３により熱加圧されることにより流動化して導電性粒子４が相対向する透明電極１７の端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９との間で押し潰され、加熱あるいは紫外線照射により、導電性粒子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とを接続し、導通させることができる。

また、異方性導電フィルム１は、膜形成樹脂、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３に導電性粒子４が分散されている。

バインダー樹脂３を支持する剥離フィルム２は、例えば、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methylpentene-1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）等にシリコーン等の剥離剤を塗布してなり、異方性導電フィルム１の乾燥を防ぐとともに、異方性導電フィルム１の形状を維持する。

バインダー樹脂３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。

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。

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。

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。

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。

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。

バインダー樹脂３を構成する接着剤組成物は、このように膜形成樹脂、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場合に限定されず、通常の異方性導電フィルムの接着剤組成物として用いられる何れの材料から構成されるようにしてもよい。

［導電性粒子］
導電性粒子４としては、異方性導電フィルム１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。

異方性導電フィルム１は、何れの方法で作製するようにしてもよいが、例えば以下の方法によって作製することができる。膜形成樹脂、硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤、導電性粒子等を含有する接着剤組成物を調整する。調整した接着剤組成物をバーコーター、塗布装置等を用いて剥離フィルム２上に塗布し、オーブン等によって乾燥させることにより、剥離フィルム２にバインダー樹脂３が積層支持された異方性導電フィルム１を得る。

［２層ＡＣＦ］
なお、本発明に係る異方性導電フィルム１は、導電性粒子４を含有するバインダー樹脂３と、導電性粒子が含まれない絶縁性の接着剤組成物からなる絶縁性接着剤とを積層されてなる２層構造の異方性導電フィルムとしてもよい。

絶縁性接着材を構成する絶縁性の接着剤組成物は、膜形成樹脂、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成分からなり、上述したバインダー樹脂３の接着剤組成物と同様の材料で構成することができる。

この２層構造の異方性導電フィルム１は、絶縁性接着剤を構成する接着剤組成物を剥離フィルムに塗布、乾燥させた後、上述した剥離フィルム２に積層支持されたバインダー樹脂３と貼り合わせることにより形成することができる。

なお、異方性導電フィルム１の形状は、特に限定されないが、例えば、図４に示すように、巻取リール６に巻回可能な長尺テープ形状とすることにより、所定の長さだけカットして使用することができる。

また、上述の実施の形態では、接着フィルムとして、導電性粒子４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異方性導電フィルム１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、バインダー樹脂のみからなる導電性接着ペーストでもよい。

［接続装置］
次いで、透明基板１２に液晶駆動用ＩＣ１８を接続する接続装置について説明する。接続装置３０は、異方性導電フィルム１を介して液晶駆動用ＩＣ１８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ものであり、図１に示すように、異方性導電フィルム１を介して液晶駆動用ＩＣ１８が仮搭載された透明基板１２が載置されるステージ３１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とを有する。

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と対峙されている。

なお、ステージ３１は、ヒータ等の図示しない加熱機構によって、バインダー樹脂３が硬化しない程度の温度（例えば８０〜１００℃）に補助加熱するようにしもよい。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に加熱押圧される液晶駆動用ＩＣ１８及び異方性導電フィルム１のバインダー樹脂３との加熱温度差を縮小することができる。このため、ステージ３１は、例えばセラミック等の熱伝導性の良好な材料により形成することが好ましい。

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の熱硬化型のバインダー樹脂を硬化させる所定の温度に加熱される。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、液晶駆動用ＩＣ１８に対する押圧力を調整可能とされている。

熱圧着ヘッド３３は、液晶駆動用ＩＣ１８の接続時には、ヘッド移動機構３４によって液晶駆動用ＩＣ１８を透明基板１２に対して所定の温度、圧力、時間にて加熱押圧する。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の電極端子１９との間から流出するとともに、導電性粒子４が挟持され、この状態でバインダー樹脂が硬化する。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、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、次の加熱押圧工程まで待機する。

［接続工程］
次いで、透明基板１２に液晶駆動用ＩＣ１８を接続する接続工程について説明する。接続工程では、先ず、透明基板１２の端子部１７ａが形成されたＣＯＧ実装部２０上に異方性導電フィルム１を仮貼りする。異方性導電フィルム１は、ＣＯＧ実装部２０上に仮貼りされた後、剥離フィルム２が剥離されることにより、バインダー樹脂３のみが貼付される。

