JP2015191928A - Method of determining bonding temperature condition of electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ICチップなどの電子部品を基板等に加熱圧着する際の接合温度条件決定方法に関する。 The present invention relates to a method for determining a bonding temperature condition when an electronic component such as an IC chip is thermocompression bonded to a substrate or the like.
従来から、ICチップなどの電子部品を基板等に加熱圧着する際や、LDC(Liquid Crystal Display)の製造時において、導電性粒子が分散された硬化性樹脂を剥離フィルムに塗布したテープ状の接続材料(例えば、異方性導電フィルム(ACF;Anisotropic Conductive Film)(以下、「接着フィルム」ともいう。))が用いられている。この異方性導電フィルムは、例えば種々の端子同士を接着すると共に電気的に接続する場合に用いられている。 Conventionally, a tape-like connection in which a curable resin in which conductive particles are dispersed is applied to a release film when electronic components such as IC chips are thermocompression-bonded to a substrate, etc., or during the manufacture of LDC (Liquid Crystal Display) Materials (for example, anisotropic conductive film (ACF) (hereinafter also referred to as “adhesive film”)) are used. This anisotropic conductive film is used, for example, when various terminals are bonded and electrically connected.
異方性導電フィルムの接合温度条件を決める際には、例えば、加熱押圧装置(加熱ボンダー)の温度・圧力を設定した後に加熱(空打ち)し、その際、到達した温度を熱電対で測定して温度を推定し、実際に異方性導電フィルムを圧着し、導電性粒子の溶融、結合状態を確認する。近年、機材の軽量化、コンパクト化のためパネルおよび、LCDの薄化が進んでおり、パネルが薄くなることで、実装時の熱影響のゆがみが多くなってしまう。このため、ACFは低温でも硬化することが必要となり、到達温度を適切に決定することが重要となる。 When determining the bonding temperature condition of the anisotropic conductive film, for example, after setting the temperature and pressure of the heating press device (heating bonder), it is heated (blank), and the temperature reached is measured with a thermocouple. Then, the temperature is estimated, the anisotropic conductive film is actually pressure-bonded, and the melting and bonding state of the conductive particles is confirmed. In recent years, thinning of panels and LCDs has been progressing in order to reduce the weight and size of equipment, and the thinning of the panel increases the distortion of thermal effects during mounting. For this reason, it is necessary to cure the ACF even at a low temperature, and it is important to appropriately determine the ultimate temperature.
しかし、熱電対による到達温度の測定では、実際の温度とズレが生じることがあった。また、製造ラインで連続して圧着を行うと、徐々に温度のズレを生じることがあり、このズレを修正するために、頻繁に製造ラインを止めて温度測定を行う必要があり、生産効率上の問題があった。さらに、導電性粒子を含有させた異方性導電フィルムを圧着することで金属結合の有無を確認することはできるが、温度をかけすぎているかどうかを判断することが困難であった。 However, in the measurement of the ultimate temperature with a thermocouple, a deviation from the actual temperature may occur. In addition, if crimping is continuously performed on the production line, temperature deviation may gradually occur. To correct this deviation, it is necessary to frequently stop the production line and perform temperature measurement. There was a problem. Furthermore, although the presence or absence of a metal bond can be confirmed by press-bonding an anisotropic conductive film containing conductive particles, it has been difficult to determine whether the temperature is excessively applied.
温度をかけすぎてしまうと、異方性導電フィルム中のバインダーが十分に流動する前にバインダーの熱硬化反応が進んでしまい、電子部品の端子間に導電性粒子を捕捉することができない。その後、導電性粒子は、溶融するが、電子部品の端子と十分に接していないため、十分な金属結合を形成することができない。そのため、電子部品の端子同士が接続されてなる接続構造体の導通信頼性が悪化してしまう。温度の測定は、通常、測定部分に微小な熱電対を差し込んで行うが、実際の製品では確認することができない。 If the temperature is excessively applied, the thermosetting reaction of the binder proceeds before the binder in the anisotropic conductive film sufficiently flows, and the conductive particles cannot be captured between the terminals of the electronic component. Thereafter, although the conductive particles melt, they are not sufficiently in contact with the terminals of the electronic component, so that a sufficient metal bond cannot be formed. For this reason, the conduction reliability of the connection structure in which the terminals of the electronic components are connected to each other is deteriorated. The temperature is usually measured by inserting a small thermocouple into the measurement part, but it cannot be confirmed with an actual product.
このような問題を解決するために、従来例として、例えば、特許文献1には、加熱圧着時の接合温度条件を決定する方法が提案されている。具体的には、異方性導電フィルムの圧着時の接合温度条件(到達温度)を確認するために、固相線温度及び粒径が異なる複数の金属粒子を含有する接着フィルムを介在させて、電子部品を加熱圧着する。そして、加熱圧着後の接着フィルム中の金属粒子の溶融状態を観察することによって加熱圧着時の接合温度条件を決定するというものである。 In order to solve such a problem, as a conventional example, for example, Patent Document 1 proposes a method for determining a bonding temperature condition during thermocompression bonding. Specifically, in order to confirm the bonding temperature condition (attainment temperature) at the time of pressure bonding of the anisotropic conductive film, interposing an adhesive film containing a plurality of metal particles having different solidus temperature and particle size, Electronic components are thermocompression bonded. And the joining temperature conditions at the time of thermocompression bonding are determined by observing the molten state of the metal particles in the adhesive film after thermocompression bonding.
一般的には、電子部品と基板等からなる接続構造体の製造過程において、その生産効率を高めるためにも、熱圧着による接合温度条件を容易に決定できることが好ましい。しかしながら、特許文献1に開示されている電子部品の接合温度条件決定方法では、ACF中の金属粒子の溶融状態を基に判定するため、加熱圧着した部位を手で剥がし、例えば光学顕微鏡等で拡大して細かい金属粒子が溶融しているか否かを判断する必要があった。すなわち、特許文献1には、拡大することなく視認でも容易に溶融状態が確認できるような方法は記載されていない。 In general, in the process of manufacturing a connection structure including an electronic component and a substrate, it is preferable that the bonding temperature condition by thermocompression bonding can be easily determined in order to increase the production efficiency. However, in the electronic component joining temperature condition determination method disclosed in Patent Document 1, in order to make a determination based on the molten state of the metal particles in the ACF, the heated and pressure-bonded portion is peeled off by hand, for example, enlarged with an optical microscope or the like. Thus, it is necessary to determine whether or not the fine metal particles are melted. In other words, Patent Document 1 does not describe a method by which the melted state can be easily confirmed by visual recognition without enlarging.
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、視認でも容易に確認することができるようにすることで、電子部品の加熱圧着時の接合温度条件を容易に決定することができる電子部品の接合温度条件決定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such a situation, and it is possible to easily determine the bonding temperature condition at the time of thermocompression bonding of an electronic component by enabling easy confirmation by visual recognition. An object of the present invention is to provide a method for determining a joining temperature condition of an electronic component.
