JP4404071B2 - 基板のリペア方法 - Google Patents

Description

本発明は、接着層を介して接合された基板のリペア方法に関するものである。

２つの基板、例えばリジッド基板とフレキシブル基板を接着層により接合する方法として、両基板の間に接着性のある異方性導電性材料を介在させて熱圧着するものが知られている。この方法では、基板同士は異方性導電性材料の主材料である電気絶縁性樹脂によって接合されるとともに、両基板の電極同士は電気絶縁性樹脂が含有する導電性粒子を介して電気的に接続される。

このような方法によって接合された基板のユニット、若しくはこの基板のユニットに接続された電子機器等の動作不良が完成検査工程等において検出されたような場合には、動作不良側の基板をリペアする必要が生じる。このような基板のリペアは、動作不良側の基板を正常動作側の基板から引き剥がした上、新たに用意した基板を正常動作側の基板に接合し直せばよい（特許文献１，２）。
特開平１０−３３５８８６号公報 特開平１１−１６７９７１号公報

しかしながら、上記の特許文献１に示されるように、動作不良側の基板を正常動作側の基板から引き剥がした後、正常動作側の基板に残った接着層を除去するのでは時間的ロスが大きいという問題点があり、特許文献２に示されるように、接合に失敗した場合に備えて双方の基板に予め予備の電極を製造して用意しておくのでは製造コストが高くとなるという問題点があった。

そこで本発明は、接着層を介して接合された基板を迅速かつ低コストでリペアすることができる基板のリペア方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の基板のリペア方法は、半田粒子を含有した第１の電気絶縁性樹脂が硬化して成る接着層を介して第１の基板と電極同士を接合させた第２の基板を第１の基板からリペアする基板のリペア方法であって、前記接着層から第２の基板を引き剥がす工程と、新たな第２の基板を前記接着層に貼り付けるための第２の電気絶縁性樹脂を前記接着層に残った第２の基板の電極の跡を覆って前記接着層の表面に塗布する工程と、前記接着層に残った第２の基板の電極の跡に新たな第２の基板の電極を嵌合させながら第２の電気絶縁性樹脂により新たな第２の基板を前記接着層に貼り付けて接着層に残った半田を溶融し
て第１の基板の電極と新たな第２の基板の電極とを接合する工程とを含み、第２の電気絶縁性樹脂の半田粒子含有量を、第１の電気絶縁性樹脂の半田粒子含有量よりも少なくした。

請求項２に記載の基板のリペア方法は、請求項１に記載の基板のリペア方法において、前記第２の電気絶縁性樹脂の半田粒子含有量を零にした。

請求項３に記載の基板のリペア方法は、請求項１又は２に記載の基板のリペア方法において、第１の基板及び第２の基板の一方がリジッド基板であり、他方がフレキシブル基板である。

本発明に係る基板のリペア方法では、リペアしようとする第２の基板を接着層から引き剥がした後、その接着層に接着剤として塗布する第２の電気絶縁性樹脂の半田粒子含有量を、接着層を形成している第１の電気絶縁性樹脂の半田含有量よりも少なくすることにより、第２の電気絶縁性樹脂に含まれる半田粒子が接着層の表面と新たな第２の基板の電極の間に入り込んで接着層の表面に露出している接着層内の半田粒子と新たな第２の基板の電極の接合を阻害することがないようにしている。このため、第２の基板を引き剥がした後の接着層の表面に露出している接着層内の半田粒子と、新たな第２の基板の電極とを高い確実性をもって接合させることができる。従って本発明によれば、従来のように接着層を取り除いたり、予め予備の電極を製造して用意しておいたりすることなく、迅速かつ確実に、しかも低コストで基板のリペアを行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施の形態における、第１の基板に第２の基板を接合する工程を説明する両基板の断面図、図２は本発明の一実施の形態における基板のリペア方法により第２の基板を第１の基板からリペアする工程を説明する両基板の断面図、図３は本発明の一実施の形態における、第２の電気絶縁性樹脂が含有する半田粒子が接着層の表面と新たなフレキシブル基板の電極の間に入り込んだ状態を示す両基板の部分拡大断面図である。

本実施の形態では、互いに接合される２つの基板の例としてリジッド基板とフレキシブル基板を挙げ、リジッド基板にフレキシブル基板を接合し、そのフレキシブル基板をリジッド基板からリペアする例を示す。