次いで、透明基板１２のＣＯＧ実装部２０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。このとき、液晶駆動用ＩＣ１８と透明基板１２とは、ＩＣ側アライメントマーク２２と基板側アライメントマーク２１とを合わせることによりアライメントが取られる。なお、アライメントマーク２１，２２に代えて凸部２７及び凹部２８を用いる場合には、凸部２７及び凹部２８を対向させるように液晶駆動用ＩＣ１８と透明基板１２との位置合わせが行われる。

透明基板１２は、液晶駆動用ＩＣ１８が搭載されると、接続装置３０のステージ３１上に載置される。これにより、液晶駆動用ＩＣ１８がステージ３１の上方に待機する熱圧着ヘッド３３と対峙される。

次いで、バインダー樹脂３を硬化させる所定の温度に加熱された熱圧着ヘッド３３によって、所定の圧力、時間で液晶駆動用ＩＣ１８上から熱加圧する。これにより、異方性導電フィルム１のバインダー樹脂３は流動性を示し、液晶駆動用ＩＣ１８の実装面１８ａと透明基板１２のＣＯＧ実装部２０の間から流出するとともに、バインダー樹脂３中の導電性粒子４は、液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９と透明基板１２の端子部１７ａとの間に挟持されて押し潰され、この状態で熱圧着ヘッド３３によって加熱されたバインダー樹脂が硬化する。

また、液晶駆動用ＩＣ１８と透明基板１２とは、一方に設けられた凸部２７が他方に設けられた凹部２８に挿入されることにより、アライメントを高精度に行うことができ、電極端子１９と端子部１７ａとが正対される。このとき、凹部２８には、予め樹脂２９が充填されているため、バインダー樹脂３が溶融しても、導電性粒子４が凹部２８内に入り込むことがなく、凸部２７の進入が導電性粒子４によって阻害されることがない。したがって、液晶駆動用ＩＣ１８と透明基板１２とは、凸部２７が凹部２８に嵌合することにより、確実にアライメント効果を得ることができる。

電極端子１９と端子部１７ａとは、導電性粒子４を挟持することにより電気的に接続される。これにより、液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９と透明基板１２に形成された端子部１７ａとの間で導通性を確保された液晶表示パネル１０を製造することができる。

電極端子１９と端子部１７ａとの間にない導電性粒子４は、隣接する電極端子１９間の端子間スペースにおいてバインダー樹脂３に分散されており、電気的に絶縁した状態を維持している。これにより、液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９と透明基板１２の端子部１７ａとの間のみで電気的導通が図られる。なお、バインダー樹脂３として、ラジカル重合反応系の速硬化タイプのものを用いることで、短い加熱時間によってもバインダー樹脂３を速硬化させることができる。また、異方性導電フィルム１としては、熱硬化型に限らず、加圧接続を行うものであれば、光硬化型もしくは光熱併用型の接着剤を用いてもよい。

なお、上記では、接続体の製造方法として、透明基板１２に液晶駆動用ＩＣ１８を接続する工程を例に説明したが、本発明は、液晶駆動用ＩＣ１８等の電子部品をガラス基板等の透明基板に接続するＣＯＧ（Chip On Glass）以外にも、電子部品をガラスエポキシ基板等のリジッド基板に接続するＣＯＢ（Chip On Board）、電子部品をフレキシブル基板に接続するＣＯＦ（Chip On Film）、フレキシブル基板をガラス基板等の透明基板に接続するＦＯＧ（Film On Glass）、フレキシブル基板をリジッド基板に接続するＦＯＢ（Film On Board）、フレキシブル基板をフレキシブル基板に接続するＦＯＦ（Film On Film）に適用することもできる。

次いで、本発明の実施例について説明する。本実施例では、凸部を設けた評価用ＩＣと凹部を設けた評価用ガラス基板とを異方性導電フィルムを用いて接続した接続体サンプルを作成し、本来接続される端子に隣接する端子との接続（ショート）数によりアライメント精度を評価した。

［異方性導電フィルム］
評価用ＩＣの接続に用いる異方性導電フィルムは、ビスＡ型フェノキシ樹脂（商品名：ＹＰ５０、新日鐵化学社製）４０質量部、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（商品名：ＥＰ８２８、三菱化学社製）３０質量部、イミダゾール系潜在性硬化剤（商品名：ＰＨＸ３９４１ＨＰ、旭化成社製）３０質量部、エポキシ系シランカップリング剤（商品名：Ａ−１８７、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）１質量部、導電性粒子（商品名：ミクロパールＡＵ、粒子径３．２５μｍ、積水化学工業社製）３５質量部をトルエンに加え固形分５０％のバインダー樹脂組成物を調整した。このバインダー樹脂組成物を剥離フィルム（ＰＥＴ）上に塗布した後、オーブンにて加熱することにより乾燥させることにより異方性導電フィルムを得た。乾燥後のバインダー樹脂層の厚みは１８μｍ、最低溶融粘度は、４５０Ｐａ・ｓ／１１２℃である。