本発明の一態様は、接着フィルムを介在させて、電子部品を被着体に加熱圧着する際の電子部品の接合温度条件決定方法であって、溶融温度が異なる複数の接合温度判定材を選択する接合温度判定材選択工程と、選択した前記接合温度判定材による視認可能なパターンをそれぞれ前記電子部品及び前記被着体の対向する面の何れか一方に形成するパターン形成工程と、前記パターンの形成後に前記電子部品を前記被着体に加熱圧着する加熱圧着工程と、前記加熱圧着後の前記接合温度判定材による前記パターンの溶融状態を判定する溶融状態判定工程と、前記判定結果に基づいて、加熱圧着時の接合温度を決定する接合温度決定工程とを有する。 One aspect of the present invention is a method for determining a bonding temperature condition of an electronic component when an electronic component is thermocompression bonded to an adherend with an adhesive film interposed therebetween, and a plurality of bonding temperature determination materials having different melting temperatures are selected. A bonding temperature determining material selecting step, a pattern forming step of forming a pattern visible by the selected bonding temperature determining material on either one of the electronic component and the adherend, respectively, Based on the determination result, a thermocompression bonding step of thermocompression bonding the electronic component to the adherend after formation, a melting state determination step of determining a melting state of the pattern by the bonding temperature determination material after the thermocompression bonding, and And a bonding temperature determining step for determining a bonding temperature during thermocompression bonding.
本発明の一態様によれば、視認可能な大きさの接合温度判定材のパターンを形成することで、パターンの溶融を目視でも容易に確認することができ、電子部品の加熱圧着時の接合温度条件を正確に決定することができる。 According to one aspect of the present invention, by forming a pattern of a bonding temperature determination material having a visible size, melting of the pattern can be easily confirmed visually, and the bonding temperature at the time of thermocompression bonding of an electronic component Conditions can be determined accurately.
このとき、本発明の一態様では、溶融状態判定工程において、複数の接合温度判定材のうち、溶融した接合温度判定材と溶融しない接合温度判定材が少なくとも1つずつ存在した場合に、接合温度決定工程へと移行する。 At this time, in one aspect of the present invention, in the melting state determination step, when there are at least one molten bonding temperature determination material and at least one bonding temperature determination material that does not melt among the plurality of bonding temperature determination materials, the bonding temperature Move to the decision process.
このようにすれば、加熱圧着時の到達温度は、溶融した接合温度判定材の融点以上であり、溶融しない接合温度判定材の融点未満であると判定することができる。 If it does in this way, it can determine with the ultimate temperature at the time of thermocompression bonding being more than melting | fusing point of the fuse | melting joining temperature determination material, and less than melting | fusing point of the joining temperature determination material which is not fuse | melted.
また、本発明の一態様では、接合温度判定材選択工程において、複数の接合温度判定材の溶融温度の差が1℃以上となるように成分調整されていてもよい。 Further, in one aspect of the present invention, in the joining temperature determination material selection step, the components may be adjusted so that the difference in melting temperature between the plurality of joining temperature determination materials is 1 ° C. or more.
このようにすれば、溶融温度の差が大きくなり、溶融する接合温度判定材と溶融しない接合温度判定材との区別が容易になり、到達温度の判定が容易になる。 In this way, the difference in melting temperature becomes large, and it becomes easy to distinguish between a joining temperature determining material that melts and a joining temperature determining material that does not melt, and it is easy to determine the ultimate temperature.
また、本発明の一態様では、パターン形成工程において、パターンが接合温度判定材の種類に応じて複数の形状を有するように形成されるようにしてもよい。 In one mode of the present invention, in a pattern formation process, a pattern may be formed so that it may have a plurality of shapes according to the kind of joining temperature judging material.
これにより、異なる溶融温度を有する接合温度判定材がパターン形状の違いにより容易に識別でき、到達温度の判別が容易になる。 Thereby, the joining temperature determination material which has different melting temperature can be easily identified by the difference in pattern shape, and discrimination | determination of ultimate temperature becomes easy.
また、本発明の一態様は、パターン形成工程において、パターンが光を透過させる隙間を有するように形成され、溶融状態判定工程では、光の透過の有無で溶融状態を判定するようにしてもよい。 Further, according to one embodiment of the present invention, in the pattern formation step, the pattern may be formed to have a gap through which light is transmitted, and in the melting state determination step, the melting state may be determined based on whether light is transmitted. .
このようにすれば、光の透過の有無によって溶融の有無を判別することができるため、視認でも接合温度判定材の溶融を判別することができる。 In this way, since it is possible to determine the presence or absence of melting based on the presence or absence of light transmission, it is possible to determine the melting of the bonding temperature determination material even visually.
また、本発明の一態様では、接合温度判定材選択工程において、接合温度判定材は、半田又は有機膜のうちの少なくとも何れか一方を選択するようにしてもよい。 In one embodiment of the present invention, in the bonding temperature determination material selection step, the bonding temperature determination material may select at least one of solder or an organic film.
このようにすれば、半田又は有機膜を用いることにより、成分調整が容易となり、複数の溶融温度を有する接合温度判定材を作成することができる。 In this way, by using solder or an organic film, it is easy to adjust the components, and a bonding temperature determination material having a plurality of melting temperatures can be created.
また、本発明の一態様では、接着フィルムは異方性導電フィルムとしてもよい。 In one embodiment of the present invention, the adhesive film may be an anisotropic conductive film.
このようにすれば、実際に異方性導電フィルムを介して電子部品を接合する時と同じ条件で、接合温度を判定することができる。 If it does in this way, joining temperature can be judged on the same conditions as the time of actually joining an electronic component via an anisotropic conductive film.
また、本発明の一態様では、被着体は透光性を有する材質で形成されている部材としてもよい。 In one embodiment of the present invention, the adherend may be a member formed of a light-transmitting material.
このようにすれば、透光性を有する部材を用いることで、透光性の部材を介して確認することができ、電子部材を被着体からはがす必要がなく、非破壊による確認が可能となる。 In this way, by using a translucent member, it can be confirmed through the translucent member, and it is not necessary to peel off the electronic member from the adherend, and non-destructive confirmation is possible. Become.
本発明によれば、視認可能な大きさの接合温度判定材のパターンを形成することで、加熱圧着後の接着フィルム中の接合温度判定材の溶融状態を目視でも容易に確認することができる。このため、溶融した接合温度判定材と溶融していな接合温度判定材とを特定することができるので、加熱圧着時の接合温度条件、すなわち加熱圧着時の到達温度を正確に決定することができる。 According to the present invention, it is possible to easily confirm the melting state of the bonding temperature determination material in the adhesive film after thermocompression bonding by forming a pattern of the bonding temperature determination material having a size that can be visually recognized. For this reason, since it is possible to specify the molten bonding temperature determination material and the unmelted bonding temperature determination material, it is possible to accurately determine the bonding temperature condition during thermocompression bonding, that is, the ultimate temperature during thermocompression bonding. .
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
1.本発明の概要
2.接合温度判定材選択工程
3.パターン形成工程
4.加熱圧着工程
5.溶融状態判定工程
6.接合温度決定工程
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail in the following order with reference to the drawings. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are essential as means for solving the present invention. Not necessarily.
1. 1. Outline of the present invention 2. Joining temperature determination material selection step Pattern formation step 4. 4. Thermocompression bonding step Melting state determination step 6. Joining temperature determination process
<1.本発明の概要>
本発明の一実施形態に係る電子部品の接合条件決定方法の工程について、図面を使用しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電子部品の接合温度条件決定方法の概略を説明するためのフロー図である。
<1. Summary of the present invention>
The process of the electronic component joining condition determination method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart for explaining an outline of a method for determining a bonding temperature condition of an electronic component according to an embodiment of the present invention.
