JP4018845B2

JP4018845B2 - 電子部品の実装構造体

Info

Publication number: JP4018845B2
Application number: JP21700899A
Authority: JP
Inventors: 明田口; 千景堂本; 真二郎岡
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2019-07-30
Also published as: JP2001044244A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子デバイスに使用される電子部品の実装構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子部品を基板上に実装する際に用いる接着剤として異方性導電接着剤が知られている。
【０００３】
かかる異方性導電接着剤は、電子部品と基板との電気的な接続、並びに電子部品の基板に対する固定を一度に、かつ簡便に行うことができるものとして、特に接続箇所が極めて多数に及ぶ液晶表示デバイスや画像記録デバイス等の技術分野において注目されている。
【０００４】
このような異方性導電接着剤を用いた従来の電子部品の実装構造体は、例えば図４に示す如く、複数の回路導体12が被着されている基板11の上面に、下面に複数の電極14を有する電子部品13を、異方性導電接着剤16を介して取着させてあり、前記電極14と前記回路導体12とを異方性導電接着剤16中の導電性微粒子を介して電気的に接続し、基板上面と電子部品13の下面とを異方性導電接着剤16中の樹脂成分によって接着する。
【０００５】
尚、前記異方性導電接着剤16中の導電性微粒子としては粒径３μｍ〜２０μｍ程度のＮｉ（ニッケル）等が、また樹脂成分としてはエポキシ樹脂やアクリル樹脂等が一般的に使用されている。
【０００６】
また、電子部品13の実装は、まず基板上面の所定領域に、ペースト状に成した異方性導電接着剤16を従来周知のスクリーン印刷等によって印刷・塗布するとともに該塗布領域に電子部品13を載置させた上、該電子部品13を基板11に対して所定圧力で押圧しながら異方性導電接着剤16に熱を印加し、異方性導電接着剤16中の樹脂成分を加熱・硬化させることによって行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の実装構造体においては、電子部品13の電極14と基板11上の回路導体12が該導体12に非接続とされる電極15とも対向する形で配されていることがある。この場合、異方性導電接着剤16が電子部品13の実装時等に流動して広がると、該流動した異方性導電接着剤16中の導電性微粒子によって回路導体12と電極15とが短絡を起こし、電子部品13を正常に動作させることが不可になるという欠点を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、本発明の電子部品の実装構造は、下面に複数の電極を有する電子部品と、上面に複数の回路導体を有する基板と、多数の導電性微粒子が含有されている異方性導電接着剤と、から成り、前記基板上に前記電子部品を前記異方性導電接着剤を介して取着するとともに相対向する前記電極と前記回路導体とを導電性微粒子を介して接続して成る電子部品の実装構造体であって、前記少なくとも１つの回路導体には該回路導体に接続される電極と非接続とされる電極とが対向しており、非接続とされる電極が対向する回路導体表面には前記導電性微粒子の平均粒径よりも大きい深さの窪みが形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の電子部品の実装構造体をＬＥＤアレイヘッドにおけるＬＥＤアレイチップ（発光ダイオード素子アレイチップ）の実装に適用した形態を示す断面図、図２は図１の実装構造体に使用されるＬＥＤアレイチップを下面側から見た平面図であり、1 は基板、2 は回路導体、3 は窪み、4 は電子部品としてのＬＥＤアレイチップ、6 は個別電極、7 は共通電極、8 は異方性導電接着剤、9 は異方性導電接着剤中の導電性微粒子である。
【００１０】
前記基板1 は、例えばホウ珪酸ガラス，結晶質ガラス，石英等の透明な電気絶縁性材料から成り、その上面で複数の回路導体2 やＬＥＤアレイチップ4 を支持するための支持母材として機能するとともに、ＬＥＤアレイチップ4 の発光素子5 の光を基板1 の下面側に透過させる作用を為す。
【００１１】
尚、前記基板1 は、例えばホウ珪酸ガラスから成る場合、従来周知のフローティング法等によって所定厚みの板体を形成し、これを所定の矩形状に切断・加工することにより製作される。
