JP3227777B2 - 回路基板の接続方法 - Google Patents

回路基板の接続方法

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JP3227777B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主回路基板上に形成さ
れた電極に半導体部品や従回路基板を接続する回路基板
の接続方法に関するものであって、例えば液晶表示パネ
ルに形成された電極に、液晶駆動用ICを接続したり、
ICチップなどの電子部品を搭載したガラス基板やフィ
ルムキャリア基板などを接続する際に適用されるもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、回路基板の接続方法、例えば液晶
表示パネルに液晶駆動用ICを実装する方法としては、
フェイスダウンによる半田付けが一般的であったが、こ
のような半田付けによる接続方法では、融点を越えるま
で半田を加熱する必要があるので、この加熱によって液
晶表示パネルが劣化するという問題を有していた。この
ため、半田付け方法を用いないで、液晶表示パネルに液
晶駆動用ICを実装する方法が望まれており、このよう
な方法として、例えば特開昭63−55527号公報に
示されたものがある。図9は、この従来の接続方法にて
半導体部品が接続された液晶表示装置の接続部を示す断
面図である。図において、1はガラス等の透明基板から
なる液晶表示パネル、2はこの液晶表示パネル1上に形
成された電極、3は樹脂球の表面にニッケル又は金等の
金属によってメッキされた導電性微小粒子で、例えばミ
クロパール(商品名、積水ファインケミカル社製)であ
る。4は基板1上に取り付けられた例えば液晶駆動用I
C等の半導体部品で、その電極5が導電性微小粒子3を
介して上記電極2と電気的に接続されている。6は液晶
表示パネル1に液晶駆動IC4を固定する接着層で、紫
外線硬化樹脂等にて形成されている。
【0003】以下、このように構成された従来の液晶表
示装置における液晶表示パネル1と液晶駆動用IC4の
接続方法について説明する。まず、電極2が形成された
液晶表示パネル1表面に導電性微小粒子3をエアーガン
により吹き付け、一定量分散させる。このとき、液晶表
示パネル1上に分散させる導電性微小粒子3の量は、電
極2と半導体部品4の電極5とが電気的に導通し、液晶
表示パネル1の電極2の相互間は導通しないように選定
される。次に、電極5が形成された液晶駆動IC4面に
紫外線樹脂を塗布する。次に、電極2及び電極5を対向
させて、液晶表示パネル1と液晶駆動IC4を圧着し、
この状態で液晶表示パネル1の背面より紫外線を照射
し、接着層6である紫外線樹脂を硬化させて、上記液晶
表示パネル1に半導体部品4を固着する。
【0004】また、液晶表示パネルと液晶駆動用ICを
搭載したガラスからなる回路基板の接続方法について
は、例えばミクロ技術研究所の技術資料に掲載されたC
OG−Stick方式のものがあり、絶縁樹脂に上述の液晶
駆動用ICの接続の場合と同様の導電性微小粒子を分散
させた異方性接着剤による接続が一般的であった。すな
わち、液晶表示パネルの画素端子上に異方性接着剤を印
刷技術などによって塗布し、次に液晶表示パネルの画素
端子と回路基板の接続端子を相対向し、両者の端子を位
置合わせして重ね合わせ、回路基板の背面側より加熱加
圧し異方性接着剤を硬化させ接続していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の接続方法では、導電性微小粒子3が液晶表
示パネル1上に偏って存在することがあり、液晶表示パ
ネル1の電極2間に残存する導電性微粒子3によって、
電極2相互間が導通するという問題点があった。
【0006】本発明は係る課題を解決するためなされた
ものであって、同一基板にある電極相互間の導通を防い
で半導体部品または従回路基板と主回路基板とを確実に
接続することができる回路基板の接続方法を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る回路基板の