本発明の一実施形態に係る電子部品の接合条件決定方法では、まず、接合温度判定材選択工程S11において、溶融温度が異なる複数の接合温度判定材が選択される。接合温度判定材の種類としては、溶融温度(融点、固相線温度等)が分かっている物であれば特に種類は問わないが、例えば、半田や有機膜が挙げられる。 In the electronic component bonding condition determination method according to an embodiment of the present invention, first, a plurality of bonding temperature determination materials having different melting temperatures are selected in the bonding temperature determination material selection step S11. The type of the bonding temperature determination material is not particularly limited as long as the melting temperature (melting point, solidus temperature, etc.) is known, and examples thereof include solder and an organic film.
次に、パターン形成工程S12において、図2に示すように、接合温度判定材13、14、15によるパターンが電子部品11及び被着体16の対向する面の何れか一方(電子部品の場合は面11a、被着体の場合は面16a)に形成される。パターンの形成方法としてはスクリーン印刷法やフォトリソグラフィ法などがある。
Next, in the pattern formation step S12, as shown in FIG. 2, the pattern formed by the bonding
パターンが形成されると、加熱圧着工程S13において、図3に示すように、接着フィルム19を介在させて、電子部品11を被着体16に加熱圧着し接続構造体10が作成される。このとき使用される接着フィルム19としては、バインダー17と金属粒子18からなる異方性導電フィルム(ACF)が挙げられる。
When the pattern is formed, in the thermocompression bonding step S <b> 13, as shown in FIG. 3, the
溶融状態判定工程S14においては、加熱圧着後の接続構造体10に対して、接合温度判定材13、14、15によるパターンが溶融しているか否かを判定する。本発明の一態様によれば、視認可能な大きさの接合温度判定材13、14、15のパターンを形成することで、パターンの溶融を目視でも容易に確認することができる。視認可能な大きさとは例えば0.1mm程度の大きさである。
In the melting state determination step S14, it is determined whether or not the pattern formed by the bonding
そして、溶融状態判定工程S14において、温度判定が可能であった場合には、接合温度決定工程S15に移行し、電子部品の接合温度条件が決定される。実際に電子部品11や被着体16に複数の接合温度判定材13、14、15のパターンを形成し、溶融の有無を目視で確認することにより、精度の高い接合温度条件の決定が可能になる。なお、溶融状態判定工程S14において、温度判定ができない場合には接合温度判定材選択工程S11戻り、再度接合温度条件設定を行う。
If the temperature can be determined in the molten state determination step S14, the process proceeds to the bonding temperature determination step S15, and the bonding temperature condition of the electronic component is determined. By actually forming a pattern of a plurality of bonding
このように、本実施の形態に係る電子部品の接合温度条件決定方法では、電子部品11や被着体16に複数の接合温度判定材13、14、15のパターンを形成し、接着フィルム19を介在させて、電子部品11と被着体16とを加熱圧着する。そして、加熱圧着後のパターンの溶融状態を視認することによって、加熱圧着時の接合条件を決定する。これにより、例えば従来の熱電対による圧着温度の測定よりも容易かつ正確に、加熱圧着時の到達温度の測定をすることが可能となる。また、複数の接合温度判定材13、14、15を用いることで、より細かな温度範囲を特定することができ、結果として、加熱圧着時の到達温度を正確かつ迅速に決定することができる。
As described above, in the electronic component joining temperature condition determining method according to the present embodiment, a pattern of the plurality of joining
以下、それぞれの工程についてさらに詳しく説明する。 Hereinafter, each step will be described in more detail.
<2.接合温度判定材選択工程>
接合温度判定材選択工程S11では、加熱圧着時の接合条件、例えば加熱圧着時の到達温度を決定するために、溶融温度が異なる複数の接合温度判定材が選択される。
<2. Joining temperature judgment material selection process>
In the bonding temperature determination material selection step S11, a plurality of bonding temperature determination materials having different melting temperatures are selected in order to determine a bonding condition at the time of thermocompression bonding, for example, an ultimate temperature at the time of thermocompression bonding.
接合温度判定材13、14、15としては、目標とする加熱圧着時の到達温度に近い溶融温度を有するものを複数準備することが好ましい。例えば、目標とする加熱圧着時の到達温度を基準温度として、基準温度より小さな溶融温度を有する接合温度判定材と、基準温度より大きな溶融温度を有する接合温度判定材を選択することができる。これらの接合温度判定材は、溶融温度の差が1℃以上となるように成分調整されていることが好ましい。このように溶融温度の差が1℃以上ある接合温度判定材13、14、15を複数用いることにより、溶融した接合温度判定材と溶融していない接合温度判定材とをより正確に確認することができるので、より容易に加熱圧着時の到達温度を決定することができる。
As the bonding
なお、接合温度判定材13、14、15の種類は、2種類以上であればよく、より確実に加熱圧着時の到達温度を確認するためには、3種類以上とすることが好ましい。例えば、接着フィルム19の温度域が150〜190℃である場合、接合温度判定材13、14、15としては、融点がそれぞれ、140、160、190℃である物を用いることが好ましい。
In addition, the types of the bonding
接合温度判定材は、種類は特に限定されるものでは無いが、半田又は有機膜のうちの少なくとも何れか一方を選択することが好ましい。半田は、溶融温度(固相線温度)が比較的低いため、低温で加熱圧着することができる。また、半田は、組成比を種々に組み合わせることによって、溶融温度(固相線温度)を精密に調整することができる。半田は、例えば、通常の水アトマイズ法により、溶融した合金を所定のノズルから水中に噴霧し、急冷凝固することによって得ることができる。 The type of the bonding temperature determination material is not particularly limited, but it is preferable to select at least one of solder or an organic film. Since solder has a relatively low melting temperature (solidus temperature), it can be thermocompression bonded at a low temperature. Moreover, the solder can adjust the melting temperature (solidus temperature) precisely by combining various composition ratios. The solder can be obtained, for example, by spraying a molten alloy into water from a predetermined nozzle and rapidly solidifying it by a normal water atomizing method.
半田の種類としては、SnとPbからなる一般的な半田の他に、In、Bi、Ag、Sb、Zn、Cu、Au、Al、As、Cd、Fe、Niなどから選択された金属が含有された、高温半田や低融点半田等を用いることができる。このように、半田はその含有金属や、含有金属の配合割合を変えることにより、溶融温度(固相線温度)をさまざまな温度に調整することができるため、接合温度判定材として好ましい。 As a kind of solder, in addition to a general solder composed of Sn and Pb, a metal selected from In, Bi, Ag, Sb, Zn, Cu, Au, Al, As, Cd, Fe, Ni and the like is contained. High temperature solder, low melting point solder, or the like can be used. Thus, solder is preferable as a bonding temperature determination material because the melting temperature (solidus temperature) can be adjusted to various temperatures by changing the contained metal and the blending ratio of the contained metal.
