JP6956534B2 - Manufacturing method of electronic device - Google Patents

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Description

本発明は、光透過性基板上に電子部品を搭載した電子デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an electronic device in which an electronic component is mounted on a light transmissive substrate.

従来、電子部品の基板への実装方法としては、予め回路パターンが形成された基板にAuワイヤなどでバンプボールを形成し、その上に電子部品を搭載し、熱と超音波の照射により電気的に接続するとともに、電子部品を回路パターンに固着する方法が知られている。また、基板上の回路パターンにはんだペーストなどを塗布し、その上に電子部品を搭載し、加熱してはんだを溶融することで電気的に接続するとともに、電子部品を回路パターンに固着する方法も知られている。 Conventionally, as a method of mounting an electronic component on a substrate, a bump ball is formed on a substrate on which a circuit pattern is formed in advance with an Au wire or the like, the electronic component is mounted on the bump ball, and the electronic component is electrically irradiated by heat and ultrasonic waves. There is known a method of fixing an electronic component to a circuit pattern while connecting to the circuit board. Another method is to apply solder paste or the like to the circuit pattern on the board, mount the electronic components on it, heat it to melt the solder, and electrically connect it, and also fix the electronic components to the circuit pattern. Are known.

回路パターンの形成方法としては、銅箔をマスキングしてエッチングする方法が広く用いられている。また、特許文献1には、金属ナノ粒子とポリマー等の分散剤とを液状媒体に分散させた導電性インクによって配線パターンの塗膜を基板上に印刷等で形成した後、配線パターンの塗膜上に電子部品をその外部端子が没入するように搭載し、さらに基板の裏面側から光を照射することにより配線パターンの塗膜の金属ナノ粒子を光焼成する技術が開示されている。このとき、特許文献1の技術では、配線パターンを印刷した後、液状媒体の含有量が0.01〜3質量%の範囲になるように、液状媒体を除去した後、電子部品を搭載している。これにより、電子部品を配線パターンに搭載する際に配線パターンが崩れるのを防ぐとともに、光焼成時に配線パターンの内部に空孔が生じるのを防いでいる。 As a method of forming a circuit pattern, a method of masking and etching a copper foil is widely used. Further, in Patent Document 1, a coating film of a wiring pattern is formed on a substrate by printing or the like with a conductive ink in which metal nanoparticles and a dispersant such as a polymer are dispersed in a liquid medium, and then the coating film of the wiring pattern is formed. A technique is disclosed in which an electronic component is mounted on the surface so that its external terminal is immersed therein, and metal nanoparticles of a coating film of a wiring pattern are photo-fired by irradiating light from the back surface side of the substrate. At this time, in the technique of Patent Document 1, after printing the wiring pattern, the liquid medium is removed so that the content of the liquid medium is in the range of 0.01 to 3% by mass, and then the electronic component is mounted. There is. This prevents the wiring pattern from collapsing when the electronic components are mounted on the wiring pattern, and also prevents vacancies from being generated inside the wiring pattern during light firing.

特開2014−17364号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-17364

特許文献1の技術では、導電性インクで印刷した配線パターン上に電子部品の外部端子が没入するように搭載した後、導電性インクの液状媒体を所定量まで除去し、その後光焼成を行う。そのため、電子部品を搭載した状態で、光焼成までの間に、液状媒体の除去を行うため、導電性インクで形成した配線パターン塗膜の体積が収縮し、電子部品に位置ずれが生じるとともに、電子部品の端子と収縮した塗膜との間に空隙が生じて接合不良を生じやすい。 In the technique of Patent Document 1, after mounting the external terminals of the electronic component so as to be immersed in the wiring pattern printed with the conductive ink, the liquid medium of the conductive ink is removed to a predetermined amount, and then light firing is performed. Therefore, since the liquid medium is removed before the light firing with the electronic components mounted, the volume of the wiring pattern coating film formed with the conductive ink shrinks, causing the electronic components to shift in position and at the same time. A gap is generated between the terminal of the electronic component and the shrunk coating film, which tends to cause poor bonding.

