JP2016119413A - 電子部品の実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品を基板端面に強固に接合しつつ、電子デバイスの小型化、スペースの有効利用を確実に図る。【解決手段】互いに対向配置した第一基板１１１，第二基板１１２、および第一基板１１１，第二基板１１２の間に設けられた基板側配線接続部１１３ｓを有した液晶パネル１１０の外周端面１１０ｓに、電子部品１３０の電子部品側配線接続部１３１ｓに設けた異方性導電膜１４０を対向させるとともに、液晶パネル１１０の外周端面１１０ｓと電子部品１３０の電子部品側配線接続部１３１ｓおよび異方性導電膜１４０との間に、銀ナノインクと銅ナノインクとを含んだ接合用インク２１０を介在させる工程と、接合用インク２１０にレーザ光を照射することによって、基板側配線接続部１１３ｓと電子部品側配線接続部１３１ｓとの間に半田パッド２００を形成する工程と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、基板端面への電子部品の実装方法に関する。

各種電子デバイスを構成する電子部品は、電子部品に設けられた端子部を、基板表面に形成された配線パターンに接合することで、基板の表面に実装されるのが一般的である。
しかし、このような構成では、端子部と配線パターンとのハンダ付けを行うため、基板が電子部品よりも外周側に張り出している。端子部と配線パターンとのハンダ付けを行うために基板が電子部品よりも外周側に張り出した構成を有する関連技術として、特許文献１（特開２００８−１０６５８号公報）が知られている。しかし、特許文献１に開示されたような構成では、電子デバイスの小型化、電子デバイスの筐体内のスペースの有効利用等の妨げとなる。

そこで、電子部品を、基板の表面の外周部において、表面に直交する端面に接続または実装することがある。ここで、電子部品は、当然ながら、基板に対して強固に実装する必要がある。基板の端面に電子部品を強固に実装する関連技術として、特許文献２（特開２０１３−２０６８４２号公報）のように、基板の端面にコネクタを設け、このコネクタに電子部品を接続するものが知られている。

しかし、特許文献２に開示されたような構成ではコネクタを設けるためのスペースが必要である。したがって、電子デバイスの小型化、筐体内のスペースの有効利用等を有効に実現しているとは言い切れない。

本発明は、電子部品を基板端面に強固に接合しつつ、電子デバイスの小型化、スペースの有効利用を確実に図ることのできる電子部品の実装方法を提供することを目的とする。

本発明は、互いに対向配置した二枚の基板、および二枚の前記基板の間に設けられた基板側配線接続部を有した基板積層体の外周端面に、電子部品の電子部品側配線接続部に設けた異方性導電膜を対向させるとともに、前記電子部品の前記電子部品側配線接続部および前記異方性導電膜と前記基板積層体の前記外周端面との間に、銀と銅との粒子を含んだ接合用インクを介在させる工程と、前記接合用インクを溶融させて、前記電子部品側配線接続部および前記異方性導電膜と前記基板側配線接続部との間に接合パッドを形成する工程と、を備える、電子部品の実装方法を提供する。

また、本発明は、前記接合用インクは、銀ナノインクと銅ナノインクとを含み、前記接合用インクにレーザ光を照射することにより、前記銀ナノインクに含まれる銀および前記銅ナノインクに含まれる銅を共晶化させるようにしてもよい。接合用インクにレーザ光を照射することにより、銅ナノインクに含まれる銅がレーザ光を吸収し溶融する。それに伴い銀ナノインクに含まれる銀も溶融し、溶融した銅と共晶化して基板側配線接続部に接続される。