また、有機膜は、融点が既知の高分子化合物であればその種類は問わないが、例えば消色性色素、硬化性有機樹脂、硬化剤、導電性粒子等を含有していても良い。このように、所定の温度に達した時に色の変化や硬度の変化等、目視で確認できる変化が生じるものであることが好ましい。有機膜の具体例としては、例えばポリイミド、ポリエステル、アクリルポリマー等が挙げられる。これらの高分子有機膜は例えば重合度を調整することによって融点を調整することもできる。 The organic film may be of any type as long as it has a known melting point, but may contain, for example, a decolorizable dye, a curable organic resin, a curing agent, and conductive particles. Thus, it is preferable that a change that can be visually confirmed such as a change in color or a change in hardness occurs when the temperature reaches a predetermined temperature. Specific examples of the organic film include polyimide, polyester, acrylic polymer, and the like. These polymer organic films can also have a melting point adjusted, for example, by adjusting the degree of polymerization.
<3.パターン形成工程>
パターン形成工程S12では、図2に示すように、接合温度判定材13、14、15によるパターンが電子部品11及び被着体16の対向する面の何れか一方(電子部品の場合は面11a、被着体の場合は面16a)に形成される。
<3. Pattern formation process>
In the pattern formation step S12, as shown in FIG. 2, the pattern formed by the bonding
ここで、電子部品11及び被着体16としては、例えば、ICチップ、LSI(Large Scale Integration)チップ等の半導体チップやチップコンデンサ等の半導体素子、フレキシブルプリント基板、リジッド基板、ガラス基板等を挙げることができる。また、LDC(Liquid Crystal Display)のように、複数のパネルを有する物も本実施の形態に含まれる。
Here, examples of the
パターンの形成方法としては、一般的なスクリーン印刷法やフォトリソグラフィ法を用いることができるが、電子部品11及び被着体16の対向する面の何れか一方(電子部品の場合は面11a、被着体の場合は面16a)に接合温度判定材13、14、15によるパターンが形成できれば、特にこれらの方法に限定されない。
As a pattern formation method, a general screen printing method or a photolithography method can be used, but either one of the opposing surfaces of the
パターンは位置が決まっていれば特に異なる形状とする必要はないが、より見やすくするために、溶融温度が異なるパターン毎に形状を変更しても良い。例えば、低融点の接合温度判定材は四角形とし、高融点の接合温度判定材は三角形とすることで、複数の形状のパターンを形成しても良い。これにより、異なる溶融温度を有する接合温度判定材がパターン形状の違いにより容易に識別でき、到達温度の判別が容易になる。 The pattern need not have a different shape as long as the position is determined. However, in order to make it easier to see, the shape may be changed for each pattern having a different melting temperature. For example, a pattern having a plurality of shapes may be formed by using a low melting point bonding temperature determination material as a rectangle and a high melting point bonding temperature determination material as a triangle. Thereby, the joining temperature determination material which has different melting temperature can be easily identified by the difference in pattern shape, and discrimination | determination of ultimate temperature becomes easy.
パターンの大きさは、対象とする電子部品の大きさ及び端子領域外のサイズによって決定する。当然ながら、圧着によって広がった接合温度判定材13、14、15が端子12に接触すると短絡が生じるため、この点を考慮して設計する必要がある。溶融温度の異なる接合温度判定材の種類は2種類以上であればよいが、より確実に圧着条件を確認したい場合には3種類以上の接合温度判定材を用いてパターンを形成することが好ましい。
The size of the pattern is determined by the size of the target electronic component and the size outside the terminal area. As a matter of course, a short circuit occurs when the bonding
また、図4に示すように、接合温度判定材23、25が光を透過させる隙間を有するように複数の線状のパターンから成るように形成することもできる。このようにすれば、後述する溶融状態判定工程S14において、光の透過の有無によって溶融の有無を判別することができるため、視認でも接合温度判定材の溶融を判別することができる。
Moreover, as shown in FIG. 4, it can also form so that the joining
<4.加熱圧着工程>
加熱圧着工程S13では、パターン形成後に、電子部品11と被着体16との間に接着フィルム19を介在させて、電子部品11と被着体16とを加熱圧着により接続する。
<4. Thermocompression bonding process>
In the thermocompression bonding step S13, after the pattern is formed, the
加熱圧着工程で介在させる接着フィルム19としては、例えば、異方性導電フィルム(ACF;Anisotropic Conductive Film)を用いることができる。接着フィルム19は、バインダー(接着剤)17に金属粒子18が分散された状態で形成されている。
As the
バインダー17としては、例えば、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ものを用いることができる。
As the
また、金属粒子18としては、種々の導電性粒子を用いることができる。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、金等の各種金属の粒子、半田等の金属合金の粒子、金属酸化物の粒子を用いることができる。また、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や、これらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたものを用いることができる。金属粒子18が、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用いることができる。
As the
電子部品11と被着体16との加熱圧着は、例えば加熱押圧装置を用いて行うことができる。加熱圧着は、加熱押圧装置の条件、例えば温度、圧力、時間を設定し、電子部品11の上面を加熱押圧装置により、所定の圧力で加圧しながら接着フィルム19中の熱硬化性樹脂の硬化温度以上の温度で加熱することにより行う。加熱圧着時の加熱温度は、熱硬化性樹脂の種類によっても異なるが、例えば温度140〜230℃程度とする。また、加熱圧着時の圧力は、例えば2〜50MPa程度とする。加熱圧着する時間は、例えば5〜30秒とすることが好ましい。加熱圧着する時間を5〜30秒とすることにより、接着フィルム19中の流動性が不十分となってしまうことを防止し、また、作業性が低下してしまうことを防止することができる。
The thermocompression bonding between the
<5.溶融状態判定工程>
溶融状態判定工程S14では、加熱圧着後の接続構造体10に対して、接合温度判定材13、14、15によるパターンが溶融しているか否かを判定する。
<5. Melting state determination process>
In the melting state determination step S14, it is determined whether or not the pattern formed by the bonding
例えば、加熱圧着した接着フィルム19の加熱圧着した部位を手で剥がし、接着フィルム19中の接合温度判定材13、14、15のパターンを、目視で観察することにより、パターンが溶融しているかどうかを確認する。
For example, whether the pattern is melted by manually peeling off the heat-pressed portion of the heat-bonded
また、被着体16は透光性を有する材質で形成されている部材としてもよい。透光性を有する部材を用いることで、透光性の部材を介して確認することができ、電子部品11を被着体16からはがす必要がなく、非破壊による確認が可能となる。透光性を有する材質としてはガラスなどが挙げられる。
Further, the
接合温度判定材13、14、15が溶融したか否かについては、接合温度判定材13、14、15の何れかについて加熱圧着前と比べて形状が崩れ、面積が明らかに大きくなっていること等が確認できた場合、その接合温度判定材は溶融していると判断することができる。このようにして、加熱圧着後の接合温度判定材13、14、15の溶融状態を視認することによって、溶融した接合温度判定材と溶融していない接合温度判定材とを特定することができる。
As to whether or not the bonding
例えば、複数の接合温度判定材のうち、溶融した接合温度判定材と溶融しない接合温度判定材が少なくとも1つずつ存在した場合には、後述する接合温度決定工程へと移行することができる。この場合、加熱圧着時の到達温度は、溶融した接合温度判定材の融点以上であり、溶融しない接合温度判定材の融点未満であると判定することができるからである。 For example, when there is at least one molten bonding temperature determination material and at least one bonding temperature determination material that does not melt among the plurality of bonding temperature determination materials, the process can proceed to a bonding temperature determination step described later. In this case, it is possible to determine that the ultimate temperature at the time of thermocompression bonding is equal to or higher than the melting point of the molten bonding temperature determination material and lower than the melting point of the bonding temperature determination material that does not melt.