接続方法は、電極が形成された主回路基板上に感光性樹
脂を塗布する工程と、この感光性樹脂を選択的に露光
し、上記電極部の感光性樹脂を除去する工程と、上記感
光性樹脂の除去部に球状導電性微小粒子を充填する工程
と、上記球状導電性微小粒子を介して上記主回路基板上
の電極と半導体部品または従回路基板の電極とを接触さ
せ、上記主回路基板上の感光性樹脂の少なくとも一部と
これと対向する上記半導体部品または従回路基板とを接
着用樹脂を用いて接着する工程とを備えたものである。
【0008】
【作用】本発明の回路基板の接続方法においては、電極
が形成された基板上に球状導電性微小粒子を含む感光性
樹脂を塗布し、この感光性樹脂を選択的に露光すること
によって、上記電極上以外の感光性樹脂を除去する。こ
の時、この感光性樹脂とともに導電性微小粒子も除去さ
れ、上記電極上以外の球状導電性微小粒子はなくなり、
基板上の電極間で短絡が生じることはない。また、感光
性樹脂から突出している球状導電性微小粒子を介して主
回路基板上の電極と半導体部品または従回路基板の電極
を確実に接触させることができる。
【0009】
【実施例】実施例1. 以下、本発明の一実施例を図1に基づいて説明する。図
1は、本発明の回路基板の接続方法を示す製造工程図
で、液晶表示装置の接続部断面を示す。図において、7
は多数の導電性微小粒子3が混入されたポジ型の感光性
樹脂、8はこの感光性樹脂7を露光する露光装置、9は
紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外線照射装置である。
【0010】まず、図1(a)に示されるように、液晶
表示パネル1の実装部の表面に、導電性微小粒子3を混
入させたポジ型の感光性樹脂7をスピンコ−ト法や印刷
法などによって、感光性樹脂7の塗布厚が導電性微小粒
子3の粒径よりも薄くなるように、約数μmの膜厚に塗
布する。次に、この液晶表示パネル1を90℃程度に加
熱して、上記ポジ型の感光性樹脂7をプリベ−クする。
次に図1(b)に示されるように、液晶表示パネル1の
実装部におけるポジ型の感光性樹脂7を液晶表示パネル
1の背面より露光装置8によって露光する。このとき、
液晶表示パネル1の電極2等の配線パターンはアルミ膜
等の遮光効果を有するものによって形成されているの
で、マスク機能を果たすこととなる。従って、露光後現
像を行うことによって、図1(c)に示されるように、
導電性微小粒子3が電極2上に選択的に配されることと
なる。次に図1(d)に示されるように液晶表示パネル
1の液晶駆動用IC4の実装部に部分的に紫外線硬化樹
脂6を塗布し、液晶駆動用IC4を液晶表示パネル1上
に位置合わせした後、加圧する。このとき、導電性微小
粒子3の下にあったポジ型感光性樹脂7は、電極2上よ
り押し出され、液晶表示パネル1の電極2および液晶駆
動用IC4の電極5は導電性微小粒子3を介して接触
し、電気的に接続されることとなる。この状態を保持し
て図1(e)に示されるように、紫外線照射装置9によ
って液晶表示パネル1の背面より紫外線を照射し、紫外
線硬化樹脂6を硬化させ、液晶表示パネル1上に液晶駆
動用IC4を固着する。
【0011】以上のような回路基板の接続方法において
は、液晶表示パネル1における電極2間の導電性微小粒
子3が除去されることとなるので、電極2相互間で導通
が生じるようなことはない。また、導電性微小粒子3を
含む感光性樹脂7がスピンコート又は印刷法により均一
な膜厚で、感光性樹脂7の塗布厚が導電性微小粒子3の
粒径よりも薄くなるように、塗布されるので、導電性微
小粒子3は液晶表示パネル1の全面に均一に分散される
こととなる。従って、電極2上に導電性微小粒子3が配
されずに十分な導通がとれない箇所や、導電性微小粒子
3が電極2上に重なり各電極2上の導電性微小粒子3の
高さが異なることにより、電極2と半導体部品4の電極
5が接触せず、導通しない箇所は発生することがない。
さらに、フォトリソグラフィ技術を適用して、液晶表示
パネル1の電極2上に選択的に導電性微小粒子3を高精
度に配置することができるため、ファインピッチ、多端
子化する傾向にある液晶表示パネル1と液晶駆動用IC
4の接続に容易に対応できるという効果を有する。