また、本発明は、前記接合用インクが溶融することによって、前記接合用インクが二枚の前記基板の間に入り込み、前記基板側配線接続部に接合されるようにしてもよい。

また、本発明は、前記電子部品が、前記電子部品側配線接続部を有したフィルム状基板と、前記フィルム状基板上に実装されたチップ部品と、を備えるようにしてもよい。

さらに、本発明は、前記電子部品が、前記電子部品側配線接続部と前記接合パッドの間に介在する異方性導電膜を備えているようにしてもよい。

また、本発明は、前記銀ナノインクが、粒径が５〜２００ｎｍの銀（Ａｇ）の粒子を含むようにしてもよい。

また、本発明は、前記銅ナノインクが、粒径が３０〜１００ｎｍの銅（Ｃｕ）の粒子を含むようにしてもよい。

また、本発明は、前記接合用インクにおける前記銀の含有量と前記銅の含有量との比が、５０：５０〜９０：１０質量％であるようにしてもよい。

また、本発明は、前記レーザ光は、波長４００〜７００ｎｍであるようにしてもよい。

また、本発明は、二枚の前記基板の少なくとも一方に、外周部に前記基板側配線接続部を有した配線部が形成されているようにしてもよい。

また、本発明は、二枚の前記基板が、ガラス基板、樹脂基板、プリント基板の少なくとも一種であるようにしてもよい。

また、本発明は、前記基板積層体と、前記基板積層体の外周端面に接合された前記電子部品とにより、液晶表示装置、有機発光ダイオード表示装置、プラズマディスプレイパネル表示装置の少なくとも一種の表示部を形成するようにしてもよい。

本発明によれば、次のような効果を得ることができる。

すなわち、本発明によれば、電子部品を基板端面に強固に接合しつつ、電子デバイスの小型化、スペースの有効利用を確実に図ることが可能となる。

本実施形態における電子部品の実装方法を適用して構成したディスプレイ装置の一部の構成を示す断面図である。 図１の平面図である。 図１の左側面図である。 ２枚のガラス基板の隙間への接合用インクの入り込み状況を、ガラス基板の隙間に沿った断面で観察した顕微鏡写真である。

以下、添付図面を参照して、本発明による電子部品の実装方法を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態における電子部品の実装方法を適用して構成したディスプレイ装置の一部の構成を示す断面図である。図２は、図１の平面図である。図３は、図１の左側面図である。
図１〜図３に示すように、ディスプレイ装置１００は、液晶パネル（基板積層体）１１０と、液晶パネル１１０に光を提供する光源部（図示無し）と、光源部で発した光を液晶パネル１１０の背面に導く光ガイド部（図示無し）と、を備えている。

液晶パネル１１０は、第一基板１１１と、第一基板１１１に対向配置された第二基板１１２と、第一基板１１１と第二基板１１２との間に配置された液晶層（図示無し）と、を備えている。

第一基板１１１および第二基板１１２の少なくとも一方（図１の例では第一基板１１１）には、図示しないデータラインとゲートラインとからなる信号配線と、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を備えた配線部１１３が設けられている。配線部１１３は、第一基板１１１と第二基板１１２との間の液晶層の液晶を駆動し、液晶パネル１１０における表示画像（映像）を形成する。

このような液晶パネル１１０において、液晶パネル１１０の表示面１１０ｆの外周部において、表示面１１０ｆに直交する外周端面１１０ｓに、電子部品１３０が実装されている。
電子部品１３０は、フィルム状の配線基板（フィルム状基板）１３１と、配線基板１３１の表面１３１ｆに実装された、例えばＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等のチップ部品１３２と、を備えている。

電子部品１３０は、液晶パネル１１０の外周端面１１０ｓにおいて、第一基板１１１と第二基板１１２との間に位置する配線部１１３の端部に形成された複数の基板側配線接続部１１３ｓに、複数の接合パッド２００を介して電気的に接続されている。
接合パッド２００は、電子部品１３０の配線基板１３１の電子部品側配線接続部１３１ｓに付着するとともに、第一基板１１１と第二基板１１２との間に入り込み、基板側配線接続部１１３ｓに付着している。すなわち、接合パッド２００は、電子部品１３０の配線基板１３１の電子部品側配線接続部１３１ｓに付着した電子部品接合部２００ａと、第一基板１１１と第二基板１１２との間に入り込み、基板側配線接続部１１３ｓに付着した基板間接合部２００ｂと、を有している。

