JP2023125888A - 接続構造体の製造方法、フィルム構造体、及びフィルム構造体の製造方法 - Google Patents

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Abstract

Figure 2023125888000001
【課題】プロセスタクトを短縮化することができる接続構造体の製造方法、フィルム構造体、及びフィルム構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】
複数の電子部品が実装される基板を準備する工程(A1)と、複数の電子部品が実装される基板に対応する基材上の所定位置に半田粒子を含有する個片化接着フィルムを含む複数の個片化接着フィルムが配置されたフィルム構造体を準備する工程(B1)と、複数の個片化接着フィルムを基板の所定箇所に一括で仮貼りする工程(C1)と、個片化接着フィルム上に電子部品を載置する工程(D1)と、個片化接着フィルム及び電子部品が設けられた基板をリフローする工程(E1)とを有する。複数の個片化接着フィルムを基板に一括で仮貼りするため、プロセスタクトを短縮化することができる。
【選択図】図2

Description

本技術は、電子部品を実装した接続構造体の製造方法、フィルム構造体、及びフィルム構造体の製造方法に関する。
リジッド基板やフレキシブル基板へのSMT(Surface Mount Technology)部品実装、LGA(Land Grid Array)/BGA(Ball Grid Array)実装、コネクタ実装等は、半田ペーストを基板に印刷し、その上に部品をマウンターで搭載した後、リフロー工程によって実装するのが一般的である。
半田ペーストの印刷は、実装される基板のレイアウトに合わせて型(版型、ステンシル)を作成する必要があること、印刷後の後工程(乾燥)などから、時間的な短縮に限界がある。
そこで、半田ペーストに替えて接着フィルムを用いる場合、半田ペーストを設ける工程がフィルムの仮貼り工程と置き換わることになり、時間的な短縮の効果は期待できる(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、リフロー工程を要する実装の場合、一つの基板に種類の異なる多数の部品を同時に実装することになるため、接着フィルムもそれに合わせて複数種類を用意し、個別に仮貼りすることになり、プロセスタクトが長くなってしまう。
特開2019-194479号公報
本技術は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、プロセスタクトを短縮化することができる接続構造体の製造方法、フィルム構造体、及びフィルム構造体の製造方法を提供する。
本技術に係る接続構造体の製造方法は、複数の電子部品が実装される基板を準備する工程と、前記複数の電子部品が実装される基板に対応する基材上の所定位置に半田粒子を含有する個片化接着フィルムを含む複数の個片化接着フィルムが配置されたフィルム構造体を準備する工程と、前記複数の個片化接着フィルムを前記基板の所定箇所に一括で仮貼りする工程と、前記個片化接着フィルム上に電子部品を載置する工程と、前記個片化接着フィルム及び前記電子部品が設けられた基板をリフローする工程とを有する。
本技術に係る接続構造体の製造方法は、複数の電子部品が実装される基板を準備する工程と、前記複数の電子部品に対応する個片化接着フィルムが基材上に設けられたフィルム構造体を準備する工程と、マウンターを用いて電子部品を当該電子部品に対応する個片化接着フィルムに押圧し、前記電子部品に前記個片化接着フィルムを貼着させ、前記個片化接着フィルムが貼着された電子部品を搭載する工程と、前記個片化接着フィルム及び前記電子部品が設けられた基板をリフローする工程とを有する。
本技術に係る接続構造体の製造方法は、複数の電子部品が実装される基板を準備する工程と、前記複数の電子部品に対応する個片化接着フィルムが基材上に設けられたフィルム構造体を準備する工程と、マウンターを用いて前記個片化接着フィルムを前記基板の所定箇所に搭載する工程と、前記個片化接着フィルム上に電子部品を載置する工程と、前記個片化接着フィルム及び前記電子部品が設けられた基板をリフローする工程とを有する。
本技術に係るフィルム構造体は、基材と、複数の部品に対応する前記基材上の所定位置に設けられた複数の個片化接着フィルムとを備え、前記複数の個片化接着フィルムの1以上が、半田粒子を含有してもよい。
本技術に係るフィルム構造体は、基材と、複数の部品に対応する前記基材上の所定位置に設けられた複数の個片化接着フィルムとを備え、前記複数の個片化接着フィルムの1以上が、半田粒子を含有する領域と半田粒子を含有しない領域とを有してもよい。
本技術に係るフィルム構造体は、基材と、複数の部品に対応する前記基材上の所定位置に設けられた複数の個片化接着フィルムとを備え、前記複数の個片化接着フィルムの1以上が、他の個片化接着フィルムの厚みと異なってもよい。
本技術に係るフィルム構造体は、基材と、複数の部品に対応する前記基材上の所定位置に設けられた、半田粒子を含有する領域と半田粒子を含有しない領域とを有する第1の厚みを有する個片化接着フィルムと、半田粒子を含有する領域と半田粒子を含有しない領域とを有する第2の厚みを有する個片化接着フィルムとを備えてもよい。
本技術に係るフィルム構造体の製造方法は、第1の基材上に第1の個片化接着フィルムを設け、第2の基材上に第2の個片化接着フィルムを設け、複数の電子部品に対応する前記第1の基材、前記第2の基材、又は第3の基材の所定位置に前記第1の個片化接着フィルム及び前記第2の個片化接着フィルムを配置し、前記第1の個片化接着フィルム及び前記第2の個片化接着フィルムの1以上が、半田粒子を含有する。
本技術に係るフィルム構造体の製造方法は、第1の基材上に半田粒子を含有しない個片化接着フィルムを設け、第2の基材上に半田粒子を含有する個片化接着フィルムを設け、前記第1の基材、前記第2の基材、又は第3の基材の所定位置に前記半田粒子を含有しない個片化接着フィルム及び前記半田粒子を含有する個片化接着フィルムを近接させ、半田粒子を含有しない領域と半田粒子を含有する領域とを有する個片化接着フィルムを配置する。
本技術に係るフィルム構造体の製造方法は、第1の基材上に第1の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、第2の基材上に第2の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、複数の部品に対応する前記第1の基材、前記第2の基材、又は第3の基材の所定位置に前記第1の厚みを有する個片化接着フィルム及び前記第2の厚みを有する個片化接着フィルムを配置する。
本技術に係るフィルム構造体の製造方法は、第1の基材上に半田粒子を含有しない第1の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、第2の基材上に半田粒子を含有しない第2の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、第3の基材上に半田粒子を含有する前記第1の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、第4の基材上に半田粒子を含有する前記第2の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、前記第1の基材、前記第2の基材、前記第3の基材、前記第4の基材、又は第5の基材の所定位置に前記半田粒子を含有しない第1の厚みを有する個片化接着フィルム及び前記半田粒子を含有する第1の厚みを有する個片化接着フィルムを近接させ、半田粒子を含有しない領域と半田粒子を含有する領域とを有する第1の厚みを有する個片化接着フィルムを配置すると共に、前記半田粒子を含有しない第2の厚みを有する個片化接着フィルム及び前記半田粒子を含有する第2の厚みを有する個片化接着フィルムを近接させ、半田粒子を含有しない領域と半田粒子を含有する領域とを有する第2の厚みを有する個片化接着フィルムを配置する。
本技術によれば、接着フィルムを複数種類用意し、個別に仮貼りするのに比べて、プロセスタクトを短縮化することができる。
図1は、基板の一例示す上面図である。 図2は、フィルム構造体の一例を示す上面図である。 図3は、基板上に個片化接着フィルムを仮貼した状態を示す図である。 図4は、フィルム構造体の変形例を示す上面図である。 図5は、基板上に変形例の個片化接着フィルムを一括で仮貼した状態を示す図である。 図6は、基板上に個片化接着フィルムを仮貼りする仮貼工程を示す図である。 図7は、半田ペーストを印刷する印刷工程を示す図である。 図8は、電子部品を載置する載置工程を示す図である。 図9(A)は、リフロー工程を示す図であり、図9(B)は、リフロー工程後の接続構造体の一例を示す図である。 図10は、リフロー炉の温度条件の一例を示すグラフである。 図11は、リールから引き出した個片化接着フィルムを示す平面図である。 図12は、電子部品に個片化接着フィルムを貼着させる状態を示す図である。 図13は、電子部品に貼着させた個片化接着フィルムを基板に搭載する状態を示す図である。 図14は、個片化接着フィルムを介して電子部品を基板に搭載させた状態を示す図である。 図15(A)は、吸着ヘッドの吸着面を示す平面図であり、図15(B)は、吸着ヘッドの側面を示す側面図である。 図16(A)は、加工前のフィルム構造体を示す平面図であり、図16(B)は、加工後のフィルム構造体を示す平面図である。 図17(A)は、第1のフィルム構造体を示す平面図であり、図17(B)は、第2のフィルム構造体を示す平面図であり、図17(C)は、加工後のフィルム構造体を示す平面図である。 図18(A)は、第1のフィルム構造体を示す平面図であり、図18(B)は、第2のフィルム構造体を示す平面図であり、図18(C)は、加工後のフィルム構造体を示す平面図であり、図18(D)は、加工後のフィルム構造体を示す断面図である。 図19(A)は、第1のフィルム構造体を示す平面図であり、図19(B)は、第2のフィルム構造体を示す平面図であり、図19(C)は、第3のフィルム構造体を示す平面図であり、図19(D)は、第4のフィルム構造体を示す平面図であり、図19(E)は、加工後のフィルム構造体を示す平面図であり、図19(F)は、加工後のフィルム構造体を示す断面図である。 図20は、レセプタクルコネクタの一例を示す平面図である。 図21は、フィルム構造体1の寸法を示す平面図である。 図22は、フィルム構造体2の寸法を示す平面図である。 図23は、フィルム構造体3の寸法を示す平面図である。 図24は、フィルム構造体4の寸法を示す平面図である。
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。
1.接続構造体の製造方法
2.フィルム構造体、及びフィルム構造体の製造方法
3.実施例
<1.接続構造体の製造方法>
<1-1.第1の実施の形態>
第1の実施の形態に係る接続構造体の製造方法は、複数の電子部品が実装される基板を準備する工程(A1)と、複数の電子部品が実装される基板に対応する基材上の所定位置に半田粒子を含有する個片化接着フィルムを含む複数の個片化接着フィルムが配置されたフィルム構造体を準備する工程(B1)と、複数の個片化接着フィルムを基板の所定箇所に一括で仮貼りする工程(C1)と、個片化接着フィルム上に電子部品を載置する工程(D1)と、個片化接着フィルム及び電子部品が設けられた基板をリフローする工程(E1)とを有する。第1の実施の形態に係る接続構造体の製造方法によれば、複数の個片化接着フィルムを基板に一括で仮貼りするため、プロセスタクトを短縮化することができる。また、基板全面に接着フィルムを仮貼りするのに比べて、必要のない箇所に接着フィルムを仮貼りすることがなくなるため、コストを下げることができる。