本発明の目的は、導電性インクを光焼成することにより、配線パターンに電子部品を接合する工程において、電子部品の位置精度および接合品質を向上させることにある。 An object of the present invention is to improve the positional accuracy and bonding quality of electronic components in the process of bonding electronic components to a wiring pattern by light firing conductive ink.

上記目的を達成するために、本発明の電子デバイスの製造方法は、光透過性基板上の配線パターンの、電子部品の電極を接合すべき部分に、導電性粒子を溶液に分散された導電性インクを塗布する塗布工程と、導電性インク上に電極が搭載されるように、電子部品を光透過性基板に搭載する搭載工程と、電子部品に荷重をかけて電極を導電性インクに押し付けながら、導電性インクに電磁波を照射して導電性粒子を焼結することにより、電極と前記配線パターンとを接合する接合工程とを含む。 In order to achieve the above object, the method for manufacturing an electronic device of the present invention is a method in which conductive particles are dispersed in a solution at a portion of a wiring pattern on a light transmissive substrate to which electrodes of electronic components should be bonded. The coating process of applying ink, the mounting process of mounting electronic components on a light-transmitting substrate so that the electrodes are mounted on the conductive ink, and the mounting process of applying a load to the electronic components while pressing the electrodes against the conductive ink. The present invention includes a joining step of joining the electrode and the wiring pattern by irradiating the conductive ink with an electromagnetic wave and sintering the conductive particles.

本発明の製造方法によれば、導電性粒子を焼成する光によって光透過性基板にダメージを与えにくく、かつ、フレキシブルな導電性領域を形成可能である。 According to the manufacturing method of the present invention, it is possible to form a flexible conductive region without damaging the light-transmitting substrate by the light for firing the conductive particles.

(a)〜(f)第1の実施形態の電子デバイスの製造方法を示す説明図。(A)-(f) Explanatory drawing which shows the manufacturing method of the electronic device of 1st Embodiment. (a)、(b−1)〜(b−2)、および、(c)は、第2の実施形態の光透過性基板10の支持機構の別の例を示す説明図。(A), (b-1) to (b-2), and (c) are explanatory views showing another example of the support mechanism of the light transmissive substrate 10 of the second embodiment. (a)〜(c)は、第2の実施形態の光透過性基板10の支持機構の別の例を示す説明図。(A) to (c) are explanatory views which show another example of the support mechanism of the light transmissive substrate 10 of 2nd Embodiment. 第3の実施形態の電子デバイスの製造装置の構成を示す説明図。The explanatory view which shows the structure of the manufacturing apparatus of the electronic device of 3rd Embodiment. 第3の実施形態の電子デバイスの製造装置の構成を示す説明図。The explanatory view which shows the structure of the manufacturing apparatus of the electronic device of 3rd Embodiment. 第3の実施形態の電子デバイスの製造装置のシステム制御部の制御動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the control operation of the system control part of the manufacturing apparatus of the electronic device of 3rd Embodiment. 第3の実施形態の電子デバイスの製造装置を用いて電子デバイスを製造する工程を示す工程図。The process chart which shows the process of manufacturing an electronic device using the manufacturing apparatus of the electronic device of 3rd Embodiment. 本実施形態のデバイス製造方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the device manufacturing method of this embodiment. 第3の実施形態の製造装置にミラー105dを配置して光透過性基板10に光を照射する構成例を示す説明図。The explanatory view which shows the configuration example which arranges the mirror 105d in the manufacturing apparatus of 3rd Embodiment, and irradiates a light transmissive substrate 10 with light. (a)、(b)、および、(c)は、図2の支持機構を用いて、光透過性基板10の両面に電子デバイスを搭載する例を示す説明図。(A), (b), and (c) are explanatory views showing an example in which electronic devices are mounted on both sides of the light transmissive substrate 10 by using the support mechanism of FIG.

本発明の一実施形態の電子デバイスの製造方法について説明する。 A method for manufacturing an electronic device according to an embodiment of the present invention will be described.

第1の実施形態の電子デバイスの製造方法を図1(a)〜(f)を用いて説明する。 The method for manufacturing the electronic device of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 (a) to 1 (f).