［評価用ＩＣ］
導通抵抗を測定するための評価素子として、幅１．８ｍｍ×長さ２０ｍｍ、厚み０．５０ｍｍのＩＣ基板を備えた評価用ＩＣを用意した。ＩＣ基板は、複数のＩＣバンプが２つの長辺に沿ってそれぞれ配列されている。各ＩＣバンプは金メッキされ、サイズは２５μｍ×１４０μｍ、厚さ１２μ、隣接するバンプとのスペースは１４μｍである。

［評価用ガラス基板］
評価用ＩＣが接続される評価用ガラス基板として、厚み０．５ｍｍ、評価用ＩＣのバンプと同サイズ同ピッチの電極パターンが形成されたＩＴＯパターングラスを用いた。

この評価用ガラス基板に異方性導電フィルムを仮貼りした後、ＩＣバンプと基板電極とのアライメントを取りながら評価用ＩＣを搭載し、緩衝材（フッ素樹脂、５０μｍ厚）を介して熱圧着ヘッドにより２００℃、圧力６０ＭＰａ、５ｓｅｃの条件で熱圧着することにより接続体サンプルを作成した。作成した各接続体サンプルについて、評価用ＩＣのバンプと本来接続される端子との接続箇所（１００か所）について、本来接続される端子に隣接する端子とのショート数をカウントした。

［実施例１］
実施例１では、評価用ＩＣに凸部を形成し、評価用ガラス基板に評価用ＩＣの凸部と嵌合する凹部を形成した。凸部は、予め厚さ５μｍのメタルパッドを設け、評価用ＩＣのバンプの作成と同時にバンプ配線と同等の高さ（１７μｍ）で金メッキを施すことにより、最大直径５０μｍのドーム状に形成した。また、図５（Ａ）に示すように、凸部２７は、評価用ＩＣのアライメントマーク２２が形成される評価用ＩＣ基板１８の両端に設けた。なお、図５において、評価用ＩＣ１８に形成したＩＣバンプは省略している。

また、実施例１に係る評価用ガラス基板には、評価用ＩＣに形成した凸部２７に応じて、マイクロドリリングにより基板表面に穴をあけることにより凹部を設けた。凹部内には予め樹脂が充填されている。充填樹脂は、ビスＡ型フェノキシ樹脂（商品名：ＹＰ５０、新日鐵化学社製）８０質量部、シリカ（商品名：アエロジルＲＹ２００、日本アエロジル社製）２０質量部を混合させることにより得た。充填樹脂の最低溶融粘度は、２０００Ｐａ・ｓ／１１２℃である。

実施例１に係る接続体サンプルにおいては、対向するバンプ及び配線電極間の対向位置がズレることによる、バンプ及び本来接続される端子に隣接する（斜めの）端子と間での導電性粒子による導通、即ちショートは発生しなかった。

［実施例２］
実施例２では、実施例１と同様の方法により評価用ＩＣに高さ１２μｍの凸部を形成した。また、図５（Ｂ）に示すように、凸部２７は、評価用ＩＣ基板１８のＩＣバンプが形成されていない幅方向の中心部に２か所設けた。

また、実施例２では、評価用ガラス基板に形成した凹部に充填する樹脂として、異方性導電フィルムのバインダー樹脂から導電性粒子を除いたものと同じ樹脂を用いた。実施例２に係る充填樹脂の最低溶融粘度は、３００Ｐａ・ｓ／１１２℃である。実施例２のその他の条件は実施例１と同じである。

実施例２に係る接続体サンプルにおいては、評価用ＩＣのバンプと、本来接続される端子に隣接する端子とのショートが３か所で起きた。

［実施例３］
実施例３では、実施例１と同様の方法により評価用ＩＣに高さ１２μｍの凸部を形成した。また、図５（Ｂ）に示すように、凸部２７は、評価用ＩＣ基板１８のＩＣバンプが形成されていない幅方向の中心部に２か所設けた。実施例３のその他の条件は実施例１と同じである。