個片化接着フィルムの1以上は、半田粒子を含有することが好ましい。これにより、リフロー炉を用いて、電子部品を実装することができる。また、個片化接着フィルムの1以上は、半田粒子を含有する領域と半田粒子を含有しない領域とを有することが好ましい。これにより、例えば、レセプタクルコネクタのように端子部以外のむき出しの金属に半田が濡れ広がるのを防ぎ、端子部以外の不要な箇所への半田の濡れ広がりを防ぐことができる。また、個片化接着フィルムの1以上は、他の個片化接着フィルムの厚みと異なることが好ましい。これにより、電子部品の端子高さや端子面積が異なる場合、電子部品の大きさや重さが異なる場合、コネクタ周囲のバインダー濡れを制御する場合などによって、必要なバインダー量が異なる場合でも、接合強度を向上させることができる。
個片化接着フィルムは、ハーフカット加工、スクリーン印刷、又はインクジェット印刷により基材上に形成されることが好ましい。ハーフカット加工は、ビク刃により基材をカットせずに接着フィルムのみをカットし、不必要なところは抜き加工などにより除去する。スクリーン印刷は、スクリーンマスクの網目に対し、スキージなどによる圧力で接着剤を通過させ、基材上に印刷(塗布)し、例えばスクリーンマスクの厚みにより所定厚みの個片化接着フィルムを作製する。スクリーンマスクは、ポリエステルなどの合成繊維又はステンレスや各種金属繊維で織ったスクリーンメッシュを用いた版である。接着剤が半田粒子を含む場合は、半田粒子の最大径よりもメッシュを大きくすればよい。インクジェット印刷は、ノズルから所定の樹脂量を射出できる。ノズルから樹脂を対象(接着フィルム)にパターニングできるため、版は不要となる。例えば、個片化接着フィルムの表面の一部に樹脂を点描もしくは線描することでタック性を個片化接着フィルムの表面に設けることができる。全面の過半以上に射出して層とすることもできる。厚みは、後述する個片化接着フィルムと同様に測定することができる。タック性の付与以外に、個片化接着フィルムに接着強度や信頼性向上のためにインクジェット印刷で樹脂を設けてもよい(通常の層形成や配合物の添加と同様の働きを期待でき、作業工数や機能性付与の観点から使い分けができる利点がある)。
図1~図3は、第1の実施の形態に係る接続構造体の製造方法を説明するための図であり、図1は、基板の一例示す上面図であり、図2は、フィルム構造体の一例を示す上面図であり、図3は、基板上に個片化接着フィルムを仮貼した状態を示す図である。
[工程(A1)]
図1に示すように、工程(A1)では、複数の電子部品が実装される基板10を準備する。基板10は、第1のコネクタ実装領域11と、第2のコネクタ実装領域12と、第1のチップ実装領域13と、第2のチップ実装領域14と、第3のチップ実装領域15と、第4のチップ実装領域16と、第5のチップ実装領域17と、第6のチップ実装領域18とを備える。各実装領域11~18には、各電子部品に対応した端子が形成されている。
基板10は、リフロー熱に耐熱性を有するリジット基板やフレキシブル基板(FPC:Flexible Printed Circuits)であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミック基板、プラスチック基板、樹脂多層基板などを用いることができる。また、各実装領域11~18の端子には、金、ニッケル、パラジウム、銀、銅、錫などのめっきが施されることが好ましい。
電子部品は、リフローにより接合可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、コネクタ、IC(Integrated Circuit)やLSI(Large Scale Integration)のパッケージ、LED(Light Emitting Diode)、スイッチなどが挙げられる。コネクタとしては、例えばレセプタクルコネクタ又はプラグコネクタが挙げられ、レセプタクルコネクタがプラグコネクタを覆って嵌合する仕様のものが挙げられる。また、レセプタクルコネクタは、全体の外形が過度に大きくなるのを避け、嵌合後の外形を小さくするため、プラグコネクタに比べてレセプタクルコネクタの端子長さが短い仕様としてもよい。端子長さが短くなるとこれに応じて半田接続される面積も小さくなるため、レセプタクルコネクタと基板との間における半田接続の強度が小さくなる傾向がある。このような理由から、レセプタクルコネクタが比較的小さい半田接合面積で十分な強度を得るために、導電接着フィルムの厚みをプラグコネクタの半田接続で使用される導電接着フィルムの厚みよりも大きくし、且つ導電接着フィルムの面積も広くとるようにしてもよい。このような部品の大きさと接着フィルムの厚みや面積の調整は、レセプタクルコネクタに限定されるものではなく、本技術では、他の部品であっても大きさや重さ、半田接合面積によって、適宜調整することができる。
[工程(B1)]
図2に示すように、工程(B1)では、複数の電子部品が実装される基板10に対応する基材20上の所定位置に半田粒子を含有する個片化接着フィルムを含む複数の個片化接着フィルム21~28が配置されたフィルム構造体を準備する。
個片化接着フィルム21~28としては、特に制限はなく、フィルム状の導電性フィルム、半田粒子が溶融する半田粒子含有樹脂フィルム、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)、フィルム状の接着フィルム(NCF:Non Conductive Film)などが挙げられる。これらは単層でもよく、2層以上の層構成であってもよい。組み合わせに特に制限はないが、接着フィルム(半田粒子非含有)に、導電性フィルム(半田粒子含有)又は半田粒子含有樹脂フィルムの少なくも一方が積層されることで、一つの個片化接着フィルムにおけるフィルムの厚みと半田粒子の含有量を調整することができる。この場合、どちらの面を基板側にするかは、目的に合わせて選択すればよい。
フィルム構造体は、1つの基板に対応するように基材20上に個片化接着フィルム21~28が配置されたシートであってもよく、テープ状の基材上に個片化接着フィルム21~28が長手方向に単位領域毎に連続して配置され、巻き回されたリールであってもよい。ここで、「単位領域」とは、基材の長さ方向に所定長さを有し、例えば矩形状の領域を示す。
図2に示すフィルム構造体は、第1の個片化接着フィルム21~第8の個片化接着フィルム28のすべてが半田粒子を含有しているが、これに限られるものではなく、第1の個片化接着フィルム21~第8の個片化接着フィルム28の1以上が、半田粒子を含有していればよい。図2に示すフィルム構造体において、第1の個片化接着フィルム21a、21bは、それぞれ第1のコネクタ実装領域11の端子列に対応し、第2の個片化接着フィルム22a、22bは、それぞれ第2のコネクタ実装領域12の端子列に対応する。また、第3の個片化接着フィルム23~第8の個片化接着フィルム28は、それぞれ第1のチップ実装領域13、第2のチップ実装領域14、第3のチップ実装領域15、第4のチップ実装領域16、第5のチップ実装領域17、第6のチップ実装領域18に対応する。また、フィルム構造体は、基材20上に個片化接続フィルム21~28が存在しない領域を有する。
[工程(C1)]
図3に示すように、工程(C1)では、複数の個片化接着フィルム21~28を基板10の所定箇所に一括で仮貼し、複数の個片化接着フィルム21~28を基材20から基板10に一括転着させる。複数の個片化接着フィルム21~28が配置された基材20をアライメントしながら基板10上に一括仮貼り(貼付)することにより、複数の個片化接着フィルム21~28を個別に仮貼りするのに比べて、プロセスタクトを短縮化することができる。また、基材20にアライメントマークを設けることにより、位置合わせの精度をより向上させることができる。
第1のコネクタ実装領域11には、第1の個片化接着フィルム21a、21bが仮貼りされ、第2のコネクタ実装領域12には、第2の個片化接着フィルム22a、22bが仮貼りされる。また、第1のチップ実装領域13~第6のチップ実装領域18には、それぞれ第3の個片化接着フィルム23~第8の個片化接着フィルム28が仮貼りされる。
[工程(D1)]
工程(D1)では、個片化接着フィルム21~28上に電子部品を載置する。工程(D1)では、マウンターを用いて電子部品をピックアップし、個片化接着フィルム21~28上に電子部品を搭載することが好ましい。
第1の個片化接着フィルム21a、21b上には、第1のコネクタ部品が搭載され、第2の個片化接着フィルム22a、22b上には、第2のコネクタ部品が搭載される。また、第3の個片化接着フィルム23~第8の個片化接着フィルム28上には、それぞれ第1のチップ部品~第6のチップ部品が搭載される。なお、図3に示す例では、1つのコネクタ部品に対して2つの個片、及び1つのチップ部品に対して1つの個片を使用することとしたが、これに限られるものではなく、1つのコネクタ部品に対して1つの個片を使用することとしてもよく、1つのチップ部品に対して複数の個片を使用することとしてもよい。また、同一基板において凹凸や段差を有している場合や、電極の高さや位置が異なる電子部品と基板とを組み合わせる場合、必要な樹脂量が異なるため、個片化接着フィルムの厚みは、個々に異なっていてもよい。
[工程(E1)]
工程(E1)では、個片化接着フィルム21~28及び電子部品が設けられた基板10をリフローする。リフロー炉は、例えば、予備加熱ゾーン、本加熱ゾーン及び冷却ゾーンを備え、この順に基板10を流すことにより、電子部品と基板10とを半田接合させる。
リフロー炉では、加熱により導電性接着剤が溶融し、半田融点以上である本加熱により電極間に挟持された半田粒子がバインダー流動などで移動・凝集して溶融し、半田が電極に濡れ広がり、冷却により電子部品の端子列と基板10の端子列とが接合される。リフロー炉は、機械的な加圧をせずに無荷重で加熱接合させることができるため、表面電子部品及び基板10のダメージを抑制することができる。リフロー炉としては、大気圧リフロー、真空リフロー、大気圧オーブン、オートクレーブ(加圧オーブン)などが挙げられ、これらの中でも、接合部に内包する気泡を排除することができる真空リフロー、オートクレーブなどを用いることが好ましい。また、窒素ガス等の不活性ガスを使用したリフロー炉を用いてもよい。
<1-1-1.第1の実施の形態の変形例1>
図2に示すフィルム構造体では、1つの電子部品に対して1つの個片化接着フィルムを配置するようにしたが、これに限れられるものではなく、2以上の電子部品に対して1つの個片化接着フィルムを配置するようにしてもよい。この場合、個片化接着フィルムは、基板と電子部品との端子間の接続箇所に半田粒子を含有し、接続箇所以外は、半田粒子を含有しないことが好ましい。
図4は、フィルム構造体の変形例を示す上面図である。図4に示すフィルム構造体は、基材上30に第1の個片化接着フィルム30A~第4の個片化接着フィルム30Dを配置している。