まず、配線パターン11が形成された光透過性基板10を用意する。 First, the light transmissive substrate 10 on which the wiring pattern 11 is formed is prepared.

ここでは、図1(a)〜(c)の工程により、光透過性基板10上の配線パターン11aを形成する。具体的には、光透過性基板10を用意し(図1(a))、導電性粒子が分散された溶液(導電性インク)を、光透過性基板10の表面に所望の配線パターンの形状に印刷等の手法により塗布する(図1(b))。これにより、光透過性基板10の表面に、導電性インクの塗膜11aを形成する。必要に応じて塗膜11aを加熱し、溶媒を蒸発させて乾燥させる。 Here, the wiring pattern 11a on the light transmissive substrate 10 is formed by the steps of FIGS. 1A to 1C. Specifically, a light-transmitting substrate 10 is prepared (FIG. 1A), and a solution (conductive ink) in which conductive particles are dispersed is applied to the surface of the light-transmitting substrate 10 in a desired wiring pattern shape. Is applied to the surface by a method such as printing (FIG. 1 (b)). As a result, a coating film 11a of the conductive ink is formed on the surface of the light transmissive substrate 10. If necessary, the coating film 11a is heated to evaporate the solvent and dry it.

つぎに、図1(c)のように、塗膜11aに光透過性基板10の裏面側から光透過性基板10を透過させて電磁波(ここでは光束)12を照射する。光束12は、光透過性基板10を透過する波長で、かつ、導電性インクの導電性粒子に吸収される波長のものを用いる。このとき、光透過性基板10を光束12に対して透明な光透過性支持材9に搭載してもよい。これにより、薄い厚みを有する光透過性基板10を用いる場合でも安定して光束12を照射することができる。光束12は、所定のスポット径に集束させたものであってもよいし、所望の配線パターン11の形状にマスク等により成形されたものでもよい。また、光透過性基板10の全体に照射してもよい。塗膜11aの光束12が照射された領域は、導電性粒子が光のエネルギーを吸収して温度が上昇し、導電性粒子は、その粒子を構成する材料のバルクの融点よりも低い温度で溶融する。導電性粒子の温度上昇に伴い、溶融した導電性ナノ粒子は、隣接する粒子と直接融合する。これにより、導電性粒子同士が焼結され、導電性の配線パターン11が形成される。このとき、溶融した導電性粒子は、光透過性基板10の表面に固着するため、光透過性基板10に直接固着した配線パターン11を形成することができる。また、必要に応じて、光が照射されていない塗膜11aを除去してもよい。 Next, as shown in FIG. 1 (c), the coating film 11a is made to transmit the light transmissive substrate 10 from the back surface side of the light transmissive substrate 10 and is irradiated with the electromagnetic wave (here, the luminous flux) 12. The luminous flux 12 has a wavelength that allows the light to pass through the light-transmitting substrate 10 and is absorbed by the conductive particles of the conductive ink. At this time, the light transmissive substrate 10 may be mounted on the light transmissive support material 9 which is transparent to the luminous flux 12. As a result, the luminous flux 12 can be stably irradiated even when the light transmissive substrate 10 having a thin thickness is used. The luminous flux 12 may be focused to a predetermined spot diameter, or may be formed into a desired wiring pattern 11 shape by a mask or the like. Further, the entire light transmissive substrate 10 may be irradiated. In the region of the coating film 11a irradiated with the luminous flux 12, the conductive particles absorb the energy of light and the temperature rises, and the conductive particles melt at a temperature lower than the melting point of the bulk of the material constituting the particles. do. As the temperature of the conductive particles rises, the molten conductive nanoparticles fuse directly with the adjacent particles. As a result, the conductive particles are sintered together, and the conductive wiring pattern 11 is formed. At this time, since the molten conductive particles are fixed to the surface of the light-transmitting substrate 10, the wiring pattern 11 directly fixed to the light-transmitting substrate 10 can be formed. Further, if necessary, the coating film 11a that has not been irradiated with light may be removed.