実施例３に係る接続体サンプルにおいては、評価用ＩＣのバンプと、本来接続される端子に隣接する端子とのショートが２か所で起きた。

［実施例４］
実施例４では、実施例１と同様の方法により評価用ＩＣに高さ１７μｍの凸部を形成した。また、図５（Ｂ）に示すように、凸部２７は、評価用ＩＣ基板１８のＩＣバンプが形成されていない幅方向の中心部に２か所設けた。実施例４のその他の条件は実施例１と同じである。

実施例４に係る接続体サンプルにおいては、評価用ＩＣのバンプと、本来接続される端子に隣接する端子とのショートが１か所で起きた。

［比較例１］
比較例１では、実施例１と同様の方法により評価用ＩＣに高さ１７μｍの凸部２７を、評価用ＩＣ基板１８のアライメントマーク２２が形成される両端に設けた（図５（Ａ））。また、比較例１では、凹部内に樹脂を充填しなかった。比較例１のその他の条件は実施例１と同じである。

比較例１に係る接続体サンプルにおいては、評価用ＩＣのバンプと、本来接続される端子に隣接する端子とのショートが１０か所で起きた。

［比較例２］
比較例２では、凸部及び凹部を設けていない評価用ＩＣ及び評価用ガラス基板を用いた。比較例２に係る接続体サンプルにおいては、評価用ＩＣのバンプと、本来接続される端子に隣接する端子とのショートが１０か所で起きた。

表１に示すように、実施例１〜４では、評価用ＩＣのバンプと、本来接続される端子に隣接する端子とのショート数が１００か所の接続箇所のうち３か所以内と少なかった。これは、評価用ＩＣの凸部が評価用ガラス基板の凹部に嵌合することによりアライメント精度が向上し、評価用ＩＣのバンプと評価用ガラス基板の電極端子とのズレが抑えられ、バンプ間スペースにある導電性粒子による隣接する端子との不要な接触が生じにくくなることで、隣接端子とのショートの発生が抑制されたものである。

すなわち、対向するバンプ及び電極端子間の対向位置にズレが生じると、本来接続されるバンプ及び端子と隣接するバンプ及び端子との距離が短くなる。この場合、隣接する（斜めの）バンプ及び端子と間での導電性粒子による導通、即ちショートの発生が懸念されるが、実施例１〜４では、アライメント精度の向上に伴い本来接続されるバンプ及び配線電極間のズレが抑制されることで、このようなショートを殆ど防止できた。

一方、比較例１、比較例２では、評価用ＩＣのバンプと、本来接続される端子に隣接する端子とのショート数が１００か所の接続箇所のうち１０か所と増えた。比較例２では、評価用ＩＣ及び評価用ガラス基板に凸部及び凹部を設けていないため、アライメントを取って評価用ＩＣを搭載しても、溶融したバインダーを介して圧着することにより、アライメントずれが生じた。このため、ファインピッチ化されたバンプと端子との間にずれが生じ、本来接続される端子に隣接する端子とのショートが１０か所で起きた。

また、比較例１では、凹部に樹脂を充填していないため、熱圧着の際に、溶融したバインダーとともに導電性粒子が凹部内に入り込み、凸部との嵌合が阻害された。このため、凸部と凹部が嵌合することによるアライメント効果が得られず、比較例２と同様に、溶融したバインダーを介して圧着することにより、評価用ＩＣと評価用ガラス基板との間にアライメントずれが生じた。このため、ファインピッチ化されたバンプと端子との間にずれが生じ、本来接続される端子に隣接する端子とのショートが１０か所で起きた。

実施例２と実施例３とを対比すると、凹部に充填する樹脂の粘度が、異方性導電フィルムのバインダー樹脂の最低溶融粘度（４５０Ｐａ・ｓ／１１２℃）よりも高い実施例３（２０００Ｐａ・ｓ／１１２℃）が、異方性導電フィルムのバインダー樹脂の最低溶融粘度よりも低い実施例２（３００Ｐａ・ｓ／１１２℃）より、ショートを抑えることができた。

これは、凹部に充填されている樹脂の粘度がバインダー樹脂の溶融時の粘度よりも高いことにより、凹部から樹脂が流出しバインダー樹脂とともに導電性粒子が入り込むことを防止できたことによるものと考えられる。これより、凹部に充填する樹脂の粘度は、接着剤の最低溶融粘度を示す温度以下の温度において、接着剤よりも高い粘度を有することが好ましいことが分かる。