第1の個片化接着フィルム30Aは、第1のコネクタ実装領域11に対応し、半田粒子を含有する含有部31a、31bと半田粒子を含有しない非含有部31cとを有する。含有部31a、31bは、図2に示すフィルム構造体の第1の個片化接着フィルム21a、21bに相当する。
第2の個片化接着フィルム30Bは、第2のコネクタ実装領域12に対応し、半田粒子を含有する含有部32a、32bと半田粒子を含有しない非含有部32cとを有する。含有部32a、32bは、図2に示すフィルム構造体の第2の個片化接着フィルム22a、22bに相当する。
第3の個片化接着フィルム30Cは、第1のチップ実装領域13に対応する半田粒子を含有する第1の含有部33と、第2のチップ実装領域14に対応する半田粒子を含有する第2の含有部34と、第3のチップ実装領域15に対応する半田粒子を含有する第3の含有部35と、第4のチップ実装領域16に対応する半田粒子を含有する第4の含有部36と、第1の含有部33~第4の含有部36を一体化させる半田粒子を含有しない非含有部とを有する。第1の含有部33~第4の含有部36は、図2に示すフィルム構造体の第3の個片化接着フィルム23~第6の個片化接着フィルム26に相当する。
第4の個片化接着フィルム30Dは、第5のチップ実装領域15に対応する半田粒子を含有する第1の含有部37と、第6のチップ実装領域16に対応する半田粒子を含有する第2の含有部38と、第1の含有部37~第2の含有部38を一体化させる半田粒子を含有しない非含有部とを有する。第1の含有部37~第2の含有部38は、図2に示すフィルム構造体の第7の個片化接着フィルム27~第8の個片化接着フィルム28に相当する。
図5は、基板上に変形例の個片化接着フィルムを一括で仮貼した状態を示す図である。図5に示すように、工程(C1)において、第1の個片化接着フィルム30A~第4の個片化接着フィルム30Dを一括で仮貼し、第1の個片化接着フィルム30A~第4の個片化接着フィルム30Dを基材30から基板10に一括転写する。
第1のコネクタ実装領域11には、第1の個片化接着フィルム30Aが仮貼りされ、第2のコネクタ実装領域12には、第2の個片化接着フィルム30Bが仮貼りされる。また、第1のチップ実装領域13~第4のチップ実装領域16には、第3の個片化接着フィルム30Cが仮貼りされ、第5のチップ実装領域17~第6のチップ実装領域18には、第4の個片化接着フィルム30Dが仮貼りされる。なお、図5に示す例において、同一基板において凹凸や段差を有している場合や、電極の高さや位置が異なる電子部品と基板とを組み合わせる場合、必要な樹脂量が異なるため、半田粒子を含有する含有部や半田粒子を含有しない非含有部の厚みは、個々に異なっていてもよい。
<1-1-2.第1の実施の形態の変形例2>
半田ペーストと共用する場合には、個片化接着フィルムを仮貼り後に半田ペーストを印刷し、その後マウンターとリフローを行うことにより、半田ペーストとの共用も可能となる。
すなわち、第1の実施の形態において、基板上に個片化接着フィルムを仮貼りする工程(C1)後に、基板の所定箇所に半田ペーストを設ける工程をさらに設け、部品を載置する工程(D1)では、半田ペースト上に部品を載置することにより、個片化接着フィルムと半田ペーストとを共用することができ、半田接続部の半田量を増やしたい場合などにも対応することができる。
図6~図9は、第1の実施の形態に係る接続構造体の製造方法の変形例を説明するための図である。なお、図6~図9では、説明を簡単にするため、1つの個片化接着フィルムを仮貼りすることとするが、複数の個片化接着フィルムを一括で仮貼りすることが望ましい。以下、個片化接着フィルムを仮貼りする仮貼工程、半田ペーストを印刷する印刷工程、電子部品を載置する載置工程、及び、リフローするリフロー工程について説明する。
[仮貼工程]
図6は、基板上に個片化接着フィルムを仮貼りする仮貼工程を示す図であり、図6(A)は、断面図であり、図6(B)は、平面図である。基板40は、個片化接着フィルム実装領域41と、半田ペースト実装領域42とを有する。半田ペースト実装領域42には、第1の電極43~第4の電極46を有する。
図6に示すように、個片化接着フィルムを仮貼りする工程では、基板40上の個片化接着フィルム実装領域41に個片化接着フィルム51を仮貼りする。仮貼りする工程は、図3に示す工程(C1)と同様である。なお、同一基板において凹凸や段差を有している場合や、電極の高さや位置が異なる電子部品と基板とを組み合わせる場合、必要な樹脂量が異なるため、個片化接着フィルムの厚みは、個々に異なっていてもよい。
[印刷工程]
図7は、半田ペーストを印刷する工程を示す図であり、図7(A)は、断面図であり、図7(B)は、平面図である。図7に示すように、半田ペーストを印刷する工程では、メタルマスク60とスキージ61を用い、半田ペースト63を第1の電極43~第4の電極46に塗布し、第1の半田ペースト層63~第4の半田ペースト層66を形成する。メタルマスク60の底面には、個片化接着フィルム実装領域41に対応して凹部を設けることが好ましい。メタルマスク60の個片化接着フィルム実装領域41に対応する底面に凹部を設けることにより、個片化接着フィルム51が押し潰されるのを防ぐと共に、個片化接着フィルム51がメタルマスク60に貼着されるのを防ぐことができる。
[載置工程]
図8は、部品を載置する工程を示す図であり、図8(A)は、断面図であり、図8(B)は、平面図である。図8に示すように、部品を載置する工程では、個片化接着フィルム51上に第1のチップ部品71を搭載し、第1の半田ペースト層63及び第2の半田ペースト層62上に第2のチップ部品72を搭載し、第3の半田ペースト層63及び第4の半田ペースト層62上に第3のチップ部品73を搭載する。部品を載置する工程では、工程(D1)同様、マウンターを用いて第1のチップ部品71~第3のチップ部品73を搭載することが好ましい。
[リフロー工程]
図9(A)は、リフロー工程を示す図であり、図9(B)は、リフロー工程後の接続構造体の一例を示す図である。また、図10は、リフロー炉の温度条件の一例を示すグラフである。
リフロー工程は、工程(E1)と同様であり、リフロー炉では、例えば、図10に示すように、昇温して180℃で1分30秒間予備加熱し、さらに昇温して260℃で30秒間本加熱し、冷却することにより、第1のチップ部品71と基板40とを半田接合させ、第2のチップ部品72、73と基板40とを半田接合させる。
<1-2 第2の実施の形態>
第2の実施の形態に係る接続構造体の製造方法は、複数の電子部品が実装される基板を準備する工程(A2)と、複数の電子部品に対応する個片化接着フィルムが基材上に設けられたフィルム構造体を準備する工程(B2)と、マウンターを用いて電子部品を当該電子部品に対応する個片化接着フィルムに押圧し、電子部品に個片化接着フィルムを貼着させ、個片化接着フィルムが貼着された電子部品を搭載する工程(D2)と、個片化接着フィルム及び電子部品が設けられた基板をリフローする工程(E2)とを有する。第2の実施の形態に係る接続構造体の製造方法によれば、マウンターを用いて電子部品を当該電子部品に対応する個片化接着フィルムに押圧し、電子部品に個片化接着フィルムを貼着させ、個片化接着フィルムが貼着された電子部品を搭載するため、プロセスタクトを短縮化することができる。また、準備するフィルム構造体は、基板のレイアウトに必ずしも一致する必要がないため、個片を密に詰めることができ、フィルム構造体としてはスペースを省略できる効果が期待できる。
以下、基板を準備する工程(A2)、フィルム構造体を準備する工程(B2)、電子部品を搭載する工程(D2)、及び、基板をリフローする工程(E2)について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構成には、同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
[工程(A2)]
工程(A2)では、第1の実施の形態の工程(A1)と同様、複数の電子部品が実装される基板10を準備する。
[工程(B2)]
工程(B2)では、複数の電子部品に対応する個片化接着フィルムが基材上に設けられたフィルム構造体を準備する。フィルム構造体は、テープ状の基材上に個片化接着フィルムが長手方向に所定範囲毎に連続して配置され、巻き回されたリールであることが好ましい。
図11は、リールから引き出した個片化接着フィルムを示す平面図である。図11に示すように、第1の個片化接着フィルム21~第8の個片化接着フィルム28をそれぞれ巻き回した第1のリール~第8のリールを準備することが好ましい。なお、図2に示す工程(B1)と同様、複数の電子部品が実装される基板10に対応する基材20上の所定位置に半田粒子を含有する個片化接着フィルムを含む複数の個片化接着フィルム21~28が配置されたフィルム構造体を準備してもよい。
[工程(D2)]
工程(D2)では、マウンターを用いて電子部品を当該部品に対応する個片化接着フィルムに押圧し、電子部品に個片化接着フィルムを貼着させ、個片化接着フィルムが貼着さられた電子部品を搭載する。なお、同一基板において凹凸や段差を有している場合や、電極の高さや位置が異なる電子部品と基板とを組み合わせる場合、必要な樹脂量が異なるため、個片化接着フィルムの厚みは、電子部品毎に個々に異なっていてもよい。
図12~図14は、部品を搭載する工程を示す図であり、図12は、電子部品に個片化接着フィルムを貼着させる状態を示す図であり、図13は、電子部品に貼着させた個片化接着フィルムを基板に搭載する状態を示す図であり、図14は、個片化接着フィルムを介して電子部品を基板に搭載させた状態を示す図である。
図12に示すように、マウンターの吸着ヘッド80でピックアップした電子部品81を個片化接着フィルム82に押圧し、電子部品81に個片化接着フィルム82を貼着させ、個片化接着フィルム82を基材83から電子部品81に転着させる。次に、図13及び図14に示すように、個片化接着フィルム82が貼着された電子部品81を吸着ヘッド80でピックアップし、個片化接着フィルム82を介して基板84に搭載する。
これにより、第1の実施の形態と同様、第1のコネクタ実装領域11には、第1の個片化接着フィルム21a、21bを介して第1のコネクタ部品が搭載され、第2のコネクタ実装領域12には、第2の個片化接着フィルム22a、22bを介して第2のコネクタ部品が搭載される。また、第1のチップ実装領域13~第6のチップ実装領域18には、それぞれ第3の個片化接着フィルム23~第8の個片化接着フィルム28を介して第1のチップ部品~第6のチップ部品が搭載される。
[工程(E2)]
工程(E2)では、第1の実施の形態の工程(E1)と同様、個片化接着フィルム21~28及び電子部品が設けられた基板10をリフローする。
<1-2-1.第2の実施の形態の変形例1>
半田ペーストと共用する場合には、半田ペーストの印刷後、マウンターを用いて個片化接着フィルムが貼着された電子部品を搭載し、リフローを行うことにより、半田ペーストとの共用も可能となる。
すなわち、第2の実施の形態において、個片化接着フィルムが貼着された電子部品を搭載する工程(D2)前に、基板の所定箇所に半田ペーストを設ける工程と、半田ペースト上に電子部品を載置する工程とをさらに有することにより、個片化接着フィルムと半田ペーストとを共用することができる。
<1-3 第3の実施の形態>