先ず、図１を参照して、リジッド基板１０にフレキシブル基板２０を接合する工程を説明する。図１において、リジッド基板１０にフレキシブル基板２０を接合する接合装置１は、リジッド基板１０を水平姿勢に保持する基板保持台２と、基板保持台２の上方を基板保持台２に対して水平方向や上下方向へ相対的に移動自在な熱圧着ヘッド３を備えている。熱圧着ヘッド３は、その下部にフレキシブル基板２０を吸着保持する。

リジッド基板１０は耐熱性材料から成る。リジッド基板１０の表面には図示しない銅箔から成る回路パターンが形成されており、その回路パターン上には複数の電極１１が所定の配列で設けられている。

フレキシブル基板２０はフィルム状の部材から成っており、このフレキシブル基板２０の下面には複数の電極２１がリジッド基板１０の電極１１の列に対応する配列で設けられている。

リジッド基板１０にフレキシブル基板２０を接合するには、リジッド基板１０をその電極１１が上を向くように接合装置１の基板保持台２の上面に保持した後、半田粒子Ｓを含有した第１の電気絶縁性樹脂３０をリジッド基板１０の表面に塗布する（図１（ａ））。このときリジッド基板１０の全ての電極１１が第１の電気絶縁性樹脂３０によって覆われるようにする。ここで、第１の電気絶縁性樹脂３０の半田含有量（第１の電気絶縁性樹脂３０の体積に対する半田粒子Ｓの体積の割合）は３０％未満であることが好ましい。また、第１の電気絶縁性樹脂３０には、半田酸化膜の除去作用のある活性剤が含まれていることが好ましい。更に第１の電気絶縁性樹脂３０には、後述するリペア作業を行い易くするため、熱可塑性樹脂が２重量％以上含まれていることが好ましい。

第１の電気絶縁性樹脂３０をリジッド基板１０の表面へ塗布したら、フレキシブル基板２０を吸着保持させた熱圧着ヘッド３をリジッド基板１０の上方に位置させる。そして、
フレキシブル基板２０の電極２１とリジッド基板１０の電極１１との位置合わせを行った後、熱圧着ヘッド３を下降させ、フレキシブル基板２０の電極２１がリジッド基板１０の電極１１に上方から近接するように熱圧着ヘッド３を下降させつつ、両基板１０，２０を加熱する（図１（ｂ））。これにより電極１１と電極２１の間に挟まれた半田粒子Ｓが溶融して両電極１１，２１を接合するとともにリジッド基板１０とフレキシブル基板２０の間の電気絶縁性樹脂３０が熱硬化して両基板１０，２０を接着する。

一定時間が経過したら両基板１０，２０の加熱を停止し、フレキシブル基板２０の吸着を解除した上で熱圧着ヘッド３を上方へ退去させる。フレキシブル基板２０は、両電極１１，２１の間に第１の電気絶縁性樹脂３０を介在させた状態でリジッド基板１０に対して固定される。これによりフレキシブル基板２０は第１の電気絶縁性樹脂３０が硬化して成る接着層３０ａを介してリジッド基板１０と接合された状態となり、フレキシブル基板１０とリジッド基板２０の接合は完了する（図１（ｃ））。

両基板１０，２０の接合が完了した状態における両電極１１，２１の距離は極めて小さく、両電極１１，２１は第１の電気絶縁性樹脂３０内の半田粒子Ｓを介して電気的に接続される。半田粒子Ｓを含有した第１の電気絶縁性樹脂３０から成る接着層３０ａはいわゆる異方性導電性材料として機能し、上下に対向する両電極１１，２１は電気的に導通されるが、横方向、すなわち隣接する電極間の電気的導通は遮断される。図１（ｃ）の部分拡大図は、フレキシブル基板２０をリジッド基板１０に接合したことによって、両基板１０，２０の電極１１，２１が接着層３０ａ内の半田粒子Ｓによって電気的に接続された状態を示している。

次に、図２を参照して、フレキシブル基板２０をリジッド基板１０からリペアする工程を説明する。これには先ず、リジッド基板１０を接合装置１の基板保持台２の上面に保持した後、図示しない器具を用いてフレキシブル基板２０をリジッド基板１０から分離させる。これによりフレキシブル基板２０は接着層３０ａから引き剥がされ、接着層３０ａにはリペア前におけるフレキシブル基板２０の電極２１の跡（窪み）３１が残るとともに（図２（ａ））、この電極２１の跡３１の接着層３０ａの表面には、図２（ａ）の部分拡大図に示すように、リジッド基板１０の電極１１とフレキシブル基板２０の電極２１とを電気的に接合していた半田粒子Ｓの表面（フレキシブル基板２０と接合していた側の表面）ｆが露出する。