【0012】また、この実施例において、電極2上に配
される導電性微小粒子3の数は、スピンコートの回転数
及び感光性樹脂液中に混入させる導電性微小粒子3数に
よって容易に制御できる。また、液晶表示パネル1が透
明な基板により構成されているので、液晶表示パネル1
の実装部の電極2等の配線パタ−ンを露光用マスクとし
て用いることができるため、感光性樹脂を露光するため
のマスクを製作する必要はなく、かつ、マスクの位置合
わせ工程が省かれるので、感光性樹脂7を除去するため
に製造コストが増加することはない。さらに、露光工程
において、マスクを必要としないので、マスクと液晶表
示パネル1の位置合わせの必要がないために、位置ずれ
により不良が発生することはなく歩留りが向上する。
【0013】また、この実施例においては、液晶表示パ
ネル1と液晶駆動用IC4の固定に紫外線硬化樹脂6を
用いているために、液晶表示パネル1を高温に加熱する
工程を省くことができ、熱によって液晶表示パネル1が
劣化せず、液晶表示装置の信頼性を向上させることがで
きる。
【0014】さらに、液晶表示パネル1の電極2と液晶
駆動用IC4の電極5とは、導電性微小粒子3を介して
接続されるので、液晶駆動用IC4の電極5上にはんだ
などによって突起電極を形成する必要がなく、液晶駆動
用IC4の製造コストを低減することができる。また、
突起電極の有無にかかわらず、本発明は適用可能であ
り、全ての液晶駆動用IC4に対応できることは言うま
でもない。
【0015】また、このように構成された液晶表示装置
においては、液晶表示パネル1の電極2と液晶駆動用I
C4の電極5は、導電性微小粒子3を介して接触してい
るので、熱または機械的なストレスが液晶表示パネル1
あるいは液晶駆動用IC4に作用しても、液晶駆動用I
C4は横方向にスライドすることが可能であるため、は
んだ付けにありがちな接続部の破断が発生するようなこ
とはない。
【0016】また、図2(a)に示すように紫外線硬化
樹脂6を液晶表示パネル1の液晶駆動用IC4の実装部
全面に、電極2を覆うように塗布することにより、図2
(b)に示されるように、紫外線硬化樹脂6が液晶表示
パネル1と液晶駆動用IC4の隙間に完全に充填され、
液晶駆動用IC4の保護モ−ルドの役割を果たすことと
なる。従って、液晶駆動用IC4を保護するための樹脂
モ−ルド工程が削減できることとなるので生産性が向上
するとともに、高信頼の樹脂モ−ルドとすることができ
る。
【0017】実施例2. 図3は本発明の他の実施例を示す。この図において、1
はセラミック等からなる不透明な基板からなる液晶表示
パネル、6は加熱硬化樹脂等で形成された接着層で、例
えばXNR5152(商品名、日本チバガイギ製)、1
0はこの液晶表示パネルに形成された接続端子部と同一
形状のパターン11が遮光材料にて形成されたマスクで
ある。
【0018】以下、上記のような不透明な基板によって
形成された液晶表示パネル1に半導体部品を実装する場
合について説明する。まず図3(a)に示されるよう
に、上記実施例1と同様に液晶表示パネル1上に導電性
微小粒子3が混入されたポジ型の感光性樹脂をスピンコ
ート法等によって、約数μmの膜厚に塗布し、約90℃
でプリベークを行う。次に図3(b)に示されるよう
に、液晶表示パネル1の上面とマスク10を位置合わせ
し、マスク10上面より露光装置よって露光する。その
後、感光性樹脂を現像して、液晶表示パネルの電極2上
に選択的に導電性微小粒子3を残す。次に、液晶表示パ
ネル1の液晶駆動用IC4の実装部に加熱硬化樹脂6を
塗布し、この液晶表示パネル1上に液晶駆動用IC4を
位置合わせした後、これらを加圧した状態で、120℃
の雰囲気中にて約1時間放置することによって、加熱硬
化樹脂を硬化させ、液晶表示パネル1上に液晶駆動用I
C4を固着させる。
【0019】この実施例2では、実施例1と異なり液晶
用表示パネル1を形成する基板が光を通さないので、こ
の基板上面よりマスク10を介して露光することによっ
て、電極2間の感光性樹脂7を除去し、導電性微小粒子
3を電極2上に選択的に配することができる。従って、
実施例1と同様にファインピッチに電極2が形成された