第3の実施の形態に係る接続構造体の製造方法は、複数の電子部品が実装される基板を準備する工程(A3)と、複数の電子部品に対応する個片化接着フィルムが基材上に設けられたフィルム構造体を準備する工程(B3)と、マウンターを用いて個片化接着フィルムを基板の所定箇所に搭載する工程(C3)と、個片化接着フィルム上に電子部品を載置する工程(D3)と、個片化接着フィルム及び電子部品が設けられた基板をリフローする工程(E3)とを有する。第3の実施の形態に係る接続構造体の製造方法によれば、マウンタヘッドを用いて個片化接着フィルムを基板の所定箇所に搭載することにより、仮貼りプロセス自体がなくなるため、プロセスタクトを短縮化することができる。また、準備するフィルム構造体は、基板のレイアウトに必ずしも一致する必要がないため、個片を密に詰めることができ、フィルム構造体としてはスペースを省略できる効果が期待できる。
以下、基板を準備する工程(A3)、フィルム構造体を準備する工程(B3)、個片化接着フィルムを搭載する工程(C3)、電子部品を搭載する工程(D3)、及び、基板をリフローする工程(E3)について説明する。なお、第1の実施の形態及び、第2の実施の形態と同じ構成には、同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
[工程(A3)]
工程(A3)では、第1の実施の形態の工程(A1)と同様、複数の電子部品が実装される基板10を準備する。
[工程(B3)]
工程(B3)では、第2の実施の形態の工程(B2)と同様、複数の部品に対応する個片化接着フィルムが基材上に設けられたフィルム構造体を準備する。フィルム構造体は、テープ状の基材上に個片化接着フィルムが長手方向に所定範囲毎に連続して配置され、巻き回されたリールであることが好ましい。
[工程(C3))]
工程(C3)では、マウンターを用いて個片化接着フィルムを基板の所定箇所に搭載する。マウンターは、個片化接着フィルムを吸着する吸着ヘッドを備える。
図15は、吸着ヘッドの構成例を示す図であり、図15(A)は、吸着ヘッドの吸着面を示す平面図であり、図15(B)は、吸着ヘッドの側面を示す側面図である。図15に示すように、吸着ヘッド90は、先端にエラストマー層91を備え、エラストマー表面に吸着穴92を有する。
エラストマー層91における吸着面の横幅x1及び縦幅y1の上限は、好ましくは30mm以下、より好ましくは20mm以下、さらに好ましくは15mm以下である。また、吸着面における吸着穴92の形成領域の横幅x2及び縦幅y2の下限は、好ましくは0.5mm以上、より好ましくは1.0mm以上、さらに好ましくは2.0mm以上である。また、吸着穴92の直径の下限は、好ましくは0.05mm以上、より好ましくは0.1mm以上、さらに好ましくは0.2mm以上であり、吸着穴92の直径の上限は、好ましくは3mm以下、より好ましくは1mm以下、さらに好ましくは0.5mm以下である。また、一つの吸着ヘッドに複数個所の吸着穴エリアを設けて、複数の個片化接着フィルムを吸着し、複数の個片化接着フィルムを一緒にマウントできるようにしてもよい。
エラストマー層91は、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムなどの熱硬化性エラストマーから構成される。エラストマー層91の厚みの下限は、好ましくは50μm以上、より好ましくは100μm以上、さらに好ましくは150μm以上であり、厚みの上限は、好ましくは500μm以下、より好ましくは300μm以下、さらに好ましくは250μm以下である。これにより、基板に凹凸や段差があっても、個片化接着フィルムを所定の場所に貼り付けることができる。
このような吸着ヘッドを用いることにより、第1の実施の形態と同様、第1のコネクタ実装領域11には、第1の個片化接着フィルム21a、21bが搭載され、第2のコネクタ実装領域12には、第2の個片化接着フィルム22a、22bが搭載される。また、第1のチップ実装領域13~第6のチップ実装領域18には、それぞれ第3の個片化接着フィルム23~第8の個片化接着フィルム28が搭載される。なお、同一基板において凹凸や段差を有している場合や、電極の高さや位置が異なる電子部品と基板とを組み合わせる場合、必要な樹脂量が異なるため、個片化接着フィルムの厚みは、個々に異なっていてもよい。
[工程(D3)]
工程(D3)では、第1の実施の形態の工程(D3)と同様、個片化接着フィルム21~28上に電子部品を載置する。これにより、第1の実施の形態と同様、第1の個片化接着フィルム21a、21b上には、第1のコネクタ部品が搭載され、第2の個片化接着フィルム22a、22b上には、第2のコネクタ部品が搭載される。また、第3の個片化接着フィルム23~第8の個片化接着フィルム28上には、それぞれ第1のチップ部品~第6のチップ部品が搭載される。
[工程(E2)]
工程(E2)では、第1の実施の形態の工程(E1)と同様、個片化接着フィルム21~28及び電子部品が設けられた基板10をリフローする。
<1-3-1.第3の実施の形態の変形例1>
半田ペーストと共用する場合には、半田ペーストの印刷後、マウンターを用いて個片化接着フィルム及び電子部品を搭載し、リフローを行うことにより、半田ペーストとの共用も可能となる。
すなわち、第3の実施の形態において、個片化接着フィルムを搭載する工程(C3)前に、基板の所定箇所に半田ペーストを設ける工程と、半田ペースト上に電子部品を載置する工程とをさらに有することにより、個片化接着フィルムと半田ペーストとを共用することができる。
なお、本技術に係る接続構造体の製造方法は、例えば、半導体装置(ドライバICの他、光学素子や熱電変換素子、光電変換素子など半導体を利用したものは全て含む)、表示装置(モニター、テレビ、ヘッドマウントディスプレイなど)、携帯機器(タブレット端末、スマートフォン、ウェアラブル端末など)、ゲーム機、オーディオ機器、撮像装置(カメラモジュールなどのイメージセンサを用いるもの)、車両(移動装置)用電装実装、医療機器、センサーデバイス(タッチセンサー、指紋認証、虹彩認証など)、家電製品などの電気的接続を用いるあらゆる電子機器の製造方法に用いることができる。
<2.フィルム構造体、及びフォルム構造体の製造方法>
<2-1.第1の実施の形態>
第1の実施の形態に係るフィルム構造体は、基材と、複数の電子部品に対応する前記基材上の所定位置に配置された複数の個片化接着フィルムとを備え、前記複数の個片化接着フィルムの1以上が、半田粒子を含有する。第1の実施の形態に係るフィルム構造体によれば、複数の電子部品に対応する基材の所定位置に個片化接着フィルムが配置されているため、基板上に一括で仮貼りすることができ、リフロー炉を用いて、電子部品を実装することができる。
また、第1の実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法は、第1の基材上に第1の個片化接着フィルムを設け、第2の基材上に第2の個片化接着フィルムを設け、複数の電子部品に対応する第1の基材、第2の基材、又は第3の基材の所定位置に第1の個片化接着フィルム及び第2の個片化接着フィルムを配置し、第1の個片化接着フィルム及び第2の個片化接着フィルムの1以上が、半田粒子を含有する。
基材は、複数の個片化接着フィルムを支持する支持フィルムである。基材としては、例えば、PET(Poly Ethylene Terephthalate)、OPP(Oriented Polypropylene)、PMP(Poly-4-methylpentene-1)、PTFE(Polytetrafluoroethylene)などが挙げられる。また、基材は、少なくとも個片化接着フィルム側の面が例えばシリコーン樹脂により剥離処理されたものを好適に用いることができる。
基材の厚みは、特に限定されるものではない。基材の厚みの下限は、剥離の観点からは、好ましくは10μm以上、より好ましくは25μm以上、さらに好ましくは38μm以上である。基材の厚みの上限は、厚すぎると過度に接着フィルムに圧力がかかりすぎることが懸念されるため、好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下、さらに好ましくは75μm以下であり、50μm以下としてもよい。
また、基材の幅も、特に限定されるものではない。基材の幅の下限は、巻き回す観点からは、好ましくは1mm以上、より好ましくは2mm以上、さらに好ましくは4mm以上である。基材の幅の上限は、大きすぎると持ち運びや取り扱いが困難となることが懸念されるため、好ましくは500mm以下、より好ましくは250mm以下、さらに好ましくは120mm以下である。
フィルム構造体は、1つの基板に対応するように基材上に複数の個片化接着フィルムが配置されたシートであってもよく、テープ状の基材上に複数の個片化接着フィルムが長手方向に単位領域毎に連続して配置され、巻き回されたリールであってもよい。リールである場合、基材の幅は接続対象の電子部品レイアウト領域(矩形領域)の短手側であっても長手側であってもよい。ここで、「単位領域」とは、基材の長さ方向に所定長さを有し、例えば矩形状の領域を示す。
個片化接着フィルムは、ハーフカット加工、スクリーン印刷、又はインクジェット印刷により基材上に形成することができる。ハーフカット加工は、ビク刃により基材をカットせずに接着フィルムのみをカットし、不必要なところは抜き加工などにより除去する。スクリーン印刷は、スクリーンマスクの網目に対し、スキージなどによる圧力で接着剤を通過させ、基材上に印刷(塗布)し、例えばスクリーンマスクの厚みにより所定厚みの個片化接着フィルムを作製する。スクリーンマスクは、ポリエステルなどの合成繊維又はステンレスや各種金属繊維で織ったスクリーンメッシュを用いた版である。接着剤が半田粒子を含む場合は、半田粒子の最大径よりもメッシュを大きくすればよい。インクジェット印刷は、版不要でデータから直接パターニングし、例えばノズル径により塗布量をコントロールして所定厚みの個片化接着フィルムを作製する。接着剤が半田粒子を含む場合は、半田粒子の最大径よりもノズル径を大きくすればよい。
また、個片化接着フィルムは、2層以上の構成であってもよく、半田粒子を含む層と含まない層の2層以上の構成であってもよく、半田粒子を含む層同士の2層以上の構成であってもよく、半田粒子を含まない層同士の2層以上の構成であってもよい。
個片化接着フィルムを2層以上で構成する場合、塗布や積層などにより2層以上の原反を形成してからハーフカット加工することが好ましい。また、スクリーン印刷により個片化接着フィルムを作製した後に、積層して成形してもよい。また、ノズルジェット印刷(インクジェット印刷)で、個片化接着フィルムを作製した後に、積層して成形してもよい。
個片化接着フィルムが半田粒子を含有する導電性フィルムである場合、半田粒子の平均粒径に対する接着フィルムの厚みの比の下限は、好ましくは0.6以上、より好ましくは0.8以上、さらに好ましくは0.9以上である。また、個片化接着フィルムの厚みは、同一基板において凹凸や段差を有している場合や、電極の高さや位置が異なる電子部品と基板とを組み合わせる場合がある。このような場合、必要な樹脂量が異なるため、特に制限はないが、一般的にフィルム形成するのに適した200μm以下とすることが好ましい。なお、個片化接着フィルムの厚みは、個々に異なっていてもよく、同一基板上に複数の個片化接着フィルムが設けられた場合、最大厚みの個片化接着フィルムの厚みが200μm以下であることが好ましい。
