JP2017195216A

JP2017195216A - 回路基板、集積回路付き回路基板および回路基板の製造方法

Info

Publication number: JP2017195216A
Application number: JP2016082670A
Authority: JP
Inventors: 良平若松; Ryohei Wakamatsu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2016-04-18
Publication date: 2017-10-26

Abstract

【課題】本発明は、回路基板上の電極端子と集積回路に形成された突起電極とを確実に電気的に接続することが可能な回路基板の提供を目的とする。
【解決手段】本発明に係る回路基板６０は、基板５０と、基板５０上に設けられた少なくとも１つの電極端子３０と、電極端子３０の基板５０とは反対側の面に設けられた凹部３０ａと、を備え、電極端子３０と集積回路７２の裏面に設けられた突起電極７２ａとが異方性導電フィルム４を介して接合されたときに、凹部３０ａには異方性導電フィルム４に含まれる導電粒子４１が保持される。
【選択図】図１

Description

本発明は回路基板、集積回路付き回路基板および集積回路付き回路基板の製造方法に関する。

集積回路を液晶パネル等のガラス基板に実装する際、まず、ガラス基板上に形成された電極端子に異方性導電フィルム（ＡＣＦ：ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）を貼りつける。そして、このＡＣＦを介して電極端子と集積回路の突起電極とが熱圧着される。この過程により、電極端子と突起電極との間において圧力を受けたＡＣＦに含まれる導電粒子により、突起電極と透明電極とが電気的に接合される。また、ＡＣＦの圧力を受けない部分は絶縁性が維持される（例えば特許文献１を参照）。

特開２０００−１２４２６３号公報

しかしながら、近年の液晶パネル等のガラス基板においては、電極端子間の間隔が狭くなっており、電極端子１つあたりの接続面積は縮小傾向にある。接続面積の縮小の影響として、熱圧着の際、ＡＣＦに含まれる導電粒子が、ＡＣＦの流動性により電極端子上からこぼれおち、電極端子と突起電極との間にとどまる導電粒子の個数が少なくなる問題があった。この導電粒子の個数が３個以下になると信頼性良く導通が取れなくなる。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、回路基板上の電極端子と集積回路に形成された突起電極とを確実に電気的に接続することが可能な回路基板の提供を目的とする。

本発明に係る回路基板は、基板と、基板上に設けられた少なくとも１つの電極端子と、電極端子の基板とは反対側の面に設けられた凹部と、を備え、電極端子と集積回路の裏面に設けられた突起電極とが異方性導電フィルムを介して接合されたときに、凹部には異方性導電フィルムに含まれる導電粒子が保持される。

本発明に係る回路基板においては、電極端子と集積回路の裏面に設けられた突起電極とが異方性導電フィルムを介して接合されたときに、凹部には異方性導電フィルムに含まれる導電粒子が保持される。従って、電極端子の表面に凹部を設けることにより、電極端子の面積が縮小した場合であっても、電極端子と集積回路の突起電極とを電気的に確実に接続することが可能となる。

実施の形態１に係る集積回路付き回路基板の平面図である。実施の形態１に係る電極端子の平面図である。実施の形態１に係る電極端子の断面図である。実施の形態１に係る電極端子と集積回路の突起電極との接合部分の断面図である。実施の形態１に係る電極端子の製造方法を示す図である。実施の形態２に係る電極端子の平面図である。前提技術に係る電極端子と集積回路の突起電極との接合部分の断面図である。

＜前提技術＞
本発明の実施形態を説明する前に、本発明の前提となる技術を説明する。図７は、前提技術における、電極端子１０と集積回路７０の突起電極７２ａとの接合部分の断面を示す図である。

電極端子１０は、例えば液晶表示パネルのＴＦＴ基板上に設けられた端子である。集積回路７０の裏面には突起電極７２ａが設けられている。電極端子１０と集積回路７２の裏面に設けられた突起電極７２ａとは、異方性導電フィルム４（以下、ＡＣＦ４とも記載する）を介して接合されている。つまり、電極端子１０と突起電極７２ａとはＡＣＦ４に含まれる導電粒子４１により電気的に接続されている。