また、複数の接合温度判定材が全て溶融した場合や、全く溶融しなかった場合には、加熱圧着時の到達温度の温度範囲を正確に特定することができないため、再度、接合温度判定材選択工程S11に戻って、接合温度判定材の選択を再度行うか、加熱圧着時の温度条件を変える必要がある。 In addition, when all of the plurality of bonding temperature determination materials are melted or not melted at all, the temperature range of the reached temperature at the time of thermocompression bonding cannot be specified accurately. Returning to step S11, it is necessary to select the joining temperature determination material again or to change the temperature condition at the time of thermocompression bonding.
例えば、溶融状態判定工程S14において、全ての接合温度判定材13、14、15のパターンが溶融していた場合、加熱圧着時の到達温度が過剰であることが推測できるからである。
For example, in the molten state determination step S14, when all the bonding
なお、上述した説明では、溶融状態判定工程S14において、接合温度判定材13,14,15の溶融状態を目視で観察するものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、光学顕微鏡を用いて接合温度判定材13,14,15によるパターンを拡大して視認してもよいし、画像処理によって接合温度判定材13,14,15によるパターンの面積値を算出することにより、溶融した接合温度判定材と溶融していない接合温度判定材とを特定し、加熱圧着時の到達温度を決定するようにしてもよい。
In the above description, in the melting state determination step S14, the melting state of the bonding
また、パターン形成工程S13において、図4に示すように、接合温度判定材23、25が光を透過させる隙間を有するように複数の線状のパターンから成るように形成されている場合、センサーを用いて光透過の有無により、接合温度判定材23、25の溶融の有無を判定することもできる。すなわち、溶融していない場合はパターンの隙間が存在したままであるため光が透過し、溶融している場合には、溶融によりパターンの隙間が接合温度判定材により埋まってしまうため、光が透過しなくなる。このようにすることで、接合温度判定材23、25の溶融の有無をセンサー等により機械的に判断することもでき、正確な判定が可能となる。
In the pattern formation step S13, as shown in FIG. 4, when the bonding
<6.接合温度決定工程>
接合温度決定工程S15では、溶融状態判定工程S14において判定された加熱圧着時の到達温度の判定結果に基づいて、接着フィルム19を介して電子部品11を被着体16に加熱圧着する際の加熱押圧装置の接合温度を決定する。接合温度が決定されれば、決定された接合温度条件に基づいて実際の製造ラインで、電子部品11が被着体16に接着フィルム19を介して加熱圧着され、接続構造体10が製造されていく。
<6. Joining temperature determination process>
In the joining temperature determination step S15, heating when the
なお、接合温度決定工程S15では、必要に応じて、溶融状態判定工程S14で判定した到達温度に基づいて加熱押圧装置の条件を変更し、再度電子部品11と被着体16との加熱圧着を行うようにしてもよい。
In the bonding temperature determination step S15, the conditions of the heating and pressing device are changed based on the reached temperature determined in the molten state determination step S14 as necessary, and the thermocompression bonding between the
さらに、上述した説明では、加熱圧着時の接合条件として、圧力と加熱圧着時間を一定としたときの最適な到達温度を決定するものとしたが、この例に限定されるものではない。例えば、加熱圧着時の接合条件として、到達温度と圧力を一定としたときの最適な加熱圧着時間や、到達温度と加熱圧着時間を一定としたときの最適な圧力を決定するようにしてもよい。 Further, in the above description, the optimum ultimate temperature when the pressure and the thermocompression bonding time are fixed is determined as the joining condition during thermocompression bonding, but the present invention is not limited to this example. For example, as a bonding condition at the time of thermocompression bonding, an optimal thermocompression bonding time when the ultimate temperature and pressure are constant, and an optimal pressure when the ultimate temperature and thermocompression bonding time are constant may be determined. .
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。以下の実施例では、接合温度判定材として半田を選択し、接着フィルムは異方性導電フィルム(ACF)を用いた。 Examples of the present invention will be described below. The present invention is not limited to these examples. In the following examples, solder was selected as the bonding temperature determination material, and an anisotropic conductive film (ACF) was used as the adhesive film.
(半田の作製)
通常の水アトマイズ法により、表1に示す金属種と割合からなる、溶融した合金を所定のノズルから水中に噴霧し、急冷凝固して、(a)〜(e)の5種類の半田を得た。なお、(a)〜(e)の半田の溶融温度(固相線温度)を表1に示す。
(Production of solder)
By a normal water atomizing method, a molten alloy having the metal species and ratio shown in Table 1 is sprayed into water from a predetermined nozzle and rapidly solidified to obtain five types of solders (a) to (e). It was. Table 1 shows melting temperatures (solidus temperatures) of the solders (a) to (e).
(異方性導電フィルムの作製)
フェノキシ樹脂(YP−50、新日鐵化学)40重量部と、液状エポキシ化合物(EP828、三菱化学)18重量部と、液状エポキシ化合物(ノバキュア3941HP、旭化成)40重量部と、シランカップリング剤(A−187、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ)1重量部に、導電粒子(ブライト20GNR、日本化学)35重量部を配合した。上記配合物100重量部をトルエン100重量部に溶解し、混合後、バーコーターを用いて剥離PETシート上に塗布し、60℃で10分間乾燥させて溶剤を揮発させ、厚み30μmの異方性導電フィルムを得た。
(Preparation of anisotropic conductive film)
40 parts by weight of a phenoxy resin (YP-50, Nippon Steel Chemical), 18 parts by weight of a liquid epoxy compound (EP828, Mitsubishi Chemical), 40 parts by weight of a liquid epoxy compound (Novacure 3951HP, Asahi Kasei), and a silane coupling agent ( A-187, Momentive Performance Materials) 1 part by weight was mixed with 35 parts by weight of conductive particles (Bright 20GNR, Nippon Chemical). 100 parts by weight of the above formulation is dissolved in 100 parts by weight of toluene, mixed, applied onto a release PET sheet using a bar coater, dried at 60 ° C. for 10 minutes to volatilize the solvent, and anisotropy of 30 μm thickness. A conductive film was obtained.
<実施例1>
実施例1では、半田(a)、半田(b)、半田(c)の3種類を用いて、上記異方性導電フィルムを介在させて加熱圧着した際に、半田(a)のみを金属結合させる最適な加熱押圧装置の温度(ツール温度)を決定した。半田パターンは、半田(a)、半田(b)、半田(c)のそれぞれについて、スクリーン印刷法を用いて、フレキシブルプリント基板の端子部より1mm端部側に、50μm×1mm、10μm厚の半田パターンを形成した。
<Example 1>
In Example 1, only the solder (a) is metal-bonded using the three types of solder (a), solder (b), and solder (c) when thermocompression bonding is performed with the anisotropic conductive film interposed therebetween. The temperature (tool temperature) of the optimum heating and pressing apparatus to be made was determined. The solder pattern is a solder of 50 μm × 1 mm and 10 μm thick on each of the solder (a), the solder (b), and the solder (c) using a screen printing method on the 1 mm end side from the terminal portion of the flexible printed circuit board. A pattern was formed.