個片化接着フィルムの厚みは、1μm以下、好ましくは0.1μm以下を測定できる公知のマイクロメータやデジタルシックネスゲージ(例えば、株式会社ミツトヨ:MDE-25M、最小表示量0.0001mm)を用いて測定することができる。フィルム厚みは、10箇所以上を測定し、平均して求めればよい。但し、粒子径よりもフィルム厚みが薄い場合には、接触式の厚み測定器は適さないので、レーザー変位計(例えば、株式会社キーエンス、分光干渉変位タイプSI-Tシリーズなど)を用いることが好ましい。ここで、フィルム厚みとは、バインダー樹脂層のみの厚みであり、露出している場合の粒子径は含まない。また、個片化接着フィルムが複数層である場合、フィルム厚みは、複数層の厚みを指す。
個片化接着フィルムのバインダーは、熱硬化性であっても、熱可塑性であってもよいが、リフロー工程による温度制御により溶融・硬化可能な熱硬化性であることが好ましい。以下では、熱硬化性バインダー(絶縁性バインダー)について説明する。
[熱硬化型バインダー]
熱硬化性バインダーは、発熱ピーク温度が、半田粒子の融点よりも高いことが好ましく、半田粒子の融点よりも低い溶融温度を有するものであることが好ましい。ここで、発熱ピーク温度は、回転式レオメーター(サーモフィッシャー社製)を用い、測定圧力1N温度範囲30~200℃、昇温速度10℃/分、測定周波数1Hz、測定プレート直径8mmの条件で測定することができる。これにより、加熱により熱硬化性バインダーが溶融し、半田粒子が端子間に挟持された状態で半田が溶融するため、ファインピッチの電極を備える電子部品を接合させることができる。
熱硬化型バインダーとしては、(メタ)アクリレート化合物と熱ラジカル重合開始剤とを含む熱ラジカル重合型樹脂組成物、エポキシ化合物と熱カチオン重合開始剤とを含む熱カチオン重合型樹脂組成物、エポキシ化合物と熱アニオン重合開始剤とを含む熱アニオン重合型樹脂組成物などが挙げられる。また、公知の粘着剤組成物を用いてもよい。なお、(メタ)アクリルモノマーとは、アクリルモノマー、及びメタクリルモノマーのいずれも含む意味である。
以下では、具体例として、固形エポキシ樹脂と、液状エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂硬化剤とを含有する熱アニオン重合型樹脂組成物を例に挙げて説明する。
固形エポキシ樹脂は、常温で固形であり、分子内に1つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等であってもよい。これにより、フィルム形状を維持することができる。なお、常温とは、JIS Z 8703で規定する20℃±15℃(5℃~35℃)の範囲である。
液状エポキシ樹脂は、常温で液状であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等であってもよく、ウレタン変性のエポキシ樹脂であっても構わない。
液状エポキシ樹脂の配合量は、固形エポキシ樹脂100質量部に対し、好ましくは160質量部以下、より好ましくは100質量部以下、さらに好ましくは70質量部以下である。液状エポキシ樹脂の配合量が多くなると、フィルム形状を維持することが困難となる。また、液状エポキシ樹脂の配合量が多くなると、熱硬化後の硬化物性が一般的に高架橋密度による高弾性となるため、ストレス緩和能力が小さくなる。
エポキシ樹脂硬化剤は、熱で硬化が開始する熱硬化剤であれば、特に限定されるものではなく、例えば、アミン、イミダゾール等のアニオン系硬化剤、スルホニウム塩等のカチオン系硬化剤が挙げられる。また、硬化剤は、フィルム化させる際に使用される溶剤に対して耐性が得られるようにマイクロカプセル化されていてもよい。
[半田粒子]
半田粒子は、例えばJIS Z 3282-1999に規定されている、Sn-Pb系、Pb-Sn-Sb系、Sn-Sb系、Sn-Pb-Bi系、Bi-Sn系、Sn-Cu系、Sn-Pb-Cu系、Sn-In系、Sn-Ag系、Sn-Pb-Ag系、Pb-Ag系などから、電極材料や接続条件などに応じて適宜選択することができる。Bi系の半田は、ストレスを緩和し、半田の金属結合部におけるクラック発生を抑制し、接続抵抗値の上昇を抑えることができる。
半田粒子の融点の下限は、好ましくは110℃以上、より好ましくは120℃以上、さらに好ましくは130℃以上。半田粒子の融点の上限は、200℃以下でもよく、好ましくは180℃以下、より好ましくは160℃以下、さらに好ましくは150℃以下である。また、半田粒子は、表面を活性化させる目的でフラックス化合物が直接表面に結合されていても構わない。表面を活性化させることで電極部との金属結合を促進することができる。
半田粒子の平均粒径は、電子部品の端子列における端子間距離(スペース間距離)の最小値の0.5倍以下であることが好ましく、0.3倍以下であることがより好ましく、0.2倍以下であることがさらに好ましい。このようなスペース間距離及び半田粒子の平均粒径との関係より、リフロー炉を用いて、電子部品の端子列と基板の端子列とを接合させることができる。半田粒子の平均粒径が電子部品の端子列及び基板の端子列における端子間距離の最小値の0.5倍より大きくなると、ショートが発生する可能性が高くなる。
半田粒子の平均粒径の下限は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上である。これにより、フィルムの塗布厚みを一定にすることができる。半田粒子の平均粒径が0.5μmより小さいと電極部と良好な半田接合状態を得ることができず、信頼性が悪化する傾向にある。また、半田粒子の平均粒径の上限は、50μm以下であってもよく、30μm以下、好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下である。
平均粒径は、金属顕微鏡、光学顕微鏡、SEM(Scanning Electron Microscope)等の電子顕微鏡などを用いた観察画像において、例えばN=20以上、好ましくはN=50以上、さらに好ましくはN=200以上で測定した粒子の長軸径の平均値であり、粒子が球形の場合は、粒子の直径の平均値である。また、観察画像を公知の画像解析ソフト(「WinROOF」:三谷商事(株)、「A像くん(登録商標)」:旭化成エンジニアリング株式会社など)を用いて計測された測定値、画像型粒度分布測定装置(例として、FPIA-3000(マルバーン社))を用いて測定した測定値(N=1000以上)であってもよい。観察画像や画像型粒度分布測定装置から求めた平均粒径は、粒子の最大長の平均値とすることができる。なお、導電性接着剤を作製する際には、簡易的にレーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における頻度の累積が50%になる粒径(D50)、算術平均径(体積基準であることが好ましい)などのメーカー値を用いることができる。
また、半田粒子の最大径は、平均粒径の200%以下、好ましくは平均粒径の150%以下、より好ましくは平均粒径の120%以下とすることができる。半田粒子の最大径が、上記範囲であることにより、半田粒子を電極間に挟持させ、半田粒子の溶融により電極間を接合させることができる。
また、複数の半田粒子が凝集した凝集体である場合、凝集体の大きさを前述の半田粒子の平均粒径や最大径と同等にしてもよく、半田粒子の平均粒径や最大径を上述の値より小さくしてもよい。個々の半田粒子の大きさは、前述した画像観察により求めることができる。
半田粒子は、バインダー中に分散されていることが好ましく、半田粒子はランダム配置であっても、一定の規則で配置されていても良い。また、半田粒子は、複数個が凝集した凝集体であってもよい。
半田粒子の配合量の質量比範囲の下限は、好ましくは10wt%以上、より好ましくは20wt%以上、さらに好ましくは30wt%以上であり、質量比範囲の上限は、好ましくは60wt%以下、より好ましくは50wt%以下、さらに好ましくは40wt%以下である。また、半田粒子の配合量の体積比範囲の下限は、好ましくは2vol%以上、より好ましくは4vol%以上、さらに好ましくは6vol%以上であり、体積比範囲の上限は、好ましくは90wt%以下、より好ましくは85wt%以下、さらに好ましくは80wt%以下である。半田粒子の配合量は、前述の質量比範囲又は体積比範囲を満たすことにより、優れた導通性、放熱性、及び接着性を得ることができる。半田粒子がバインダー中に存在する場合には、体積比を用いてもよく、導電性接着剤を製造する場合(半田粒子がバインダーに存在する前)には、質量比を用いてもよい。質量比は、配合物の比重や配合比などから体積比に変換することができる。半田粒子の配合量が少なすぎると優れた導通性、放熱性、及び接着性が得られなくなり、配合量が多すぎると異方性が損なわれ易くなり、優れた導通信頼性が得られ難くなる。
[フラックス化合物]
フラックス化合物は、電極表面の異物や酸化膜を取り除いたり、電極表面の酸化を防止したり、半田粒子表面の酸化膜を除去したり、溶融半田の表面張力を低下させたりする。フラックス化合物としては、例えば、レブリン酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸等のカルボン酸が挙げられる。これらの中でも、酸化膜の除去に優れるグルタル酸を用いることが好ましい。
[他の添加剤]
個片化接着フィルムには、上述したバインダー、半田粒子及びフラックス化合物に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、従来、接着剤として使われている種々の添加剤を配合することができる。添加剤の粒子径は、半田粒子の平均粒子径よりも小さいことが望ましいが、電極間接合を阻害しない大きさであれば特に限定はない。
個片化接着フィルムは、例えば、絶縁性バインダー、半田粒子及びフラックス化合物を溶剤中で混合し、この混合物を、バーコーターにより、剥離処理フィルム上に所定厚みとなるように塗布した後、乾燥させて溶媒を揮発させ、ハーフカット加工することにより得ることができる。また、例えば、混合物をバーコーターにより剥離処理フィルム上に塗布した後、加圧により所定厚みとした後、ハーフカット加工してもよい。また、半田粒子の分散性を高くするために、溶媒を含んだ状態で高シェアをかけることが好ましい。例えば、公知のバッチ式遊星攪拌装置を用いることができる。また、導電性接着剤の残溶剤量は、好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下である。
図16は、第1の実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法の一例を示す図であり、図16(A)は、加工前のフィルム構造体を示す平面図であり、図16(B)は、加工後のフィルム構造体を示す平面図である。
図16(A)及び図16(B)に示すように、第1の基材100上の接着フィルム101を所定の形状となるように加工する。例えば、ビク刃によるハーフカット加工を行い、第1の基材100はカットせず、接着フィルムのみをカットし、不必要なところは除外することにより、第1の基材100上に所定形状の第1の個片化接着フィルム102、103を得ることができる。
また、図16(A)及び図16(B)に示すフィルム構造体の製造方法と同様にして、第2の基材上に第2の個片化接着フィルムを作製する。そして、複数の電子部品に対応する基材の所定位置に第1の個片化接着フィルム及び第2の個片化接着フィルムを配置する。個片化フィルムを配置する基材は、第1の基材100又は第2の基材を用いてもよく、新たな第3の基材を用いてもよい。第3の基材を用いる場合、マウンターを用いることができる。
<2-2.第2の実施の形態>