液晶用表示装置にも適応できる。
【0020】なお、この実施例においては、ポジ型の感
光性樹脂7を用いたが、上記マスク10の反転型のマス
クを用いることによって、ネガ型の感光性樹脂を用いる
ことができることは言うまでもない。
【0021】実施例3. なお、上記実施例においては、主回路基板である液晶表
示パネル1に半導体部品である液晶駆動用IC4を接続
する場合について説明したが、ICチップなどの電子部
品を搭載したガラス基板やフィルムキャリア基板などの
従回路基板を接続する場合にも適用でき、半導体部品と
従回路基板の両方を接続することもできる。図4は液晶
表示パネル1に従回路基板14を接続した場合を示す断
面図であり、接続方法は図2の場合と同様である。
【0022】実施例4. 以下、本発明の別の発明の一実施例を図5に基づいて説
明する。 図5は本発明の別の発明による回路基板の接
続方法を示す製造工程図で、液晶表示装置の接続部断面
を示す。 図において、17はネガ型の感光性樹脂、8
はこの感光性樹脂を露光する露光装置、9は紫外線硬化
樹脂を硬化させる紫外線照射装置である。
【0023】まず、図5(a)に示されるように、液晶
表示パネル1の実装部の表面に、ネガ型の感光性樹脂1
7をスピンコ−ト法や印刷法などによって塗布する。次
に図5(b)に示されるように、液晶表示パネル1の実
装部におけるネガ型の感光性樹脂17を液晶表示パネル
1の背面より露光装置8によって露光する。このとき、
液晶表示パネル1の電極2などの配線パタ−ンはアルミ
膜などの遮光効果を有するものによって形成されている
ので、マスク機能を果たすこととなる。従って、露光後
現像を行なうことによって、図5(c)に示されるよう
に、電極2部上の感光性樹脂17が除去される。次に図
5(d)に示されるように、この感光性樹脂17の除去
部に導電性微小粒子3を充填することによって、導電性
微小粒子3が電極2上に選択的に配されることとなる。
次に図5(e)に示されるように液晶表示パネル1の液
晶駆動用IC4の実装部に部分的に紫外線硬化樹脂6を
塗布し、液晶駆動用IC4を液晶表示パネル1上に位置
合わせした後、加圧する。この状態を保持して図5
(f)に示されるように、紫外線照射装置9によって液
晶表示パネル1の背面より紫外線を照射し、紫外線硬化
樹脂6を硬化させ、液晶表示パネル1上に液晶表示駆動
用IC4を固着する。
【0024】以上のような回路基板の接続方法において
は、液晶表示パネル1における電極2間に導電性微小粒
子はなく、かつ絶縁性の感光性樹脂17が存在するた
め、電極2相互間で導通が生じるようなことはない。ま
た、フォトリソグラフィ技術を適用して、液晶表示パネ
ル1の電極2上の感光性樹脂17を除去し、この除去部
に導電性微小粒子3を充填するので、電極2上に選択的
に導電性微小粒子3を高精度に配置することができるた
め、ファインピッチ、多端子化する傾向にある液晶表示
パネル1と液晶駆動用IC4の接続に容易に対応できる
という効果を有する。
【0025】また、この実施例においては、液晶表示パ
ネル1が透明な基板により構成されているので、液晶表
示パネル1の実装部の電極2などの配線パタ−ンを露光
用マスクとして用いることができるため、感光性樹脂を
露光するためのマスクを製作する必要はなく、かつ、マ
スクの位置合わせ工程が省かれるので、感光性樹脂17
を除去するために製造コストが増加することはない。さ
らに、露光工程において、マスクを必要としないので、
マスクと液晶表示パネル1の位置合わせの必要がないた
めに、マスクの位置ずれにより不良が発生することはな
く歩留りが向上する。
【0026】さらに、この実施例においては、液晶表示
パネル1と液晶駆動用IC4の固定に紫外線硬化樹脂6
を用いるために、液晶表示パネル1を高温に加熱する工
程を省くことができ、熱によって液晶表示パネル1が劣
化せず、液晶表示装置の信頼性を向上させることができ
る。
【0027】また、液晶表示パネル1の電極2と液晶駆
動用IC4の電極5とは、導電性微小粒子3を介して接
続されるので、液晶駆動用IC4の電極5上に、この電
極5に固着するように、はんだなどによって突起電極を