近年の液晶表示パネルのＴＦＴ基板においては、電極端子１０間の間隔が狭くなっており、電極端子１０の１つあたりの接続面積は縮小傾向にある。接続面積の縮小の影響として、ＡＣＦ４を介して電極端子１０と集積回路の突起電極７２ａとを熱圧着する際、ＡＣＦ４に含まれる導電粒子４１が、熱硬化性樹脂４２の流動性により電極端子１０上からこぼれおち、電極端子１０と突起電極７２ａとの間にとどまる導電粒子４１の個数が少なくなる問題があった。以下で説明する本発明の実施形態はこの課題を解決するものである。

＜実施の形態１＞
＜構成＞
図１は、本実施の形態１における集積回路付き回路基板１００の平面図である。図１に示すように、集積回路付き回路基板１００は、回路基板６０と、集積回路７０，７２と、後述するＡＣＦ４（図１には図示せず）とを備える。本実施の形態１において、回路基板６０は基板５０上に回路が形成された回路基板である。

図１に示すように、回路基板６０の基板５０上には、複数の電極端子２０，３０が設けられている。また、基板５０上には、絶縁膜を介して立体視で交差するように配設された複数の行方向配線２と、複数の列方向配線３とが設けられている。また、回路基板６０の基板５０上には、引き出し配線２ａ，２ｂが設けられている。複数の引き出し配線２ａの一端は複数の行方向配線２のそれぞれと電気的に接合されている。また、複数の引き出し配線２ａの他端は複数の電極端子２０のそれぞれと電気的に接合されている。複数の引き出し配線３ａの一端は複数の列方向配線３のそれぞれと電気的に接合されている。また、複数の引き出し配線３ａの他端は複数の電極端子３０のそれぞれと電気的に接合されている。引き出し配線２ａ，３ａは電極端子２０，３０を覆って形成されてもよい。

複数の電極端子２０と集積回路７０の裏面に形成された複数の突起電極とは、図１には図示されないＡＣＦを介して電気的に接合されている。また、複数の電極端子３０と集積回路７２の裏面に形成された複数の突起電極７２ａとは、図１には図示されないＡＣＦを介して電気的に接合されている。

なお、集積回路７０，７２には図示されないＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｓ）が接続され、ＦＰＣを介して外部から集積回路７０，７２への信号の入出力が行われる。

本実施の形態１において、回路基板６０は液晶表示パネルのＴＦＴアレイ基板に適用可能である。回路基板６０をＴＦＴアレイ基板に適用する場合、領域５１は表示領域となる。また、行方向配線２はソース配線、列方向配線３はゲート配線に相当する。集積回路７０，７２は、領域５１の周囲の額縁領域５２に配置される。例えば、集積回路７０は液晶表示パネルのソース配線を駆動するソース駆動ＩＣであり、集積回路７２は液晶表示パネルのゲート配線を駆動するゲート駆動ＩＣである。また、行方向配線２と列方向配線３の各交差部分には図示しない薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が配置される。

また、回路基板６０をＴＦＴアレイ基板に適用する場合、回路基板６０は図示しないカラーフィルタ基板と貼り合せられ、回路基板６０とカラーフィルタ基板との間に液晶が封入される。

また、回路基板６０はタッチパネルにも適用可能である。回路基板６０をタッチパネルに適用する場合、領域５１はタッチ操作が行われる領域となる。この場合、集積回路７０，７２はタッチパネル制御用ＩＣである。なお、図１においては、行方向配線２、列方向配線３を線状に記載しているが、配線の形状はメッシュ状等、他の形状でもよい。

なお、本実施の形態１における回路基板６０は、液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板、タッチパネルに限定されず、基板５０上に電極端子２０，３０を有する回路基板全般に対して適用可能である。また、集積回路７０，７２も上述したソース駆動ＩＣ、ゲート駆動ＩＣ、タッチパネル制御用ＩＣに限定されない。

図２は、本実施の形態１における電極端子３０の平面図である。図２は図１の領域Ｓを拡大した平面図である。また、図３は図２の線分Ａ−Ａにおける電極端子３０の断面図である。

図２および図３に示すように、電極端子３０は凹部３０ａを備える。図３に示すように、凹部３０ａは、電極端子３０の基板５０とは反対側の面に設けられている。電極端子３０は２つの凸部３０ｂを備え、これらの凸部３０ｂの間において凹部３０ａが形成される。図２に示すように、本実施の形態１において、凹部３０ａは、電極端子３０の終端側から先端側（即ち、図２のｘ方向）に沿って平行に延在する。本実施の形態１において、凹部３０ａの深さｄはＡＣＦ４に含まれる導電粒子４１を保持可能な深さである。一般にＡＣＦ４に含まれる導電粒子４１の直径は２μｍ以上であるため、本実施の形態１では凹部３０ａの深さｄは２μｍとする。