また、実施例３と実施例４とを対比すると、評価用ＩＣのバンプ高さ（１２μｍ）よりも凸部の高さが高い実施例４（１７μｍ）が、評価用ＩＣのバンプ高さと凸部の高さが同じである実施例３（１２μｍ）よりもショートを抑えることができた。

これは、凸部の高さをバンプの高さよりも高くすることにより、凹部との嵌合を確実に行った後に、ＩＣバンプと基板の電極端子とを突き合わせて導電性粒子を挟持させることができるため、評価用ＩＣと評価用ガラス基板とのアライメントを高精度に行うことができたことによるものと考えられる。これより、凸部の高さは、ＩＣに形成されたバンプの高さよりも高くすることが好ましいことが分かる。

また、実施例１と実施例４とを対比すると、アライメントマークが設けられるＩＣ基板両端部に凹凸部を設けた実施例１がショートを抑えられた。これは、ＩＣ基板の両端部において凹凸部を嵌合させることで、ＩＣ基板の全面にわたって配列されたバンプと端子とのアライメントが高精度にとれたためと考えられる。これより、凹凸部はＩＣ基板両端部に設けることが好ましいことが分かる。

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、４ 導電性粒子、１０ 液晶表示パネル、１１，１２ 透明基板、１２ａ 縁部、１３ シール、１４ 液晶、１５ パネル表示部、１６，１７ 透明電極、１７ａ 端子部、１８ 液晶駆動用ＩＣ、１８ａ 実装面、１９ 電極端子、２０ ＣＯＧ実装部、２１ 基板側アライメントマーク、２２ ＩＣ側アライメントマーク、２７ 凸部、２８ 凹部、２９ 樹脂、３３ 熱圧着ヘッド

Claims (8)

1. 回路基板上に導電性粒子を含有する接着剤を設け、上記接着剤を介して電子部品を搭載し、
   上記電子部品を上記回路基板に押圧することにより上記回路基板に上記電子部品を接続する工程を有し、
   上記回路基板又は上記電子部品の一方には、嵌合することにより上記回路基板及び上記電子部品の接続位置を決める凹部及び凸部の一方が形成され、
   上記回路基板又は上記電子部品の他方には、上記凹部及び上記凸部の他方が形成され、
   上記回路基板上に、上記接着剤を介して上記電子部品が押圧されることにより、上記凹部と上記凸部を嵌合させ、
   上記凹部には、上記接着剤と接触する前に、予め樹脂が充填されている接続体の製造方法。
2. 上記樹脂は、上記接着剤が最低溶融粘度を示す温度以下の温度において、上記接着剤よりも粘度が高い請求項１記載の接続体の製造方法。
3. 上記凸部の高さは、上記電子部品に形成された電極端子の高さよりも高い請求項１又は２に記載の接続体の製造方法。
4. 上記凹部及び上記凸部は、上記回路基板及び上記電子部品に設けられたアライメントマークの近傍に設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の接続体の製造方法。
5. 上記凹部及び上記凸部は、上記回路基板及び上記電子部品の位置合わせを行うアライメントマークに代えて設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の接続体の製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法によって製造された接続体。
7. 回路基板上に導電性粒子を含有する接着剤を設け、上記接着剤を介して電子部品を搭載し、
   上記電子部品を上記回路基板に押圧することにより上記回路基板に上記電子部品を接続する工程を有し、
   上記回路基板又は上記電子部品の一方には、嵌合することにより上記回路基板及び上記電子部品の接続位置を決める凹部及び凸部の一方が形成され、
   上記回路基板又は上記電子部品の他方には、上記凹部及び上記凸部の他方が形成され、
   上記回路基板上に、上記接着剤を介して上記電子部品が押圧されることにより、上記凹部と上記凸部を嵌合させ、
   上記凹部には、上記接着剤と接触する前に、予め樹脂が充填されている電子部品の接続方法。
8. 回路基板又は電子部品の一方に、嵌合することにより上記回路基板及び上記電子部品の接続位置を決める凹部及び凸部の一方を形成し、
   上記回路基板又は上記電子部品の他方に、上記凹部及び上記凸部の他方を形成し、
   回路基板上に導電性粒子を含有する接着剤を設け、上記接着剤を介して電子部品を搭載し、
   上記回路基板上に、上記接着剤を介して上記電子部品が押圧されることにより、上記凹部と上記凸部を嵌合させ、上記回路基板及び上記電子部品の接続位置を決めるアライメント方法。

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