次いで、接着層３０ａに残るリペア前のフレキシブル基板２０の電極２１の跡３１を覆って、第２の電気絶縁性樹脂４０を接着層３０ａの表面に塗布する（図２（ｂ））。この第２の電気絶縁性樹脂４０の半田粒子含有量（第２の電気絶縁性樹脂４０の体積に対する半田粒子Ｓの体積の割合）は第１の電気絶縁性樹脂３０の半田含有量よりも小さいものとし、好ましくは第１の電気絶縁性樹脂３０の半田含有量の１％以下、更に好ましくは第２の電気絶縁性材料４０の半田含有量を零とする。

第２の電気絶縁性樹脂４０を接着層３０ａの表面に塗布したら、新たなフレキシブル基板２０′を吸着保持させた熱圧着ヘッド３をリジッド基板１０の上方に位置させる。そして、新たなフレキシブル基板２０′の電極２１とリジッド基板１０の電極１１の位置合わせを行った後（図２（ｃ））、熱圧着ヘッド３を下降させ、接着層３０ａに残ったリペア前におけるフレキシブル基板２０の電極２１の跡３１に新たなフレキシブル基板２０′の電極２１を嵌合させながら、第２の電気絶縁性樹脂４０を押しのけつつ、新たなフレキシブル基板２０′を接着層３０ａに貼り付ける（図２（ｄ））。この貼り付けは、具体的には、新たなフレキシブル基板２０の電極２１がリジッド基板１０の電極１１に上方から近接するように熱圧着ヘッド３を下降させつつ、両基板１０，２０′を加熱して行う。これにより接着層３０ａに残っている半田粒子Ｓが再溶融して両電極１１，２１を接合すると
ともに、接着層３０ａとフレキシブル基板２０の間の第２の電気絶縁性樹脂４０が熱硬化して両基板１０，２０′を接着する。

一定時間が経過したら両基板１０，２０′の加熱を停止し、新たなフレキシブル基板２０′の吸着を解除した上で熱圧着ヘッド３を上方へ退去させる。新たなフレキシブル基板２０′は、両電極１１，２１の間に第１の電気絶縁性樹脂３０を介在させた状態でリジッド基板１０に対して固定される。この状態では、新たなフレキシブル基板２０′の電極２１はリペア前のフレキシブル基板２０の電極２１があった場所に位置しており、リペア前のフレキシブル基板２０の電極２１に接合していた半田粒子Ｓ、すなわち接着層３０ａの表面から露出した半田粒子Ｓと接合している。

このようにして新たなフレキシブル基板２０′の電極２１とリジッド基板１０の電極１１が接着層３０ａ内の半田粒子Ｓを介して電気的に接続されたら、フレキシブル基板のリペアが完了する（図２（ｅ））。図２（ｅ）の部分拡大図は、新たなフレキシブル基板２０′をリジッド基板１０に接合したことによって、両基板１０，２０′の電極１１，２１が第１の電気絶縁性樹脂３０内の半田粒子Ｓによって電気的に接続された状態を示している。

ここで、仮に、第２の電気絶縁性樹脂４０の半田含有量が第１の電気絶縁性樹脂３０の半田含有量と同程度若しくはそれ以上である場合には、図３に示すように、第２の電気絶縁性樹脂４０が含有する半田粒子Ｓ′が、電極２１の跡３１の接着層３０ａの表面と新たなフレキシブル基板２０′の電極２１の間に入り込んでしまう可能性が高くなる。電極２１の跡３１の接着層３０ａの表面と新たなフレキシブル基板２０′の電極２１の間に半田粒子Ｓ′が入り込むと、この半田粒子Ｓ′がいわばスペーサとなって、接着層３０ａの表面に露出している接着層３０ａ内の半田粒子Ｓと新たなフレキシブル基板２０′の電極２１との間の接合を阻害するので、リペア後の両基板１０，２０′間の導通不良が起こり易くなる。