ここで、電子部品側配線接続部１３１ｓは銅（Ｃｕ）で形成されており、接合パッド２００は、後述するように銀（Ａｇ）および銅（Ｃｕ）を含んで形成されている。このような構成においては、接合パッド２００の電子部品側配線接続部１３１ｓに対する付着性を高めるため、電子部品側配線接続部１３１ｓと接合パッド２００との間に、異方性導電膜（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ：ＡＣＦ）１４０が設けられている。

液晶パネル１１０の外周部には、ディスプレイ装置１００の外枠を形成するベゼル１５０が設けられている。ベゼル１５０は、液晶パネル１１０の外周端面１１０ｓの外周側に位置する側板部１５０ａと、側板部１５０ａの一端から液晶パネル１１０の内側に向けて延び、液晶パネル１１０の表示面１１０ｆの外周部に沿う前板部１５０ｂと、を少なくとも備える。電子部品１３０は、このようなベゼル１５０の側板部１５０ａと液晶パネル１１０の外周端面１１０ｓとの間に収められている。

この実施形態においては、上記接合パッド２００に、接合用インク２１０を用いる。より詳しくは、接合用インク２１０は、例えば粒径５〜２００ｎｍの銀（Ａｇ）の粒子と、例えば粒径３０〜１００ｎｍの銅（Ｃｕ）の粒子とを、凝集しないよう各々の粒子の表面を特別な化学修飾を行い例えば有機溶剤等の分散媒に混合されて分散させたものである。ここで、銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）との含有量の比［銀（Ａｇ）：銅（Ｃｕ）］は、５０：５０〜９０：１０（質量％）とするのが好ましい。

このような接合パッド２００は、以下のようにして形成する。
まず、第一基板１１１と第二基板１１２とを積層して対向配置させる。そして、上記したような接合用インク２１０として、例えば粒径５〜２００ｎｍの銀（Ａｇ）の粒子を含んだ銀ナノインクと、例えば粒径３０〜１００ｎｍの銅（Ｃｕ）の粒子を含んだ銅ナノインクとを、混合して生成する。そして、生成した接合用インク２１０を、電子部品１３０の電子部品側配線接続部１３１ｓと、液晶パネル１１０の外周端面１１０ｓとに塗布する。

次いで、電子部品１３０の電子部品側配線接続部１３１ｓと、液晶パネル１１０の外周端面１１０ｓとを対向させ、レーザ光を照射する。照射するレーザ光の波長は、例えば４００〜７００ｎｍとするのが好ましい。
銀ナノインクに加えて銅ナノインクを含んだ接合用インク２１０は、銀ナノインク単体の状態よりも反射率が低下する。したがって、塗布された接合用インク２１０にレーザ光が照射されると、接合用インク２１０がレーザ光のエネルギを効率よく吸収して発熱する。すると、接合用インク２１０に含まれる銀（Ａｇ）および銅（Ｃｕ）が効率よく溶融される。

溶融して液化した接合用インク２１０は、第一基板１１１と第二基板１１２との間に毛細管現象によってしみこんでいく。
レーザ光の照射を停止し、接合用インク２１０の温度が低下すると、接合用インク２１０が固化し、電子部品１３０の電子部品側配線接続部１３１ｓと、液晶パネル１１０側の基板側配線接続部１１３ｓとにそれぞれ確実に付着した接合パッド２００が形成される。