第2の実施の形態に係るフィルム構造体は、基材と、複数の電子部品に対応する基材上の所定位置に配置された複数の個片化接着フィルムとを備え、複数の個片化接着フィルムの1以上が、半田粒子を含有する領域と半田粒子を含有しない領域とを有する。第2の実施の形態に係るフィルム構造体によれば、複数の電子部品に対応する基材の所定位置に個片化接着フィルムが配置されているため、基板上に一括で仮貼りすることができ、不要な箇所への半田濡れ広がりを防ぐことができる。
個片化接着フィルムは、第1の実施の形態同様、ハーフカット加工、スクリーン印刷、又はインクジェット印刷により基材上に形成することができる。また、第1の実施の形態と同じ構成については、ここでは説明を省略する。
また、第2の実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法は、第1の基材上に半田粒子を含有しない個片化接着フィルムを設け、第2の基材上に半田粒子を含有する個片化接着フィルムを設け、第1の基材、第2の基材、又は第3の基材の所定位置に半田粒子を含有しない個片化接着フィルム及び半田粒子を含有する個片化接着フィルムを近接させ、半田粒子を含有しない領域と半田粒子を含有する領域とを有する個片化接着フィルムを配置する。
図17は、第2の実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法の一例を示す図であり、図17(A)は、第1のフィルム構造体を示す平面図であり、図17(B)は、第2のフィルム構造体を示す平面図であり、図17(C)は、加工後のフィルム構造体を示す平面図である。
図17(A)に示す第1のフィルム構造体及び図17(B)に示す第2のフィルム構造体は、図16(A)及び図16(B)に示すフィルム構造体の製造方法と同様にして、第1の基材上110に第1の個片化接着フィルム111、112を作製し、第2の基材120上に第2の個片化接着フィルム121a、121b、122a、122bを作製する。
第1の個片化接着フィルム111、112は、半田粒子を含有しておらず、電子部品の端子列部分に第2の個片化接着フィルム121a、121b、122a、122bが嵌合する嵌合部111a、111b、112a、112bを有する。嵌合部111a、111b、112a、112bは、例えば、ビク刃によるハーフカットにより抜き加工により形成することができる。
図17(C)に示すように、複数の電子部品に対応する基材の所定位置に第1の個片化接着フィルム111、112と第2の個片化接着フィルム121a、121b、122a、122bとを近接させて配置する。これにより、半田粒子を含有しない領域と半田粒子を含有する領域とを有する複合化された個片化接着フィルムを作製することができる。個片化フィルムを配置する基材は、第1の基材110又は第2の基材120を用いてもよく、新たな第3の基材を用いてもよい。第3の基材を用いる場合、マウンターを用いることができる。
<2-3.第3の実施の形態>
第3の実施の形態に係るフィルム構造体は、基材と、複数の電子部品に対応する基材上の所定位置に配置された複数の個片化接着フィルムとを備え、複数の個片化接着フィルムの1以上が、他の個片化接着フィルムの厚みと異なる。第3の実施の形態に係るフィルム構造体によれば、複数の電子部品に対応する基材の所定位置に個片化接着フィルムが配置されているため、基板上に一括で仮貼りすることができ、接合強度を向上させることができる。
個片化接着フィルムは、第1の実施の形態同様、ハーフカット加工、スクリーン印刷、又はインクジェット印刷により基材上に形成することができる。また、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と同じ構成については、ここでは説明を省略する。
また、第3の実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法は、第1の基材上に第1の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、第2の基材上に第2の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、複数の部品に対応する第1の基材、第2の基材、又は第3の基材の所定位置に第1の厚みを有する個片化接着フィルム及び第2の厚みを有する個片化接着フィルムを配置する。
図18は、第3の実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法の一例を示す図であり、図18(A)は、第1のフィルム構造体を示す平面図であり、図18(B)は、第2のフィルム構造体を示す平面図であり、図18(C)は、加工後のフィルム構造体を示す平面図であり、図18(D)は、加工後のフィルム構造体を示す断面図である。
図18(A)に示す第1のフィルム構造体及び図18(B)に示す第2のフィルム構造体は、図16(A)及び図16(B)に示すフィルム構造体の製造方法と同様にして、第1の基材上130に第1の個片化接着フィルム131を作製し、第2の基材140上に第2の個片化接着フィルム141を作製する。第1の個片化接着フィルム131は、第1の厚みを有し、第2の個片化接着フィルム131は、第1の厚みと異なる第2の厚みを有する。
図18(C)及び図18(D)に示すように、複数の電子部品に対応する基材の所定位置に第1の個片化接着フィルム131及び第2の個片化接着フィルム141を配置する。個片化フィルムを配置する基材は、第1の基材130又は第2の基材140を用いてもよく、新たな第3の基材を用いてもよい。第3の基材を用いる場合、マウンターを用いることができる。
<2-4.第4の実施の形態>
第4の実施の形態に係るフィルム構造体は、基材と、複数の部品に対応する基材上の所定位置に設けられた、半田粒子を含有する領域と半田粒子を含有しない領域とを有する第1の厚みを有する個片化接着フィルムと、半田粒子を含有する領域と半田粒子を含有しない領域とを有する第2の厚みを有する個片化接着フィルムとを備える。第4の実施の形態に係るフィルム構造体によれば、複数の電子部品に対応する基材の所定位置に個片化接着フィルムが配置されているため、基板上に一括で仮貼りすることができ、不要な箇所への半田濡れ広がりを防ぐことができると共に、接合強度を向上させることができる。
個片化接着フィルムは、第1の実施の形態同様、ハーフカット加工、スクリーン印刷、又はインクジェット印刷により基材上に形成することができる。また、第1の実施の形態~第3の実施の形態と同じ構成については、ここでは説明を省略する。
また、第4の実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法は、第1の基材上に半田粒子を含有しない第1の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、第2の基材上に半田粒子を含有しない第2の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、第3の基材上に半田粒子を含有する第1の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、第4の基材上に半田粒子を含有する第2の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、第1の基材、第2の基材、第3の基材、第4の基材、又は第5の基材の所定位置に半田粒子を含有しない第1の厚みを有する個片化接着フィルム及び半田粒子を含有する第1の厚みを有する個片化接着フィルムを近接させ、半田粒子を含有しない領域と半田粒子を含有する領域とを有する第1の厚みを有する個片化接着フィルムを配置すると共に、半田粒子を含有しない第2の厚みを有する個片化接着フィルム及び半田粒子を含有する第2の厚みを有する個片化接着フィルムを近接させ、半田粒子を含有しない領域と半田粒子を含有する領域とを有する第2の厚みを有する個片化接着フィルムを配置する。
図19は、第4の実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法の一例を示す図であり、図19(A)は、第1のフィルム構造体を示す平面図であり、図19(B)は、第2のフィルム構造体を示す平面図であり、図19(C)は、第3のフィルム構造体を示す平面図であり、図19(D)は、第4のフィルム構造体を示す平面図であり、図19(E)は、加工後のフィルム構造体を示す平面図であり、図19(F)は、加工後のフィルム構造体を示す断面図である。
図19(A)~図19(D)にそれぞれ示す第1のフィルム構造体~第4のフィルム構造体は、図16(A)及び図16(B)に示すフィルム構造体の製造方法と同様にして、第1の基材150上に第1の個片化接着フィルム151を作製し、第2の基材160上に第2の個片化接着フィルム161を作製し、第3の基材170上に第3の個片化接着フィルム171a、171bを作製し、第4の基材180上に第4の個片化接着フィルム181a、181bを作製する。
第1の個片化接着フィルム151は、半田粒子を含有しておらず、電子部品の端子列部分に第3の個片化接着フィルム171a、171bが嵌合する嵌合部151a、151bを有する。第2の個片化接着フィルム161は、半田粒子を含有しておらず、電子部品の端子列部分に第4の個片化接着フィルム181a、181bが嵌合する嵌合部161a、161bを有する。また、第1の個片化接着フィルム151及び第3の個片化接着フィルム171は、第1の厚みを有し、第2の個片化接着フィルム161及び第4の個片化接着フィルム181は、第1の厚みより大きい第2の厚みを有する。
図19(E)及び図19(F)に示すように、複数の電子部品に対応する基材の所定位置に第1の個片化接着フィルム151と第2の個片化接着フィルム171a、171bとを近接させて配置すると共に、第3の個片化接着フィルム161と第4の個片化接着フィルム181a、181bとを近接させて配置する。これにより、同一基材上に半田粒子を含有しない領域と半田粒子を含有する領域とを有する複合化された第1の厚みを有する個片化接着フィルム、及び複合化された第2の厚みを有する個片化接着フィルムとを作製することができる。個片化フィルムを配置する基材は、第1の基材150、第2の基材160、第3の基材170、第4の基材180のいずれか1つを用いてもよく、新たな第5の基材を用いてもよい。第5の基材を用いる場合、マウンターを用いることができる。
また、フィルム構造体は、複数の個片化接着フィルムの1以上が、第1の厚みを有する領域と第2の厚みを有する領域とを有していてもよい。すなわち、第1の厚みを有する第1の個片化接着フィルム151の嵌合部151a、151bに、第2の厚みを第4の個片化接着フィルム181a、181bを嵌合させ第2の厚みを有する第2の個片化接着フィルム161の嵌合部161a、161bに、第1の厚みを有する第3の個片化接着フィルム171a、171bを嵌合させてもよい。このような構成の個片化接着フィルムによれば、基板の表面や電子部品の底面に凹部又は凸部がある場合、その凹部又は凸部に追従し、不要な箇所への半田濡れ広がりを防ぐことができると共に、接合強度を向上させることができる。
<3.実施例>
以下、本技術を用いた実施例について説明する。実施例では、複数の個片化接着フィルムが設けられたフィルム構造体を作製し、複数の個片化接着フィルムを基板に一括で仮貼りし、電子部品(プラグコネクタ、レセプタクルコネクタ)を個片化接着フィルム上に搭載し、リフローによって電子部品を実装した。そして、電子部品実装後の導通性能及び接合強度について評価した。また、レセプタクルコネクタの実装では、レセプタクルコネクタの端子以外の配線への半田付着について評価した。なお、本技術は、これらの実施例に限定されるものではない。