形成する必要がなく、液晶駆動用IC4の製造工程を低
減することができる。また、突起電極の有無にかかわら
ず、本発明は適用可能であり、全ての液晶駆動用ICに
対応できることは言うまでもない。
【0028】さらにまた、このように構成された液晶表
示装置においては、液晶表示パネル1の電極2と液晶駆
動用IC4の電極5は、導電性微小粒子3を介して接触
しているので、熱または機械的なストレスが液晶表示パ
ネル1あるいは液晶駆動用IC4に作用しても、液晶駆
動用IC4は横方向にスライドすることが可能であるた
めに、はんだ付けにありがちな接続部の破断が発生する
ようなことはない。
【0029】また、図6(a)に示すように、紫外線硬
化樹脂6を液晶表示パネル1の液晶駆動用IC4の実装
部全面に、電極2上の導電性微小粒子3を覆うように塗
布することにより、図6(b)に示されるように、紫外
線硬化樹脂6が液晶表示パネル1と液晶駆動用IC4の
隙間に完全に充填され、液晶駆動用IC4の保護モ−ル
ドの役割を果たすこととなる。従って、液晶駆動用IC
4を保護するための樹脂モ−ルド工程が削減できること
となるので生産性が向上するとともに、高信頼の樹脂モ
−ルドとすることができる。このとき、導電性微小粒子
3の上の紫外線硬化樹脂6は、液晶駆動用IC4を液晶
表示パネル1に押し付ける圧力によって、導電性微小粒
子3上より押し出され、液晶表示パネル1の電極2およ
び液晶駆動用IC4の電極5は導電性微小粒子3を介し
て電気的に接続されることとなる。
【0030】実施例5. 図7は本発明の別の発明の他の実施例を示す。この図に
おいて、1はシリコンやセラミックなどの不透明な基板
からなる液晶表示パネル、6は加熱硬化樹脂などで形成
された接着層で、例えばXNR5152(商品名、日本
チバガイギ製)、10はこの液晶表示パネルに形成され
た接続端子部と同一形状パタ−ン11が遮光材料にて形
成されたマスクである。
【0031】以下、上記のような不透明な基板によって
形成された液晶表示パネル1に半導体部品を実装する場
合について説明する。まず図7(a)に示されるよう
に、上記実施例と同様に液晶表示パネル1上に感光性樹
脂をスピンコ−ト法などによって塗布する。次に図7
(b)に示されるように、液晶表示パネル1の上面とマ
スク10を位置合わせし、マスク10上面より露光装置
によって露光する。その後、感光性樹脂17を現像し
て、電極2上の感光性樹脂7を除去し、この除去部に導
電性微小粒子3を充填する。次に、液晶表示パネル1の
液晶駆動用IC4の実装部に加熱硬化樹脂6を塗布し、
この液晶表示パネル1上に液晶駆動用IC4を位置合わ
せした後、液晶駆動用IC4を加圧した状態で、120
℃の雰囲気中にて約1時間放置することによって、加熱
硬化樹脂6を硬化させ、液晶表示パネル1上に液晶駆動
用IC4を固着させる。
【0032】この実施例5では、上記実施例4と異なり
液晶表示パネル1を形成する基板が光を通さないので、
この基板上面よりマスク10を介して露光することによ
って、電極2上の感光性樹脂を除去し、この除去部に導
電性微小粒子3を充填することによって、導電性微小粒
子3を電極2上に選択的に配すことができる。従って、
上記実施例4と同様にファインピッチに電極2が形成さ
れた液晶表示装置にも適応できる。
【0033】なお、この実施例においては、ネガ型の感
光性樹脂17を用いたが、上記マスク10の反転型のマ
スクを用いることによって、ポジ型の感光性樹脂を用い
ることができることは言うまでもない。
【0034】また、上記各実施例においては液晶表示パ
ネル1と液晶駆動用IC4の固定用接着層6として加熱
硬化樹脂を適用しているが、一般に加熱硬化樹脂の硬化
温度は100〜130℃程度であるので、液晶表示パネ
ル1の信頼性を低下させるようなことはない。
【0035】さらに、常温硬化樹脂である例えばアロン
アルフア(商品名、東亜合成化学製)を用いれば、液晶
表示パネル1を接着する際に加熱する工程が省略できる
ので、信頼性および生産性はなお一層向上する。
【0036】実施例6. なお、上記実施例においては、主回路基板である液晶表
示パネル1に半導体部品である液晶駆動用IC4を接続
する場合について説明したが、ICチップなどの電子部