上述したように、互いに対向させた液晶パネル１１０の外周端面１１０ｓと電子部品１３０の電子部品側配線接続部１３１ｓとの間に、銀ナノインクと銅ナノインクとを含んだ接合用インク２１０を介在させるとともに、接合用インク２１０を溶融させることによって、電子部品側配線接続部１３１ｓと基板側配線接続部１１３ｓとの接合パッド２００を介した接合を行った。これにより、電子部品１３０を、液晶パネル１１０の外周端面１１０ｓに沿わせた状態で、強固に接合することができる。その結果、電子部品１３０を実装するために、第一基板１１１，第二基板１１２のいずれか一方を外周側に張り出させる必要もなく、液晶パネル１１０を小型化することができる。さらに、電子部品１３０を、液晶パネル１１０の外周端面１１０ｓに直接接合することができるので、電子部品１３０が外周側に張り出すのを最小限に抑えることができる。その結果、ディスプレイ装置１００の小型化、ベゼル１４０の幅の狭小化を図ることが可能となる。

また、接合用インク２１０は、銀ナノインクに加えて銅ナノインクが含まれることで、反射率が低下する。そのような接合インク２１０にレーザ光を照射することにより、銅ナノインクに含まれる銅（Ｃｕ）がレーザ光を吸収し溶融する。銀ナノインクに含まれる銀（Ａｇ）もそれに伴い溶融し、先に溶融した銅（Ｃｕ）と効率よく共晶化させることができる。これにより、接合用インク２１０を効率よく溶融させて接合パッド２００を形成し、電子部品側配線接続部１３１ｓと基板側配線接続部１１３ｓとを接合することができる。

また、銀ナノインクと銅ナノインクとを含んだ接合用インク２１０を効率よく溶融させることによって、接合用インク２１０を第一基板１１１と第二基板１１２との間に入り込ませ、基板側配線接続部１１３ｓに強固に接合させることができる。

さらに、電子部品側配線接続部１３１ｓを有した配線基板１３１と、配線基板１３１上に実装されたチップ部品１３２と、を備えた電子部品１３０を、上記した手法により、強固かつ確実に実装することができる。

また、電子部品１３０は、電子部品側配線接続部１３１ｓと接合パッド２００の間に介在する異方性導電膜１４０を備えることによって、銅（Ｃｕ）からなる電子部品側配線接続部１３１ｓに対し、銀（Ａｇ）を含んだ接合パッド２００の付着性を高めることができる。

（実験例）
ここで、銀ナノインクと銅ナノインクとを含んだ接合用インクの反射率を測定したのでその結果を示す。
銀ナノインクに対する銅ナノインクの含有量は、０質量％、１５質量％の２通りとした。

そして、それぞれの接合用インクに対し、波長５３２ｎｍのレーザ光を照射し、反射率を測定した。
その結果、
銀ナノインクに対する銅ナノインクの含有量０質量％、すなわち銀ナノインク単体の場合：反射率５５％
銀ナノインクに対する銅ナノインクの含有量１５質量％の場合：反射率２９％
であった。
これにより、銀ナノインクに対して銅ナノインクを加えることで、接合用インクの反射率が低くなることが確認された。

また、銀ナノインクと銅ナノインクとを含んだ接合用インクにレーザ光を照射することによる、２枚のガラス基板間への銀（Ａｇ）のしみこみ具合を確認した。
試験体として、２枚のガラス基板をシール材で貼り合わせたものを用意した。そして、銀ナノインクに対する銅ナノインクの含有量を１５質量％とした接合用インクを、２枚のガラス基板の外周端面に塗布し、レーザ光を照射した。
図４は、２枚のガラス基板の隙間への接合用インクの入り込み状況を、ガラス基板の隙間に沿った断面で観察した顕微鏡写真である。
図４に示すように、接合用インクに含まれる銀が、２枚のガラス基板の隙間に２００μｍ程度入り込んでいることが確認された。

さらに、ガラス基板に付着させた接合用インクに対し、テープ剥離試験を行った。テープ剥離試験は、接合用インクの表面に、母材であるガラス基板まで達する格子状（碁盤目様）の切り込みを入れた後、粘着テープを圧着させ、この粘着テープを剥離して行う。その結果、粘着テープの剥離による接合用インクの剥離状況を確認したところ、接合用インクの剥離は認められなかった。
よって、銀ナノインクと銅ナノインクとを含んだ接合用インク２１０にレーザ光を照射することによって、接合用インク２１０が第一基板１１１，第二基板１１２の間に入り込み、基板側配線接続部１１３ｓに確実に接合されることが確認された。