【００１２】
また前記基板1 の上面には、複数の回路導体2 が所定パターンをなすように被着・形成されている。
【００１３】
前記複数の回路導体2 は、少なくとも後述するＬＥＤアレイチップ4 の電極6,7 に１対１に対応して設けられており、ＬＥＤアレイチップ4 の発光素子5 に外部からの電源電力を供給する給電配線としての作用を為す。
【００１４】
尚、前記回路導体2 は、Ａｌ（アルミニウム）等の金属をスパッタリングやフォトリソグラフィー技術，エッチング技術等の薄膜形成技術によって所定パターンに加工したり、或いは、Ａｕ（金）やＡｇ（銀）等の金属を含んだ導電ペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって所定パターンに印刷・塗布し、これを高温で焼き付けることによって基板1 の上面に略一定の厚みに被着・形成される。
【００１５】
更に前記回路導体2 が被着されている基板1 の上面には異方性導電接着剤8 を介してＬＥＤアレイチップ4 が取着・実装される。
【００１６】
前記ＬＥＤアレイチップ4 は、その下面に、直線状に配列されている複数の発光素子5 と、該各発光素子5 に個々に接続されている複数の個別電極6 と、複数の発光素子5 に共通接続されている共通電極7 とを有しており、複数の個別電極6 及び共通電極7 は異方性導電接着剤8 中の導電性微粒子9 を介して相対向する回路導体2 に電気的に接続される。
【００１７】
尚、前記共通電極7 はＬＥＤアレイチップ4 の外周部に沿って全ての発光素子5 を囲繞するように形成されており、ＬＥＤアレイチップ4 の長手方向の両端部で基板1 上の回路導体2 に電気的に接続される。従って個別電極6 と接続される回路導体2 には、個別電極6 以外にも、非接続とされる共通電極7 が対向した形となっている。
【００１８】
前記ＬＥＤアレイチップ4 は、個別電極6 及び共通電極7 間に外部からの電力が印加されると所定の輝度で発光する作用を為し、これら発光素子5 を画像データに基づいて個々に選択的に発光させることによって外部の感光体に所定の潜像が形成されるようになっている。
【００１９】
尚、前記ＬＥＤアレイチップ4 としては、ＧａＡｓＰ系やＧａＡｌＡｓ系の発光ダイオードが好適に使用され、該ＬＥＤアレイチップ4 は従来周知の半導体製造技術を採用することによって製作される。
【００２０】
また一方、前記ＬＥＤアレイチップ4 の電極6,7 と基板1 上の回路導体2 とを接続する異方性導電接着剤8 としては、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等の透光性樹脂の前駆体にＮｉ（ニッケル）やＡｇ，Ａｕ等の金属から成る導電性微粒子9 （平均粒径：３〜２０μｍ）を１０重量％〜９０重量％の比率で含有させ、これに有機溶媒等を添加・混合してペースト状になしたものが用いられる。
【００２１】
前記異方性導電接着剤8 は、その中に含有させた導電性微粒子9 によって回路導体2 と電極6,7 とを電気的に接続し、またエポキシ樹脂等の樹脂成分でもって基板上面とＬＥＤアレイチップ4 の下面とを接着する作用を為す。
【００２２】
尚、前記ＬＥＤアレイチップ4 の基板1 上への実装は従来周知のフェースダウンボンディング法を採用することにより行なわれる。即ち、ペースト状になした異方性導電接着剤8 を従来周知のスクリーン印刷等によって基板上面の所定領域に印刷・塗布し、次に異方性導電接着剤8 を塗布した基板上面の所定領域にＬＥＤアレイチップ4 を載置させ、これを基板1 に対して所定の押圧力で押圧しながら異方性導電接着剤8 に熱を印加し、異方性導電接着剤8 の樹脂成分を加熱・硬化させることによって行われる。これにより、ＬＥＤアレイチップ4 の各電極6,7 と基板1 上の回路導体2 とが一度に電気的に接続され、また同時にＬＥＤアレイチップ4 が基板1 に対して接着・固定されることとなる。
【００２３】
そして更に、基板上面の所定箇所には窪み1aが設けられており、その上に被着される回路導体2 の表面にも所定の窪み3 が形成されている。
【００２４】
前記窪み3 は、ＬＥＤアレイチップ4 の電極6,7 のうち非接続とされる電極7 が対向する回路導体2 の表面にのみ形成されており、かかる窪み3 は異方性導電接着剤8 中に含有されている導電性微粒子9 の平均粒径よりも大きい深さを有している。例えば、異方性導電接着剤8 中の導電性微粒子9 の平均粒径が５μｍの場合、窪み3 の深さは６μｍ以上に設定される。
【００２５】