(測定1)
上記異方性導電フィルムを用いて、50μmピッチ(L/S=25μm/25μm)の導通信頼性評価用のフレキシブルプリント基板とガラス基板の端子部とを接続した。また、このとき緩衝材として、200μm厚シリコーン製シートを用いた。加熱押圧ボンダー(デクセリアルズ株式会社製)によって、400℃、3MPaで10秒間の加熱押圧を行い、その後圧力を開放して接続構造体を得た。得られた接続構造体について、異方性導電フィルム中の半田パターンの形状や大きさを観察することによって、溶融した半田パターンを特定し、加熱圧着時の到達温度を確認した。
(Measurement 1)
Using the anisotropic conductive film, a flexible printed circuit board for conducting reliability evaluation with a 50 μm pitch (L / S = 25 μm / 25 μm) and a terminal part of the glass substrate were connected. At this time, a 200 μm thick silicone sheet was used as a buffer material. A heat press bonder (Dexerials Co., Ltd.) was used for 10 seconds at 400 ° C. and 3 MPa, and then the pressure was released to obtain a connection structure. About the obtained connection structure, the shape and magnitude | size of the solder pattern in an anisotropic conductive film were observed, the melted solder pattern was specified, and the ultimate temperature at the time of thermocompression bonding was confirmed.
その結果、半田(a)は溶融しており、半田(b)は溶融しておらず、半田(c)も溶融していなかった。この結果から、測定1における加熱圧着時の到達温度は、198℃以上217℃未満であり、加熱圧着時の到達温度が適正であることを確認することができた。 As a result, the solder (a) was melted, the solder (b) was not melted, and the solder (c) was not melted. From this result, the ultimate temperature at the time of thermocompression bonding in Measurement 1 was 198 ° C. or higher and less than 217 ° C., and it was confirmed that the ultimate temperature at the thermocompression bonding was appropriate.
(測定2)
加熱押圧ボンダーによって、430℃、3MPaで10秒間の加熱押圧を行ったこと以外は、測定1と同様にして接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定1と同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
(Measurement 2)
A connection structure was obtained in the same manner as in Measurement 1 except that a heat press bonder was used for 10 seconds at 430 ° C. and 3 MPa. About the obtained connection structure, it carried out similarly to the measurement 1, and observed the molten state of the solder pattern in the anisotropic conductive film after thermocompression bonding.
その結果、半田(a)は溶融しており、半田(b)も溶融しており、半田(c)は溶融していなかった。この結果から、測定2における加熱圧着時の到達温度は、217℃以上221℃未満であり、加熱圧着時の到達温度が過剰であることを確認することができた。 As a result, the solder (a) was melted, the solder (b) was also melted, and the solder (c) was not melted. From this result, the temperature reached at the time of thermocompression bonding in Measurement 2 was 217 ° C. or more and less than 221 ° C., and it was confirmed that the temperature reached at the time of thermocompression bonding was excessive.
<実施例2>
実施例2では、半田(d)、半田(e)の2種類を用いて、上記異方性導電フィルムを介在させて加熱圧着した際に、半田(d)のみを金属結合させる最適な加熱押圧装置の温度(ツール温度)を決定した。半田パターンは、半田(d)、半田(e)のそれぞれについて、スクリーン印刷法を用いて、フレキシブルプリント基板の端子部より1mm端部側に、50μm×1mm、10μm厚の半田パターンを形成した。
<Example 2>
In Example 2, when using the two types of solder (d) and solder (e) and thermocompression bonding with the anisotropic conductive film interposed therebetween, the optimum heat pressing for bonding only the solder (d) to the metal The temperature of the device (tool temperature) was determined. As the solder pattern, a solder pattern having a thickness of 50 μm × 1 mm and a thickness of 10 μm was formed for each of the solder (d) and the solder (e) by using a screen printing method on the 1 mm end side from the terminal portion of the flexible printed board.
(測定3)
上記異方性導電フィルムを用いて、50μmピッチ(L/S=25μm/25μm)の導通信頼性評価用のフレキシブルプリント基板とガラス基板の端子部とを接続した。また、このとき緩衝材として、200μm厚シリコーン製シートを用いた。加熱押圧ボンダー(デクセリアルズ株式会社製)によって、300℃、3MPaで10秒間の加熱押圧を行い、その後圧力を開放して接続構造体を得た。得られた接続構造体について、異方性導電フィルム中の半田パターンの形状や大きさを観察することによって、溶融した半田パターンを特定し、加熱圧着時の到達温度を確認した。
(Measurement 3)
Using the anisotropic conductive film, a flexible printed circuit board for conducting reliability evaluation with a 50 μm pitch (L / S = 25 μm / 25 μm) and a terminal part of the glass substrate were connected. At this time, a 200 μm thick silicone sheet was used as a buffer material. A heat press bonder (manufactured by Dexerials Co., Ltd.) was used for 10 seconds at 300 ° C. and 3 MPa, and then the pressure was released to obtain a connection structure. About the obtained connection structure, the shape and magnitude | size of the solder pattern in an anisotropic conductive film were observed, the melted solder pattern was specified, and the ultimate temperature at the time of thermocompression bonding was confirmed.
その結果、半田(d)は溶融しており、半田(e)は溶融していなかった。この結果から、測定3における加熱圧着時の到達温度は、130℃以上138℃未満であり、加熱圧着時の到達温度が適正であることを確認することができた。 As a result, the solder (d) was melted and the solder (e) was not melted. From this result, the ultimate temperature at the time of thermocompression bonding in Measurement 3 was 130 ° C. or higher and less than 138 ° C., and it was confirmed that the ultimate temperature at the thermocompression bonding was appropriate.
(測定4)
加熱押圧ボンダーによって、330℃、3MPaで10秒間の加熱押圧を行ったこと以外は、測定3と同様にして接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定1と同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
(Measurement 4)
A connection structure was obtained in the same manner as in Measurement 3, except that the heat pressing was performed at 330 ° C. and 3 MPa for 10 seconds using a heat pressing bonder. About the obtained connection structure, it carried out similarly to the measurement 1, and observed the molten state of the solder pattern in the anisotropic conductive film after thermocompression bonding.
その結果、半田(d)は溶融しており、半田(e)も溶融していた。この結果から、測定4における加熱圧着時の到達温度は、138℃以上であり、加熱圧着時の到達温度が過剰であることを確認することができた。 As a result, the solder (d) was melted and the solder (e) was also melted. From this result, the ultimate temperature at the time of thermocompression bonding in Measurement 4 was 138 ° C. or higher, and it was confirmed that the ultimate temperature at the thermocompression bonding was excessive.