図３に示すように、電極端子３０は、下層導電膜３１と、絶縁膜３２と、上層導電膜３３とを備える。下層導電膜３１は基板５０上に形成される。下層導電膜３１の基板５０とは反対側の面には、絶縁膜３２が形成される。ここで、絶縁膜３２は凸部３０ｂに対応する形状である。そして、下層導電膜３１および絶縁膜３２を覆うように上層導電膜３３が形成される。上層導電膜３３は引き出し配線３ａと同じ材料で形成される。

下層導電膜３１は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇなどの金属、又は、これらの金属の少なくとも１つを含む合金などである。凸部３０ｂを形成する絶縁膜３２は、有機膜又は無機膜である。絶縁膜３２が有機膜である場合、絶縁膜３２は、例えばアクリル等の高分子材料で形成される。絶縁膜３２が無機膜である場合、絶縁膜３２は、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙやこれらの積層膜で形成される。上層導電膜３３は例えば酸化インジウムスズ膜等の透明性を有する導電膜である。

なお、本実施の形態１では電極端子３０を３つの膜（即ち、下層導電膜３１、絶縁膜３２、上層導電膜３３）から形成したが、表面に凹部３０ａを備えていれば電極端子３０は１つの導電膜で形成されていてもよい。

以上では、電極端子３０の構成について説明したが、電極端子２０も電極端子３０と同様の構成を有する。つまり、電極端子２０は、電極端子２０の凹部３０ａと同様の凹部および凸部を備える。

図４は、電極端子３０と集積回路７２の突起電極７２ａとの接合部分の断面図である。電極端子３０と集積回路７２の裏面に設けられた突起電極７２ａとは、ＡＣＦ４を介して接合されている。ＡＣＦ４は熱硬化性樹脂４２と導電粒子４１とを含む。電極端子３０の凹部３０ａには、ＡＣＦ４に含まれる導電粒子４１が保持されている。凹部３０ａに保持された導電粒子４１により、電極端子３０と突起電極７２ａとが電気的に接続されている。

＜製造方法＞
図５（ａ）〜（ｄ）は、回路基板６０の電極端子２０の製造方法を示す図である。まず、基板５０上に導電膜を成膜する。基板５０は例えば絶縁性のガラス基板である。導電膜は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇなどの金属、又はこれらの少なくとも１つを含む合金などからなる。そして、写真製版工程により導電膜を短冊状にパターニングすることにより、図５（ａ)に示す下層導電膜３１が形成される。

次に、図５（ｂ）に示すように、基板５０上に有機膜７を形成する。そして、有機膜７を部分的に除去することにより絶縁膜３２が形成される。これにより、図５（ｃ）に示すように、下層導電膜３１の表面に複数の凸部３０ｂが形成される。凸部３０ｂの間において凹部３０ａが形成される。

また、図５（ｂ）において、下層電極３１の表面に化学気相成長法（ＣＶＤ法）により絶縁膜を成膜してもよい。このとき、絶縁膜は２μｍの厚みに成膜される。そして、図５（ｃ）において絶縁膜を部分的にドライエッチングすることにより凹部３０ａを形成してもよい。ドライエッチングは例えばプラズマエッチング装置を用いて行われる。

次に、図５（ｄ）に示すように、基板５０上に透明電極膜をスパッタリングにより積層し、パターニングして上層導電膜３３が形成される。

＜効果＞
本実施の形態１における回路基板６０は、基板５０と、基板５０上に設けられた少なくとも１つの電極端子３０と、電極端子３０の基板５０とは反対側の面に設けられた凹部３０ａと、を備え、電極端子３０と集積回路７２の裏面に設けられた突起電極７２ａとが異方性導電フィルム４を介して接合されたときに、凹部３０ａには異方性導電フィルム４に含まれる導電粒子４１が保持される。

本実施の形態１における回路基板６０においては、電極端子３０と集積回路７２の裏面に設けられた突起電極７２ａとがＡＣＦ４を介して接合されたときに、凹部３０ａには異方性導電フィルム４に含まれる導電粒子４１が保持される。従って、電極端子３０の表面に凹部３０ａを設けることにより、電極端子３０の面積が縮小した場合であっても、電極端子３０と集積回路７２の突起電極７２ａとを電気的に確実に接続することが可能となる。