下記導電性接着フィルムA、導電性接着フィルムB、接着フィルムA、接着フィルムB、電子部品A、電子部品B、基板を準備した。また、下記リフロー条件にてリフローを行った。
導電性接着フィルムA:
固形エポキシ樹脂(ビスフェノールF型エポキシ樹脂、三菱ケミカル(株)、JER4007P)を80質量部、液状エポキシ樹脂(ジシクロペンタジエン骨格エポキシ樹脂、ADEKA(株)、EP4088L)を20質量部、エポキシ樹脂硬化剤(イミダゾール系硬化剤、四国化成工業(株)、キュアゾール2P4MHZ-PW)を5質量部、フラックス化合物(グルタル酸(1,3-プロパンジカルボン酸)、東京化成(株))を3質量部、及び平均粒子径20μmの半田粒子(MCP-137、5N Plus inc、Sn-58Bi合金、固相線温度138℃)を300質量部配合し、50μmのベースPETフィルム(剥離処理加工有)上に厚み25μmの異方性を有する導電性接着フィルムAを作製した。
導電性接着フィルムB:
厚みを35μmとした以外は、導電性接着フィルムAと同様にして導電性接着フィルムBを作製した。
接着フィルムA:
半田粒子を配合しなかった以外は、導電性接着フィルムAと同様にして厚み25μmの接着フィルムBを作製した。
接着フィルムB:
半田粒子を配合しなかった以外は、導電性接着フィルムBと同様にして厚み35μmの接着フィルムBを作製した。
電子部品A:
片側10ピン(両側20ピン)、0.35mmピッチプラグコネクタ、ヒロセ電機(株)、BM23FR0.6-20DP-0.35V(895)、実装寸法1.5mm×5.2mm
電子部品B:
片側10ピン(両側20ピン)、0.35mmピッチレセプタクルコネクタ、ヒロセ電機(株)、BM23FR0.6-20DS-0.35V(895)、実装寸法2.0mm×6.0mm
基板:
プラグコネクタ及びレセプタクルコネクタをそれぞれ1つ実装できるように対応させたリジッド基板(デクセリアルズ評価用ガラスエポキシ基板、Ni-Auメッキ)
リフロー条件:
150℃~260℃-100sec、ピークトップ260℃
[導通性能の評価]
コネクタ実装後の接続構造体について、デジタルマルチメーターを用いて、4端子法にて電流1mAを流した時の抵抗値を測定し、抵抗値を以下の評価基準で評価した。電子部品実装後の接続構造体の抵抗値は、100mΩ未満であることが望まれる。
A:抵抗値が100mΩ未満
NG:抵抗値が100mΩ以上
[接合強度の評価]
コネクタ実装後の接続構造体について、ダイシェアテスターを用いて、コネクタを動かすツールのせん断速度20μm/sec、温度25℃の条件でダイシェア強度を測定し、ダイシェア強度を以下の評価基準で評価した。コネクタ実装後の接続構造体のダイシェア強度は、3N以上であることが望まれる。
A:ダイシェア強度が5N以上
B:ダイシェア強度が3N以上、5N未満
NG:ダイシェア強度が3N未満
[半田付着の評価]
図20は、レセプタクルコネクタの一例を示す平面図である。レセプタクルコネクタは、基板と接続するための第1のピン部191a及び第2のピン部191bと、プラグと嵌合する第1の嵌合部192a及び第2の嵌合部192bとを備え、第1のピン部191aと第1の嵌合部192aとが電気的に接続され、第2のピン部191bと第2の嵌合部192bとが電気的に接続されている。なお、本実施例において、このレセプタクルコネクタは、プラグコネクタを覆って嵌合するという仕様とした。このレセプタクルコネクタは、全体の外形が過度に大きくなるのを避け、嵌合後の外形を小さくするため、プラグコネクタに比べてレセプタクルコネクタの端子長さが短い仕様とした。端子長さが短くなるとこれに応じて半田接続される面積も小さくなるため、レセプタクルコネクタと基板との間における半田接続の強度が小さくなる傾向がある。このような理由から、レセプタクルコネクタが比較的小さい半田接合面積で十分な強度を得るために、導電接着フィルムの厚みをプラグコネクタの半田接続で使用される導電接着フィルムの厚みよりも大きくし、且つ導電接着フィルムの面積も広くとることで、十分な接着強度が得られる樹脂量になるよう調整した。なお、本技術のレセプタクルコネクタとプラグコネクタの関係は、上記実施例に限定されるものではない。
レセプタクルコネクタ実装後の接続構造体について、第1の嵌合部192a及び第2の嵌合部192bへの半田濡れ広がりによる半田付着を目視で確認し、以下の評価基準で評価した。レセプタクルコネクタ実装後の接続構造体の第1の嵌合部192a及び第2の嵌合部192bには、半田濡れ広がりがないことが望まれる。
OK:第1の嵌合部及び第2の嵌合部に半田濡れ広がりがない。
NG:第1の嵌合部又は第2の嵌合部に半田濡れ広がりがある。
[フィルム構造体1]
図21は、フィルム構造体1の寸法を示す平面図である。図16(A)及び図16(B)に示すフィルム構造体の製造方法と同様、厚み25μmの導電性接着フィルムAをビク刃によりハーフカット加工した。ベースPETフィルムはカットせず、導電性接着フィルムAのみカットし、不必要なところは除外し、図21に示す寸法のように個片化接着フィルムが配置されたフィルム構造体1を作製した。
[フィルム構造体2]
図22は、フィルム構造体2の寸法を示す平面図である。図17(A)に示すように、厚み25μmの接着フィルムAを用い、半田粒子を含有していない半田粒子非含有個片化接着フィルムを作製するとともに、図17(B)に示すように、厚み25μmの導電性接着フィルムAを用いて、半田粒子を含有した半田粒子含有個片化接着フィルムを作製した。そして、半田粒子非含有個片化接着フィルムと半田粒子含有個片化接着フィルムとを貼り合わせることにより、電子部品の端子列部分に半田粒子含有個片化接着フィルムを嵌合させ、図22に示す寸法のように半田粒子を含有していない箇所と半田粒子を含有している箇所が存在する個片化接着フィルムが配置されたフィルム構造体2を作製した。
[フィルム構造体3]
図23は、フィルム構造体3の寸法を示す平面図である。図18(A)に示すように、厚み25μmの導電性接着フィルムAを用い、厚み25μmの個片化接着フィルムを作製するとともに、図18(B)に示すように、厚み35μmの導電性接着フィルムBを用いて、厚み35μmの個片化接着フィルムを作製した。そして、図18(C)及び図18(D)に示すように、厚み25μmの個片化接着フィルムと厚み35μmの個片化接着フィルムとを貼り合わせることにより、図23に示す寸法のように厚み25μmの個片化接着フィルムと厚み35μmの個片化接着フィルムとが配置されたフィルム構造体3を作製した。
[フィルム構造体4]
図24は、フィルム構造体4の寸法を示す平面図である。図19(A)に示すように、厚み25μmの接着フィルムAを用い、半田粒子を含有していない半田粒子非含有個片化接着フィルムを作製するとともに、図19(C)に示すように、厚み25μmの導電性接着フィルムAを用いて、半田粒子を含有した半田粒子含有個片化接着フィルムを作製した。また、図19(B)に示すように、厚み35μmの接着フィルムBを用い、半田粒子を含有していない半田粒子非含有個片化接着フィルムを作製するとともに、図19(D)に示すように、厚み35μmの導電性接着フィルムAを用いて、半田粒子を含有した半田粒子含有個片化接着フィルムを作製した。
そして、図19(E)及び図19(F)に示すように、半田粒子非含有個片化接着フィルムと半田粒子含有個片化接着フィルムとを貼り合わせることにより、電子部品の端子列部分に半田粒子含有個片化接着フィルムを嵌合させ、図24に示す寸法のように半田粒子を含有していない箇所と半田粒子を含有している箇所が存在する厚み25μmの個片化接着フィルムと厚み35μmの個片化接着フィルムとが配置されたフィルム構造体4を作製した。
[フィルム構造体5]
図24に示すフィルム構造体を次の方法により作製し、フィルム構造体5とした。図19(A)に示す厚み25μmの半田粒子非含有個片化接着フィルム、図19(C)に示す厚み25μmの半田粒子を含有した半田粒子含有個片化接着フィルム、図19(B)に示す厚み35μmの半田粒子非含有個片化接着フィルム、及び図19(D)に示す厚み35μmの半田粒子を含有した半田粒子含有個片化接着フィルムを、接着フィルムAをPMA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)で溶解させたペーストを用いたスクリーン版印刷により作製した。スクリーン版を用いて所定の形状にペーストを印刷後、80℃、5分の条件のオーブン乾燥によって個片化接着フィルムを作製した。また、異なる厚みを有するスクリーン版を用いて所定厚みの個片化接着フィルムを作製した。
そして、図19(E)及び図19(F)に示すように、半田粒子非含有個片化接着フィルムと半田粒子含有個片化接着フィルムとを貼り合わせることにより、電子部品の端子列部分に半田粒子含有個片化接着フィルムを嵌合させ、図24に示す寸法のように半田粒子を含有していない箇所と半田粒子を含有している箇所が存在する厚み25μmの個片化接着フィルムと厚み35μmの個片化接着フィルムとが配置されたフィルム構造体5を作製した。
[フィルム構造体6]
図24に示すフィルム構造体を下記方法により作製し、フィルム構造体6とした図19(E)及び図19(F)に示すように、接着フィルムAをPMAで溶解させたペーストを用いたノズルジェット印刷により作製した。また、異なるノズル径を有するノズルを用い、塗布量をコントロールし、図24に示す寸法のように半田粒子を含有していない箇所と半田粒子を含有している箇所が存在する厚み25μmの個片化接着フィルムと厚み35μmの個片化接着フィルムとが配置されたフィルム構造体6を作製した。
表1に、フィルム構造体1~6の導通性能、接合強度、及び半田付着の評価結果を示す。
Figure 2023125888000002
表1に示すように、フィルム構造体1~6は、複数の個片化接着フィルムを基板に一括で仮貼りすることができ、プロセスタクトの短縮化が可能であることが分かった。フィルム構造体1を用いた場合及びフィルム構造体2を用いた場合の比較から、半田粒子を含有していない箇所と半田粒子を含有している箇所が存在する個片化接着フィルムを配置することにより、不要な箇所への半田濡れ広がりを防ぐことができることが分かった。フィルム構造体1を用いた場合及びフィルム構造体3を用いた場合の比較から、レセプタクルコネクタに配置する個片化接着フィルムの厚みをプラグコネクタに配置する個片化接着フィルムの厚みよりも大きくすることにより、レセプタクルコネクタの接合強度を向上させることができることが分かった。
また、フィルム構造体1を用いた場合、フィルム構造体2を用いた場合、フィルム構造体3を用いた場合及びフィルム構造体4を用いた場合の比較から、半田粒子を含有していない箇所と半田粒子を含有している箇所が存在する個片化接着フィルムを配置すると共に、レセプタクルコネクタに配置する個片化接着フィルムの厚みをプラグコネクタに配置する個片化接着フィルムの厚みよりも大きくすることにより、プラグコネクタ及びレセプタクルコネクタの優れた接合強度及び半田接合を得るできることが分かった。