<実施例3>
実施例3では、半田パターンの溶融の有無をセンサーを用いて判断した。実施例3では、半田(d)、半田(e)の2種類を用いて、上記異方性導電フィルムを介在させて加熱圧着した際に、半田(d)のみを金属結合させる最適な加熱押圧装置の温度(ツール温度)を決定した。半田パターンは、半田(d)、半田(e)のそれぞれについて、スクリーン印刷法を用いて、フレキシブルプリント基板に、25μm半田パターンを10本ずつ形成した。
<Example 3>
In Example 3, the presence or absence of melting of the solder pattern was determined using a sensor. In Example 3, when using the two types of solder (d) and solder (e) and thermocompression bonding with the anisotropic conductive film interposed therebetween, the optimum heat pressing for bonding only the solder (d) to the metal The temperature of the device (tool temperature) was determined. As for the solder pattern, ten 25 μm solder patterns were formed on the flexible printed circuit board for each of the solder (d) and the solder (e) using a screen printing method.
(測定5)
上記異方性導電フィルムを用いて、50μmピッチ(L/S=25μm/25μm)の導通信頼性評価用のフレキシブルプリント基板とガラス基板の端子部とを接続した。また、このとき緩衝材として、200μm厚シリコーン製シートを用いた。加熱押圧ボンダー(デクセリアルズ株式会社製)によって、300℃、3MPaで10秒間の加熱押圧を行い、その後圧力を開放して接続構造体を得た。得られた接続構造体について、センサー(EX3−DAI11−S、OMRON)を用いて各半田パターンの光透過の有無を計測した。
(Measurement 5)
Using the anisotropic conductive film, a flexible printed circuit board for conducting reliability evaluation with a 50 μm pitch (L / S = 25 μm / 25 μm) and a terminal part of the glass substrate were connected. At this time, a 200 μm thick silicone sheet was used as a buffer material. A heat press bonder (manufactured by Dexerials Co., Ltd.) was used for 10 seconds at 300 ° C. and 3 MPa, and then the pressure was released to obtain a connection structure. About the obtained connection structure, the presence or absence of the light transmission of each solder pattern was measured using the sensor (EX3-DAI11-S, OMRON).
その結果、半田(d)は光が透過せず、半田(e)は光が透過した。すなわち、半田(d)は溶融しており、半田(e)は溶融していなかった。この結果から、測定5における加熱圧着時の到達温度は、130℃以上138℃未満であり、加熱圧着時の到達温度が適正であることを確認することができた。 As a result, the solder (d) did not transmit light, and the solder (e) transmitted light. That is, the solder (d) was melted and the solder (e) was not melted. From this result, the ultimate temperature at the time of thermocompression bonding in Measurement 5 was 130 ° C. or more and less than 138 ° C., and it was confirmed that the ultimate temperature at the thermocompression bonding was appropriate.
<比較例1>
(測定6)
測定6では、半田(a)のみについて、スクリーン印刷法を用いて、フレキシブルプリント基板の端子部より1mm端部側に、50μm×1mm、10μm厚の半田パターンを形成した。次に、上記異方性導電フィルムを用いて、50μmピッチ(L/S=25μm/25μm)の導通信頼性評価用のフレキシブルプリント基板とガラス基板の端子部とを接続した。また、このとき緩衝材として、200μm厚シリコーン製シートを用いた。加熱押圧ボンダー(デクセリアルズ株式会社製)によって、400℃、3MPaで10秒間の加熱押圧を行い、その後圧力を開放して接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定1と同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
<Comparative Example 1>
(Measurement 6)
In measurement 6, a solder pattern having a thickness of 50 μm × 1 mm and 10 μm was formed on the 1 mm end side of the terminal portion of the flexible printed board by using screen printing only for the solder (a). Next, using the anisotropic conductive film, a flexible printed board for conductive reliability evaluation with a pitch of 50 μm (L / S = 25 μm / 25 μm) and a terminal portion of the glass substrate were connected. At this time, a 200 μm thick silicone sheet was used as a buffer material. A heat press bonder (Dexerials Co., Ltd.) was used for 10 seconds at 400 ° C. and 3 MPa, and then the pressure was released to obtain a connection structure. About the obtained connection structure, it carried out similarly to the measurement 1, and observed the molten state of the solder pattern in the anisotropic conductive film after thermocompression bonding.
その結果、半田(a)は溶融していた。この結果から、測定5における加熱圧着時の到達温度は、198℃以上であることを確認することができた。しかしながら、加熱圧着時の到達温度が適正であるか過剰であるかどうかを確認することができなかった。 As a result, the solder (a) was melted. From this result, it was confirmed that the ultimate temperature at the time of thermocompression bonding in Measurement 5 was 198 ° C. or higher. However, it has not been possible to confirm whether the ultimate temperature during thermocompression bonding is appropriate or excessive.
(測定7)
加熱押圧ボンダーによって、430℃、3MPaで10秒間の加熱押圧を行ったこと以
外は、測定6と同様にして、接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定1と
同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
(Measurement 7)
A connection structure was obtained in the same manner as in the measurement 6 except that a heat press bonder was used for 10 seconds at 430 ° C. and 3 MPa. About the obtained connection structure, it carried out similarly to the measurement 1, and observed the molten state of the solder pattern in the anisotropic conductive film after thermocompression bonding.
その結果、半田(a)は溶融していた。この結果から、測定7における加熱圧着時の到達温度は、198℃以上であることを確認することができた。しかし、加熱圧着時の到達温度が適正であるか過剰であるかどうかを確認することができなかった。 As a result, the solder (a) was melted. From this result, it was confirmed that the ultimate temperature during thermocompression bonding in Measurement 7 was 198 ° C. or higher. However, it has not been possible to confirm whether the ultimate temperature during thermocompression bonding is appropriate or excessive.
(測定8)
測定8では、半田(b)のみについて、スクリーン印刷法を用いて、フレキシブルプリント基板の端子部より1mm端部側に、50μm×1mm、10μm厚の半田パターンを形成した。次に、上記異方性導電フィルムを用いて、50μmピッチ(L/S=25μm/25μm)の導通信頼性評価用のフレキシブルプリント基板とガラス基板の端子部とを接続した。また、このとき緩衝材として、200μm厚シリコーン製シートを用いた。加熱押圧ボンダー(デクセリアルズ株式会社製)によって、430℃、3MPaで10秒間の加熱押圧を行い、その後圧力を開放して接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定1と同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
(Measurement 8)
In measurement 8, a solder pattern having a thickness of 50 μm × 1 mm and a thickness of 10 μm was formed only on the solder (b) by using a screen printing method on the 1 mm end side of the terminal portion of the flexible printed board. Next, using the anisotropic conductive film, a flexible printed board for conductive reliability evaluation with a pitch of 50 μm (L / S = 25 μm / 25 μm) and a terminal portion of the glass substrate were connected. At this time, a 200 μm thick silicone sheet was used as a buffer material. A heat press bonder (Dexerials Co., Ltd.) was used for 10 seconds at 430 ° C. and 3 MPa, and then the pressure was released to obtain a connection structure. About the obtained connection structure, it carried out similarly to the measurement 1, and observed the molten state of the solder pattern in the anisotropic conductive film after thermocompression bonding.
その結果、半田(b)は溶融していた。この結果から、測定8における加熱圧着時の到達温度は、217℃以上であることを確認することができた。しかし、加熱圧着時の到達温度が適正であるか過剰であるかどうかを確認することができなかった。 As a result, the solder (b) was melted. From this result, it was confirmed that the ultimate temperature during thermocompression bonding in Measurement 8 was 217 ° C. or higher. However, it has not been possible to confirm whether the ultimate temperature during thermocompression bonding is appropriate or excessive.