また、本実施の形態１における回路基板６０は、少なくとも１つの電極端子３０は複数であり、基板５０上に絶縁膜を介して立体視で交差するように配設された複数の行方向配線２および複数の列方向配線３と、一端が複数の行方向配線２又は複数の列方向配線３のそれぞれと電気的に接合され、他端が複数の電極端子３０のそれぞれと電気的に接合された複数の引き出し配線２ａ，３ａとをさらに備える。

従って、例えば行方向配線２をソース配線、列方向配線３をゲート配線とすることにより、回路基板６０を液晶表示パネルのＴＦＴアレイ基板に適用可能である。また、行方向配線２および列方向配線３を備えることにより、回路基板６０をタッチパネルにも適用可能である。

また、本実施の形態１における回路基板６０において、電極端子３０の表面は引き出し配線３ａに覆われている。従って、電極端子３０の表面を引き出し配線３ａで覆うことにより、電極端子３０と引き出し配線３ａとを電気的に接続することが可能である。

また、本実施の形態１における回路基板６０において、凹部３０ａは複数の凸部３０ｂが電極端子３０の表面に配置されて形成されている。従って、電極端子３０の表面に複数の凸部３０ｂを設けることにより、その間において凹部３０ａを形成することが可能である。

また、本実施の形態１における回路基板６０において、凹部３０ａは、電極端子３０の終端側から先端側に沿って延在する。凹部３０ａが電極端子３０の終端側から先端側に沿って延在することにより、ＡＣＦ４を介して電極端子３０と集積回路７２との接合を行う際に、電極端子３０の縁から導電粒子４１がこぼれることを効果的に抑制することが可能である。従って、電極端子３０と集積回路７２の突起電極７２ａとを電気的により確実に接続することが可能となる。

また、本実施の形態１における回路基板６０において、凸部３０ｂは有機膜又は無機膜である。本実施の形態１において、凸部３０ｂは有機膜でも無機膜でもよいため、凸部３０ｂを形成する製造工程における自由度が高まる。

また、本実施の形態１における回路基板６０において、凹部３０ａの深さは２μｍ以上である。一般に導電粒子４１の直径は２μｍ以上であるため、凹部３０ａの深さを２μｍ以上とすることにより、導電粒子４１を安定して保持することが可能となる。

また、本実施の形態１における回路基板６０は、複数の行方向配線２と複数の列方向配線３の交差部分のそれぞれに配置された薄膜トランジスタをさらに備える。これにより、回路基板６０を液晶表示パネルのＴＦＴアレイ基板に適用することが可能となる。

また、本実施の形態１における集積回路付き回路基板１００は、回路基板６０と、集積回路７２と、異方性導電フィルム４と、を備え、電極端子３０と集積回路７２の裏面に設けられた突起電極７２ａとは異方性導電フィルム４を介して接合されていて、凹部３０ａには異方性導電フィルム４に含まれる導電粒子４１が保持されている。

本実施の形態１における集積回路付き回路基板１００においては、電極端子３０と集積回路７２の裏面に設けられた突起電極７２ａとがＡＣＦ４を介して接合されていて、凹部３０ａには異方性導電フィルム４に含まれる導電粒子４１が保持されている。従って、電極端子３０の表面に凹部３０ａを設けることにより、電極端子３０の面積が縮小した場合であっても、電極端子３０と集積回路７２の突起電極７２ａとを電気的に確実に接続することが可能となる。

また、本実施の形態１における回路基板６０の製造方法は、（ａ）基板５０上に複数の電極端子３０を形成する工程と、（ｂ）複数の電極端子３０の基板５０とは反対側の面に凹部３０ａを形成する工程と、を備え、工程（ｂ）において、電極端子３０の表面に化学気相成長法により絶縁膜が成膜された後、絶縁膜を部分的にドライエッチングすることにより凹部３０ａが形成される。

従って、化学気相成長法により絶縁膜を成膜した後、絶縁膜を部分的にドライエッチングすることにより凹部３０ａを形成することが可能である。また、回路基板６０の他の領域に絶縁膜のパターンを形成する工程において同時に凹部３０ａを形成することにより、新たに工程を追加することなく電極端子３０の表面に凹部３０ａを設けることが可能となる。