なお、本発明の電子部品の実装方法は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、第一基板１１１に、基板側配線接続部１１３ｓを有した配線部１１３を形成したが、これに限らない。第一基板１１１，第二基板１１２の少なくとも一方に、外周部に基板側配線接続部１１３ｓを有した配線部１１３が形成されていればよい。
さらには、第一基板１１１と、第二基板１１２との間に、配線部１１３を挟み込むような構成とすることもできる。

さらに、また、第一基板１１１，第二基板１１２は、ガラス基板に限らず、樹脂基板、プリント基板の少なくとも一種であればよい。

ディスプレイ装置１００は、液晶表示装置に限るものではなく、有機発光ダイオード表示装置、プラズマディスプレイパネル表示装置等にも、本発明を同様に適用することができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

１００ ディスプレイ装置
１１０ 液晶パネル（基板積層体）
１１０ｆ 表示面
１１０ｓ 外周端面
１１１ 第一基板
１１２ 第二基板
１１３ 配線部
１１３ｓ 基板側配線接続部
１３０ 電子部品
１３１ 配線基板（フィルム状基板）
１３１ｓ 電子部品側配線接続部
１３２ チップ部品
１４０ 異方性導電膜
２００ 接合パッド
２１０ 接合用インク

Claims (11)

1. 互いに対向配置した二枚の基板、および二枚の前記基板の間に設けられた基板側配線接続部を有した基板積層体の外周端面に、電子部品の電子部品側配線接続部に設けた異方性導電膜を対向させるとともに、前記電子部品の前記電子部品側配線接続部および前記異方性導電膜と前記基板積層体の前記外周端面との間に、銀と銅との粒子を含んだ接合用インクを介在させる工程と、
   前記接合用インクを溶融させて、前記電子部品側配線接続部および前記異方性導電膜と前記基板側配線接続部との間に接合パッドを形成する工程と、
   を備える、電子部品の実装方法。
2. 前記接合用インクは、銀ナノインクと銅ナノインクとを含み、前記接合用インクにレーザ光を照射することにより、前記銀ナノインクに含まれる銀および前記銅ナノインクに含まれる銅を共晶化させる、請求項１に記載の電子部品の実装方法。
3. 前記接合用インクが溶融することによって、前記接合用インクが二枚の前記基板の間に入り込み、前記基板側配線接続部に接合される、請求項１または２に記載の電子部品の実装方法。
4. 前記電子部品は、前記電子部品側配線接続部を有したフィルム状基板と、前記フィルム状基板上に実装されたチップ部品と、を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の電子部品の実装方法。
5. 前記銀ナノインクは、粒径が５〜２００ｎｍの銀の粒子を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の電子部品の実装方法。
6. 前記銅ナノインクは、粒径が３０〜１００ｎｍの銅の粒子を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の電子部品の実装方法。
7. 前記接合用インクにおける前記銀の含有量と前記銅の含有量との比が、５０：５０〜９０：１０質量％である、請求項１から６のいずれか一項に記載の電子部品の実装方法。
8. 前記レーザ光は、波長４００〜７００ｎｍである、請求項２から７のいずれか一項に記載の電子部品の実装方法。
9. 二枚の前記基板の少なくとも一方に、外周部に前記基板側配線接続部を有した配線部が形成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の電子部品の実装方法。
10. 二枚の前記基板は、ガラス基板、樹脂基板、プリント基板の少なくとも一種である、請求項１から９のいずれか一項に記載の電子部品の実装方法。
11. 前記基板積層体と、前記基板積層体の外周端面に接合された前記電子部品とにより、液晶表示装置、有機発光ダイオード表示装置、プラズマディスプレイパネル表示装置の少なくとも一種の表示部を形成する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電子部品の実装方法。