品を搭載したガラス基板やフィルムキャリア基板などの
従回路基板を接続する場合にも適用でき、半導体部品と
従回路基板の両方を接続することもできる。図8は液晶
表示パネル1に従回路基板を接続した場合を示す断面図
であり、接続方法は図6の場合と同様である。
【0037】なお、上記実施例においては、液晶表示装
置の場合についてのみ説明したが、密着イメ−ジセンサ
またはサ−マルヘッド等に半導体部品や従回路基板を接
続する場合においても適用できることは言うまでもな
い。
【0038】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電極が
形成された主回路基板上に感光性樹脂を塗布する工程
と、この感光性樹脂を選択的に露光し、上記電極部の感
光性樹脂を除去する工程と、上記感光性樹脂の除去部に
球状導電性微小粒子を充填する工程と、上記球状導電性
微小粒子を介して上記主回路基板上の電極と半導体部品
または従回路基板の電極とを接触させ、上記主回路基板
上の感光性樹脂の少なくとも一部とこれと対向する上記
半導体部品または従回路基板とを接着用樹脂を用いて接
着する工程とを備えたので、同一基板上の電極相互間の
導通を防いで半導体部品や従回路基板と主回路基板とを
電気的に確実に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例である回路基板の接続方法
を説明する製造工程図である。
【図2】 本発明の他の実施例である回路基板の接続方
法を説明するための製造工程図である。
【図3】 本発明のさらに他の実施例である回路基板の
接続方法を説明するための製造工程図である。
【図4】 本発明のさらに他の実施例である回路基板の
接続方法を説明するための断面図である。
【図5】 本発明の別の発明の一実施例である回路基板
の接続方法を説明する製造工程図である。
【図6】 本発明の別の発明の他の実施例である回路基
板の接続方法を説明するための製造工程図である。
【図7】 本発明の別の発明のさらに他の実施例である
回路基板の接続方法を説明するための製造工程図であ
る。
【図8】 本発明の別の発明のさらに他の実施例である
回路基板の接続方法を説明するための断面図である。
【図9】 従来の回路基板の接続方法を説明するための
断面図である。
【符号の説明】
1 主回路基板 2 電極 3 導電性微小粒子 4 半導体部品 5 電極 7 感光性樹脂 14 従回路基板 17 感光性樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松川 文雄 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 材料デバイス研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−9130(JP,A) 特開 平3−119737(JP,A) 特開 平3−236248(JP,A) 特開 平3−131089(JP,A) 特開 平2−54827(JP,A) 特開 平5−36755(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1345 H05K 3/32 H01L 21/60 G09F 9/00 - 9/46

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極が形成された主回路基板上に感光性
    樹脂を塗布する工程と、この感光性樹脂を選択的に露光
    し、上記電極部の感光性樹脂を除去する工程と、上記感
    光性樹脂の除去部に球状導電性微小粒子を充填する工程
    と、上記球状導電性微小粒子を介して上記主回路基板上
    の電極と半導体部品または従回路基板の電極とを接触さ
    せ、上記主回路基板上の感光性樹脂の少なくとも一部と
    これと対向する上記半導体部品または従回路基板とを接
    着用樹脂を用いて接着する工程とを備えた回路基板の接
    続方法。
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