また、フィルム構造体4を用いた場合、フィルム構造体5を用いた場合及びフィルム構造体6を用いた場合の比較から、ビク刃加工、スクリーン印刷加工、ノズル印刷加工のいずれの加工方法を用いても、半田粒子を含有していない箇所と半田粒子を含有している箇所が存在する個片化接着フィルムを配置することができると共に、レセプタクルコネクタに配置する個片化接着フィルムの厚みをプラグコネクタに配置する個片化接着フィルムの厚みよりも大きくすることができ、プラグコネクタ及びレセプタクルコネクタの優れた接合強度及び半田接合を得るできることが分かった。
[マウンターによる電子部品への個片化接着フィルムの貼着と電子部品の搭載]
マウンターの吸着ヘッドでプラグコネクタを掴んだ後、プラグコネクタに対応する導電性接着フィルムAからなる個片化接着フィルム上に落とし、それを引き上げることにより、ベースPETフィルムから個片化接着フィルムを剥離させることができ、そのまま直接、基板へ搭載することができた。レセプタクルコネクタについても同様であった。
[マウンターによる個片化接着フィルムの搭載]
マウンターによる個片化接着フィルムの搭載を模擬して、図15に示すような吸着穴のついたヘッドツールを作製した。図15に示す吸着ヘッドにおいて、エラストマー層91として厚み200μmのシリコーンゴムを用い、吸着面の縦幅x1を10mm及び横幅y1を10mm、吸着穴92の形成領域の縦幅x2を2.5mm及び横幅y2を6mm、吸着穴92の直径を0.35mmとした。この吸着ヘッドを備えるマウンターを用いてプラグコネクタに対応する導電性接着フィルムAからなる個片化接着フィルムの基板へのマウントを検討したところ、個片化接着フィルムを基板に搭載することができた。レセプタクルコネクタに対応する個片化接着フィルムについても同様であった。
10 基板、11 第1のコネクタ実装領域、12 第2のコネクタ実装領域12、13 第1のチップ実装領域、14 第2のチップ実装領域、15 第3のチップ実装領域、16 第4のチップ実装領域、17 第5のチップ実装領域、18 第6のチップ実装領域、21 第1の個片化接着フィルム、22 第1の個片化接着フィルム、23 第3の個片化接着フィルム、24 第4の個片化接着フィルム、25 第5の個片化接着フィルム、26 第6の個片化接着フィルム、27 第7の個片化接着フィルム、28 第8の個片化接着フィルム、基材 30、30A 第1の個片化接着フィルム、30B 第2の個片化接着フィルム、30C 第3の個片化接着フィルム、30D 第4の個片化接着フィルム、31a、31b 含有部、31c 非含有部、32a、32b 含有部、32c 非含有部、33 第1の含有部、34 第2の含有部、35 第3の含有部、36 第4の含有部、37 第1の含有部、38 第2の含有部、40 基板、41 個片化接着フィルム実装領域、42 半田ペースト実装領域42、43 第1の電極、44 第2の電極、45 第3の電極、46 第4の電極、51 個片化接着フィルム、60 メタルマスク、61 スキージ、63 半田ペースト、63 第1の半田ペースト層、64 第2の半田ペースト層、65 第3の半田ペースト層、66 第4の半田ペースト層、71 第1のチップ部品、72 第2のチップ部品、80 吸着ヘッド、81 電子部品、82 個片化接着フィルム、83 基材、84 基板、90 吸着ヘッド、91 エラストマー層、92 吸着穴、100 第1の基材、101 接着フィルム、102,103 第1の個片化接着フィルム、110 第1の基材、111,112 第1の個片化接着フィルム、111a,111b,112a,112b 嵌合部、120 第2の基材、121a,121b,122a,122b 第2の個片化接着フィルム、130 第1の基材、131 第1の個片化接着フィルム、140 第2の基材、141 第2の個片化接着フィルム、150 第1の基材、151 第1の個片化接着フィルム、151a,151b 嵌合部、160 第2の基材、161 第2の個片化接着フィルム、161a,161b 嵌合部、170 第3の基材、171a、171b 第3の個片化接着フィルム、180 第4の基材、181a、181b 第4の個片化接着フィルム

Claims (19)

  1. 複数の電子部品が実装される基板を準備する工程と、
    前記複数の電子部品が実装される基板に対応する基材上の所定位置に半田粒子を含有する個片化接着フィルムを含む複数の個片化接着フィルムが配置されたフィルム構造体を準備する工程と、
    前記複数の個片化接着フィルムを前記基板の所定箇所に一括で仮貼りする工程と、
    前記個片化接着フィルム上に電子部品を載置する工程と、
    前記個片化接着フィルム及び前記電子部品が設けられた基板をリフローする工程と
    を有する接続構造体の製造方法。
  2. 複数の電子部品が実装される基板を準備する工程と、
    前記複数の電子部品に対応する個片化接着フィルムが基材上に設けられたフィルム構造体を準備する工程と、
    マウンターを用いて電子部品を当該電子部品に対応する個片化接着フィルムに押圧し、前記電子部品に前記個片化接着フィルムを貼着させ、前記個片化接着フィルムが貼着された電子部品を搭載する工程と、
    前記個片化接着フィルム及び前記電子部品が設けられた基板をリフローする工程と
    を有する接続構造体の製造方法。
  3. 複数の電子部品が実装される基板を準備する工程と、
    前記複数の電子部品に対応する個片化接着フィルムが基材上に設けられたフィルム構造体を準備する工程と、
    マウンターを用いて前記個片化接着フィルムを前記基板の所定箇所に搭載する工程と、
    前記個片化接着フィルム上に電子部品を載置する工程と、
    前記個片化接着フィルム及び前記電子部品が設けられた基板をリフローする工程と
    を有する接続構造体の製造方法。
  4. 前記仮貼りする工程後に、前記基板の所定箇所に半田ペーストを設ける工程をさらに有し、
    前記部品を載置する工程では、前記半田ペースト上に部品を載置する請求項1記載の接続構造体の製造方法。
  5. 前記個片化接着フィルムが貼着された電子部品を搭載する工程前に、前記基板の所定箇所に半田ペーストを設ける工程と、
    前記半田ペースト上に電子部品を載置する工程と
    をさらに有する請求項2記載の接続構造体の製造方法。
  6. 前記個片化接着フィルムを搭載する工程前に、前記基板の所定箇所に半田ペーストを設ける工程をさらに有し、
    前記部品を載置する工程では、前記半田ペースト上に部品を載置する請求項3記載の接続構造体の製造方法。
  7. 前記個片化接着フィルムの1以上が、半田粒子を含有する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。
  8. 前記個片化接着フィルムの1以上が、半田粒子を含有する領域と半田粒子を含有しない領域とを有する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。
  9. 前記個片化接着フィルムの1以上が、他の個片化接着フィルムの厚みと異なる請求項1乃至8のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。
  10. 前記個片化接着フィルムが、ハーフカット加工、スクリーン印刷、又はインクジェット印刷により基材上に形成される請求項1乃至9のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。
  11. 基材と、
    複数の部品に対応する前記基材上の所定位置に設けられた複数の個片化接着フィルムとを備え、
    前記複数の個片化接着フィルムの1以上が、半田粒子を含有するフィルム構造体。
  12. 基材と、
    複数の部品に対応する前記基材上の所定位置に設けられた複数の個片化接着フィルムとを備え、
    前記複数の個片化接着フィルムの1以上が、半田粒子を含有する領域と半田粒子を含有しない領域とを有するフィルム構造体。
  13. 基材と、
    複数の部品に対応する前記基材上の所定位置に設けられた複数の個片化接着フィルムとを備え、
    前記複数の個片化接着フィルムの1以上が、他の個片化接着フィルムの厚みと異なるフィルム構造体。
  14. 基材と、
    複数の部品に対応する前記基材上の所定位置に設けられた、半田粒子を含有する領域と半田粒子を含有しない領域とを有する第1の厚みを有する個片化接着フィルムと、半田粒子を含有する領域と半田粒子を含有しない領域とを有する第2の厚みを有する個片化接着フィルムと
    を備えるフィルム構造体。
  15. 前記個片化接着フィルムが、ハーフカット加工、スクリーン印刷、又はインクジェット印刷により基材上に形成される請求項11乃至15のいずれか1項に記載のフィルム構造体。
  16. 第1の基材上に第1の個片化接着フィルムを設け、
    第2の基材上に第2の個片化接着フィルムを設け、
    複数の電子部品に対応する前記第1の基材、前記第2の基材、又は第3の基材の所定位置に前記第1の個片化接着フィルム及び前記第2の個片化接着フィルムを配置し、
    前記第1の個片化接着フィルム及び前記第2の個片化接着フィルムの1以上が、半田粒子を含有するフィルム構造体の製造方法。
  17. 第1の基材上に半田粒子を含有しない個片化接着フィルムを設け、
    第2の基材上に半田粒子を含有する個片化接着フィルムを設け、
    前記第1の基材、前記第2の基材、又は第3の基材の所定位置に前記半田粒子を含有しない個片化接着フィルム及び前記半田粒子を含有する個片化接着フィルムを近接させ、半田粒子を含有しない領域と半田粒子を含有する領域とを有する個片化接着フィルムを配置するフィルム構造体の製造方法。
  18. 第1の基材上に第1の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、
    第2の基材上に第2の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、
    複数の部品に対応する前記第1の基材、前記第2の基材、又は第3の基材の所定位置に前記第1の厚みを有する個片化接着フィルム及び前記第2の厚みを有する個片化接着フィルムを配置するフィルム構造体の製造方法。
  19. 第1の基材上に半田粒子を含有しない第1の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、
    第2の基材上に半田粒子を含有しない第2の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、
    第3の基材上に半田粒子を含有する前記第1の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、
    第4の基材上に半田粒子を含有する前記第2の厚みを有する個片化接着フィルムを設け、
    前記第1の基材、前記第2の基材、前記第3の基材、前記第4の基材、又は第5の基材の所定位置に前記半田粒子を含有しない第1の厚みを有する個片化接着フィルム及び前記半田粒子を含有する第1の厚みを有する個片化接着フィルムを近接させ、半田粒子を含有しない領域と半田粒子を含有する領域とを有する第1の厚みを有する個片化接着フィルムを配置すると共に、前記半田粒子を含有しない第2の厚みを有する個片化接着フィルム及び前記半田粒子を含有する第2の厚みを有する個片化接着フィルムを近接させ、半田粒子を含有しない領域と半田粒子を含有する領域とを有する第2の厚みを有する個片化接着フィルムを配置するフィルム構造体の製造方法。
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