このため、回路導体2 と該回路導体2 に非接続とされる電極7 との間には導電性微粒子9 の平均粒径よりも大きな隙間が設けられることとなり、この隙間に異方性導電接着剤8 の一部が流動してきたとしても、異方性導電接着剤8 中の導電性微粒子9 は窪み3 の中に落ち込むので、回路導体2 と該回路導体2 に非接続とされる電極7 とが短絡を起こすことはない。従って、ＬＥＤアレイチップ4 の電極6,7 を対応する回路導体2 にのみ接続させておくことができるようになり、ＬＥＤアレイチップ4 の発光素子5 を画像データに基づいて正確かつ安定的に発光・駆動させることが可能となる。
【００２６】
また本形態においては発光素子5 がＬＥＤアレイチップ4 の下面に突設されているため、発光素子5 の直下にも窪み3'を形成しておけば、発光素子5 は窪み3'の内部で収容されることとなるので、ＬＥＤアレイチップ4 を基板1 上に実装した際に、発光素子5 が基板上面と強く当たって破損するといった事態が有効に防止され、これによってＬＥＤアレイヘッドの信頼性を向上させることができる。
【００２７】
前記窪み3 は、回路導体2 が被着される基板1 の上面に、スクリーン印刷により、厚みが１３μｍ以上になるようにパターンを印刷して焼き付けた後、このパターンを下地と共に粘着テープ等で引き剥がし、所定の窪み1aを形成した上、この窪み1a上を通過するように回路導体2 を前述の薄膜手法や厚膜手法によって被着させることにより回路導体2 の一部表面に形成される。
【００２８】
かくして上述した実装構造体を適用したＬＥＤアレイヘッドは、外部からの電源電力を基板1 上の回路導体2 、ＬＥＤアレイチップ4 の電極6,7 等を介して発光素子5 に供給し、発光素子5 を画像データに基づいて個々に選択的に発光させるとともに、該発光した光を基板1 の下面側に導出し、これを図示しないレンズ等を介して外部の感光体に照射・結像させることによってＬＥＤアレイヘッドとして機能する。
【００２９】
尚、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００３０】
例えば上述の形態では基板上面に直接窪み1aを形成しておくことでその上に被着される回路導体2 の表面に窪み3 を形成するようにしたが、これに代えて図３に示す如く、基板1 と回路導体2 との間に、貫通穴10a を有した絶縁層10を介在させておくことにより窪み3 を形成するようにしても良く、この場合も上述の形態と同様の効果を奏する。
【００３１】
また上述の形態においては本発明の実装構造体をＬＥＤアレイチップの実装に適用した例について説明したが、ＬＥＤアレイチップ以外の他の電子部品の実装にも適用可能であることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、非接続とされる電極が対向する回路導体表面に異方性導電接着剤に含有されている導電性微粒子の平均粒径よりも大きい深さの窪みを形成したことから、回路導体と該回路導体に非接続とされる電極との間には導電性微粒子の平均粒径よりも大きな隙間が設けられることとなり、この隙間に異方性導電接着剤の一部が流動してきたとしても、異方性導電接着剤中の導電性微粒子は窪みの中に落ち込むので、回路導体と該回路導体に非接続とされる電極とが短絡を起こすことはない。従って、電子部品の電極を対応する回路導体にのみ接続させておくことができるようになり、電子部品を正常に動作させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品の実装構造体をＬＥＤアレイヘッドにおけるＬＥＤアレイチップの実装に適用した形態を示す断面図である。
【図２】図１の実装構造体に使用されるＬＥＤアレイチップを下面側から見た平面図である。
【図３】本発明の他の形態を示す断面図である。
【図４】従来の電子部品の実装構造体を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ・・・基板、2 ・・・回路導体、3 ・・・窪み、4 ・・・ＬＥＤアレイチップ（電子部品）、6,7 ・・・電極、8 ・・・異方性導電接着剤、9 ・・・導電性微粒子

Claims

下面に複数の電極を有する電子部品と、上面に複数の回路導体を有する基板と、多数の導電性微粒子が含有されている異方性導電接着剤と、から成り、
前記基板上に前記電子部品を前記異方性導電接着剤を介して取着するとともに相対向する前記電極と前記回路導体とを導電性微粒子を介して接続して成る電子部品の実装構造体であって、
前記少なくとも１つの回路導体には該回路導体に接続される電極と非接続とされる電極とが対向しており、非接続とされる電極が対向する回路導体表面には前記導電性微粒子の平均粒径よりも大きい深さの窪みが形成されていることを特徴とする電子部品の実装構造体。