これに対し、本実施の形態の基板のリペア方法では、第２の電気絶縁性樹脂４０の半田含有量は、接着層３０ａを形成している第１の電気絶縁性樹脂３０の半田含有量よりも少ないため、第２の電気絶縁性樹脂に含まれる半田粒子Ｓが、電極２１の跡３１の接着層３０ａの表面と新たなフレキシブル基板２０′の電極２１の間に入り込む可能性は低く、フレキシブル基板２０を引き剥がした後の接着層３０ａの表面に露出している接着層３０ａ内の半田粒子Ｓと新たなフレキシブル基板２０′の電極２１を高い確実性をもって接合させることができる。従って、本実施の形態におけるリペア方法によれば、従来のように接着層を取り除いたり、予め予備の電極を製造して用意しておいたりすることなく、迅速かつ確実に、しかも低コストで基板のリペアを行うことができる。

また、本実施の形態の基板のリペア方法では、フレキシブル基板２０を剥がした後の接着層３０ａにはその剥がしたフレキシブル基板２０の電極２１の跡が残っているので、新たなフレキシブル基板２０′の電極２１とリジッド基板１０の電極１１の位置合わせは大変容易であり、リペア工程に要する時間を短縮することができる。

なお、上述の実施の形態では、フレキシブル基板２０をリジッド基板１０から分離させたとき、接着層３０ａがリジッド基板１０に残ってフレキシブル基板２０が接着層３０ａから引き剥がされるように説明したが、これは、一般には、リジッド基板１０の方がフレキシブル基板２０よりも表面粗度が大きく、接着層３０ａがリジッド基板１０に残り易くなるからである。従って、フレキシブル基板２０の表面粗度をリジッド基板１０の表面粗度よりも大きくしておけば、両基板１０，２０を分離させたときに接着層３０ａがフレキシブル基板２０に残り、リジッド基板１０が接着層３０ａから引き剥がされることになる
。このようなケースでは、リジッド基板１０とフレキシブル基板２０を入れ替えて上述の実施の形態を実施すれば、リジッド基板１０のフレキシブル基板２０からのリペアを行うことができる。

また、上述の実施の形態では、互いに接合される２つの基板の例としてリジッド基板とフレキシブル基板を挙げたが、これは一例に過ぎず、他の種類の基板を接合したものに対しても本発明のリペア方法を適用することができる。

本発明によれば、接着層を取り除いたり、予め予備の電極を製造して用意しておいたりすることなく、迅速かつ確実に、しかも低コストで基板のリペアを行うことができる。

本発明の一実施の形態における、第１の基板に第２の基板を接合する工程を説明する両基板の断面図 本発明の一実施の形態における基板のリペア方法により第２の基板を第１の基板からリペアする工程を説明する両基板の断面図 本発明の一実施の形態における、第２の電気絶縁性樹脂が含有する半田粒子が接着層の表面と新たなフレキシブル基板の電極の間に入り込んだ状態を示す両基板の部分拡大断面図

符号の説明

１０ リジッド基板（第１の基板）
１１ リジッド基板の電極
２０ フレキシブル基板（第２の基板）
２１ フレキシブル基板の電極
３０ 第１の電気絶縁性樹脂
３１ 電極の跡
４０ 第２の電気絶縁性樹脂
Ｓ，Ｓ′ 半田粒子

Claims (3)

1. 半田粒子を含有した第１の電気絶縁性樹脂が硬化して成る接着層を介して第１の基板と電極同士を接合させた第２の基板を第１の基板からリペアする基板のリペア方法であって、
   前記接着層から第２の基板を引き剥がす工程と、新たな第２の基板を前記接着層に貼り付けるための第２の電気絶縁性樹脂を前記接着層に残った第２の基板の電極の跡を覆って前記接着層の表面に塗布する工程と、前記接着層に残った第２の基板の電極の跡に新たな第２の基板の電極を嵌合させながら第２の電気絶縁性樹脂により新たな第２の基板を前記接着層に貼り付けて接着層に残った半田を溶融して第１の基板の電極と新たな第２の基板の電極とを接合する工程とを含み、第２の電気絶縁性樹脂の半田粒子含有量を、第１の電気絶縁性樹脂の半田粒子含有量よりも少なくしたことを特徴とする基板のリペア方法。
2. 前記第２の電気絶縁性樹脂の半田粒子含有量を零にしたことを特徴とする請求項１に記載の基板のリペア方法。
3. 第１の基板及び第２の基板の一方がリジッド基板であり、他方がフレキシブル基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板のリペア方法。

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