<比較例2>
(測定9)
測定9では、半田(d)のみについて、スクリーン印刷法を用いて、フレキシブルプリント基板の端子部より1mm端部側に、50μm×1mm、10μm厚の半田パターンを形成した。次に、上記異方性導電フィルムを用いて、50μmピッチ(L/S=25μm/25μm)の導通信頼性評価用のフレキシブルプリント基板とガラス基板の端子部とを接続した。また、このとき緩衝材として、200μm厚シリコーン製シートを用いた。加熱押圧ボンダー(デクセリアルズ株式会社製)によって、300℃、3MPaで10秒間の加熱押圧を行い、その後圧力を開放して接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定1と同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
<Comparative Example 2>
(Measurement 9)
In measurement 9, a solder pattern having a thickness of 50 μm × 1 mm and 10 μm was formed only on the solder (d) on the 1 mm end side from the terminal portion of the flexible printed board by using a screen printing method. Next, using the anisotropic conductive film, a flexible printed board for conductive reliability evaluation with a pitch of 50 μm (L / S = 25 μm / 25 μm) and a terminal portion of the glass substrate were connected. At this time, a 200 μm thick silicone sheet was used as a buffer material. A heat press bonder (manufactured by Dexerials Co., Ltd.) was used for 10 seconds at 300 ° C. and 3 MPa, and then the pressure was released to obtain a connection structure. About the obtained connection structure, it carried out similarly to the measurement 1, and observed the molten state of the solder pattern in the anisotropic conductive film after thermocompression bonding.
その結果、半田(d)は溶融していた。この結果から、測定9における加熱圧着時の到達温度は、130℃以上であることを確認することができた。しかしながら、加熱圧着時の到達温度が適正であるか過剰であるかどうかを確認することができなかった。 As a result, the solder (d) was melted. From this result, it was confirmed that the ultimate temperature during thermocompression bonding in Measurement 9 was 130 ° C. or higher. However, it has not been possible to confirm whether the ultimate temperature during thermocompression bonding is appropriate or excessive.
(測定10)
加熱押圧ボンダーによって、330℃、3MPaで10秒間の加熱押圧を行ったこと以外は、測定9と同様にして、接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定1と同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
(Measurement 10)
A connection structure was obtained in the same manner as in measurement 9, except that the heat pressing was performed at 330 ° C. and 3 MPa for 10 seconds using a heat pressing bonder. About the obtained connection structure, it carried out similarly to the measurement 1, and observed the molten state of the solder pattern in the anisotropic conductive film after thermocompression bonding.
その結果、半田(d)は溶融していた。この結果から、測定10における加熱圧着時の到達温度は、130℃以上であることを確認することができた。しかしながら、加熱圧着時の到達温度が適正であるか過剰であるかどうかを確認することができなかった。
As a result, the solder (d) was melted. From this result, it was confirmed that the ultimate temperature during thermocompression bonding in
(測定11)
測定11では、半田(e)のみについて、スクリーン印刷法を用いて、フレキシブルプリント基板の端子部より1mm端部側に、50μm×1mm、10μm厚の半田パターンを形成した。次に、上記異方性導電フィルムを用いて、50μmピッチ(L/S=25μm/25μm)の導通信頼性評価用のフレキシブルプリント基板とガラス基板の端子部とを接続した。また、このとき緩衝材として、200μm厚シリコーン製シートを用いた。加熱押圧ボンダー(デクセリアルズ株式会社製)によって、330℃、3MPaで10秒間の加熱押圧を行い、その後圧力を開放して接続構造体を得た。得られた接続構造体について、測定1と同様にして、加熱圧着後の異方性導電フィルム中の半田パターンの溶融状態を観察した。
(Measurement 11)
In
その結果、半田(e)は溶融していた。この結果から、測定10における加熱圧着時の到達温度は、138℃以上であることを確認することができた。しかし、加熱圧着時の到達温度が適正であるか過剰であるかどうかを確認することができなかった。
As a result, the solder (e) was melted. From this result, it was confirmed that the ultimate temperature during thermocompression bonding in
実施例1、実施例2、実施例3、比較例1及び比較例2における電子部品の接合条件決定方法の結果をまとめたものを表2に示す。 Table 2 shows a summary of the results of the method for determining the joining conditions for electronic components in Example 1, Example 2, Example 3, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
以上説明したように、本実施例では、溶融温度(固相線温度)が異なる複数の半田によるパターンと異方性導電フィルムを介在させて、端子同士を加熱圧着し、加熱圧着後の半田パターンの溶融状態を観察した。加熱圧着後の半田パターンの溶融状態を観察することによって、溶融した半田と溶融していない半田とを特定することができ、また、温度をかけすぎたかどうかを判断することができた。したがって、本発明の一実施形態に係る電子部品の接合温度条件決定方法では、加熱圧着時の到達温度を正確に決定することができることが分かった。 As described above, in this embodiment, a solder pattern after thermocompression bonding is performed by thermocompression bonding between terminals by interposing a pattern of a plurality of solders having different melting temperatures (solidus temperature) and an anisotropic conductive film. The molten state of was observed. By observing the molten state of the solder pattern after thermocompression bonding, it was possible to identify the molten solder and the unmelted solder, and to determine whether the temperature was excessively applied. Therefore, it has been found that in the electronic component joining temperature condition determining method according to one embodiment of the present invention, the ultimate temperature at the time of thermocompression bonding can be accurately determined.
10,20 接続構造体、11,21 電子部品、12,22 端子、13,14,15,23,24,25 接合温度判定材、16,26 被着体、17 バインダー、18 金属粒子、19 接着フィルム 10, 20 connection structure, 11, 21 electronic component, 12, 22 terminal, 13, 14, 15, 23, 24, 25 bonding temperature determination material, 16, 26 adherend, 17 binder, 18 metal particles, 19 adhesion the film
Claims (8)
溶融温度が異なる複数の接合温度判定材を選択する接合温度判定材選択工程と、
選択した前記接合温度判定材による視認可能なパターンをそれぞれ前記電子部品及び前記被着体の対向する面の何れか一方に形成するパターン形成工程と、
前記パターンの形成後に前記電子部品を前記被着体に加熱圧着する加熱圧着工程と、
前記加熱圧着後の前記接合温度判定材による前記パターンの溶融状態を判定する溶融状態判定工程と、
前記判定結果に基づいて、加熱圧着時の接合温度を決定する接合温度決定工程と
を有する電子部品の接合温度条件決定方法。 A method for determining a bonding temperature condition of an electronic component when an electronic component is thermocompression bonded to an adherend with an adhesive film interposed therebetween,
A bonding temperature determination material selection step of selecting a plurality of bonding temperature determination materials having different melting temperatures;
A pattern forming step of forming a visible pattern by the selected bonding temperature determination material on either one of the opposing surfaces of the electronic component and the adherend, and
A thermocompression bonding step of thermocompression bonding the electronic component to the adherend after forming the pattern;
A melting state determination step of determining a melting state of the pattern by the bonding temperature determination material after the thermocompression bonding;
A method for determining a bonding temperature condition for an electronic component, comprising: a bonding temperature determination step for determining a bonding temperature during thermocompression bonding based on the determination result.
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