＜実施の形態２＞
図６は、本実施の形態２における電極端子３０の平面図である。図６は図１の領域Ｓにおける平面図である。図２で示したように実施の形態１の電極端子３０においては、２個の凸部３０ｂを互いに平行に配置することによって、１つの凹部３０ａを形成した。

図６で示すように本実施の形態２では、複数の凹部３０ａが平面視で市松模様状に配置される。つまり、本実施の形態２では、凹部３０ａと凸部３０ｂが空間を埋めるように平面視で交互に配置される。なお、電極端子２０の表面においても、複数の凹部を平面視で市松模様状に配置してもよい。

本実施の形態２における回路基板６０のその他の構成は実施の形態１と同じため説明を省略する。

＜効果＞
本実施の形態２における回路基板６０において、複数の凹部３０ａは、平面視で市松模様状に配置される。従って、電極端子３０と集積回路７２の裏面に設けられた突起電極７２ａとがＡＣＦ４を介して接合されたときに、凹部３０ａには異方性導電フィルム４に含まれる導電粒子４１が周囲を囲まれるように保持される。よって、電極端子３０の表面に市松模様状に凹部３０ａを設けることにより、電極端子３０の面積が縮小した場合であっても、電極端子３０と集積回路７２の突起電極７２ａとを電気的により確実に接続することが可能となる。

なお、上述の実施の形態１又は２では、回路基板６０の一例として、液晶表示パネルのＴＦＴ基板又はタッチパネルのセンサ基板を採用して、その実施の形態を示したが、集積回路が実装される基板の材料としてガラスである必要はなく、例えば可撓性のあるプラスチックでもよい。また、ＴＦＴ基板は、液晶表示パネルの基板である必要はなく、有機ＥＬ表示装置、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏ−ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍ）ディスプレイなどの基板であってもよいのは無論である。

また、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

２行方向配線、２ａ，３ａ引き出し配線、３列方向配線、４異方性導電フィルム、４１導電粒子、４２熱硬化性樹脂、２０，３０電極端子、３０ａ凹部、３０ｂ凸部、３１下層導電膜、３２絶縁膜、３３上層導電膜、５０基板、５１領域、５２額縁領域、６０回路基板、７０，７２集積回路、７２ａ突起電極、１００集積回路付き回路基板。

Claims

基板と、
前記基板上に設けられた少なくとも１つの電極端子と、
前記電極端子の前記基板とは反対側の面に設けられた凹部と、
を備え、
前記電極端子と集積回路の裏面に設けられた突起電極とが異方性導電フィルムを介して接合されたときに、前記凹部には前記異方性導電フィルムに含まれる導電粒子が保持される、
回路基板。
前記少なくとも１つの電極端子は複数であり、
前記基板上に絶縁膜を介して立体視で交差するように配設された複数の行方向配線および複数の列方向配線と、
一端が前記複数の行方向配線又は前記複数の列方向配線のそれぞれと電気的に接合され、他端が複数の前記電極端子のそれぞれと電気的に接合された複数の引き出し配線と
をさらに備える、
請求項１に記載の回路基板。
前記電極端子の表面は前記引き出し配線に覆われている、
請求項２に記載の回路基板。
前記凹部は複数の凸部が前記電極端子の表面に配置されて形成されている、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回路基板。
前記凹部は、前記電極端子の終端側から先端側に沿って延在する、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回路基板。
複数の前記凹部は、平面視で市松模様状に配置される、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回路基板。
前記凸部は有機膜又は無機膜である、
請求項４に記載の回路基板。
前記凹部の深さは２μｍ以上である、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の回路基板。
前記複数の行方向配線と前記複数の列方向配線の交差部分のそれぞれに配置された薄膜トランジスタをさらに備える、
請求項２に記載の回路基板。
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の回路基板と、
前記集積回路と、
前記異方性導電フィルムと、
を備え、
前記電極端子と集積回路の裏面に設けられた突起電極とは前記異方性導電フィルムを介して接合されていて、
前記凹部には前記異方性導電フィルムに含まれる導電粒子が保持されている、
集積回路付き回路基板。
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の回路基板の製造方法であって、
（ａ）前記基板上に複数の前記電極端子を形成する工程と、
（ｂ）複数の前記電極端子の前記基板とは反対側の面に前記凹部を形成する工程と、
を備え、
前記工程（ｂ）において、前記電極端子の表面に化学気相成長法により絶縁膜が成膜された後、前記絶縁膜を部分的にドライエッチングすることにより前記凹部が形成される、
回路基板の製造方法。