つぎに、図1(d)のように、配線パターン11の、電子部品30の電極31を接合すべき部分に導電性インクを塗布し、塗膜40aを形成する。 Next, as shown in FIG. 1D, the conductive ink is applied to the portion of the wiring pattern 11 to which the electrode 31 of the electronic component 30 is to be joined to form the coating film 40a.

そして、図1(e)のように、電子部品30を電極31が塗膜40aに接するように搭載する。その後、電子部品30に荷重をかけて、電極31を導電性インクの塗膜40aに押し付ける。荷重をかけた状態で、図1(f)のように、電極31の直下の光透過性基板10の裏面側から、光透過性基板10を透過させて所定の照射径の光束12を照射し、図1(c)の工程と同様に導電性粒子を焼結して電極接続領域40を形成することにより、電極31と配線パターン11を接合する。光束12の照射径は、電極31の径よりも小さくする事ができる。 Then, as shown in FIG. 1 (e), the electronic component 30 is mounted so that the electrode 31 is in contact with the coating film 40a. After that, a load is applied to the electronic component 30 to press the electrode 31 against the coating film 40a of the conductive ink. With a load applied, as shown in FIG. 1 (f), the light transmissive substrate 10 is transmitted from the back surface side of the light transmissive substrate 10 directly under the electrode 31 to irradiate the luminous flux 12 having a predetermined irradiation diameter. , The electrode 31 and the wiring pattern 11 are joined by sintering the conductive particles to form the electrode connection region 40 in the same manner as in the step of FIG. 1 (c). The irradiation diameter of the luminous flux 12 can be made smaller than the diameter of the electrode 31.

塗膜40aが焼結されて電極接続領域40に変化する際に体積が収縮するため、電極接続領域40と電極31との間に空隙が生じたり、電子部品30が位置ずれを生じる可能性があるが、本実施形態では、荷重をかけて電子部品30を塗膜40aに押し付けているため、電子部品30が電極接続領域40から位置ずれすることなく両者を接合することができる。 Since the volume shrinks when the coating film 40a is sintered and changes to the electrode connection region 40, there is a possibility that a gap may be generated between the electrode connection region 40 and the electrode 31, or the electronic component 30 may be misaligned. However, in the present embodiment, since the electronic component 30 is pressed against the coating film 40a by applying a load, the electronic component 30 can be joined to each other without being displaced from the electrode connection region 40.

また、電極接続領域40のサイズを、電極31のサイズ以下にすることができるため、従来のバンプでは到達するのが難しい、微小サイズの電極接続領域40を提供できる。よって、隣り合う電極31が近接している場合であっても、ショートさせることなく、それぞれ配線パターン11に接続することができるため、電極31の実装密度を向上させることができる。 Further, since the size of the electrode connection region 40 can be made smaller than the size of the electrode 31, it is possible to provide a minute-sized electrode connection region 40 that is difficult to reach with a conventional bump. Therefore, even when the adjacent electrodes 31 are close to each other, they can be connected to the wiring pattern 11 without short-circuiting, so that the mounting density of the electrodes 31 can be improved.

なお、荷重の大きさとしては、一例としては、電極31の単位面積当たり1g/mm以上10000g/mm以下であり、1g/mm以上5000g/mm以下が望ましく、5g/mm以上1000g/mm以下がより好ましい。 As the magnitude of the load, as an example, not more than 10000 g / mm 2 per unit area 1 g / mm 2 or more electrodes 31, 1 g / mm 2 or more 5000 g / mm 2 or less is desirable, 5 g / mm 2 or more More preferably 1000 g / mm 2 or less.

このように、本実施形態の電子デバイスの製造方法によれば、電子部品の配線パターン11に対する位置精度および接合品質を向上させることができる。 As described above, according to the method of manufacturing the electronic device of the present embodiment, it is possible to improve the position accuracy and the joining quality of the electronic component with respect to the wiring pattern 11.

また、図1(c)〜(f)のように光透過性支持材9によって光透過性基板10を支持することにより、光透過性基板10が薄く剛性が小さい場合でも、荷重をかけて電子部品30を塗膜40aに押し付けることができる。 Further, by supporting the light transmissive substrate 10 by the light transmissive support material 9 as shown in FIGS. 1 (c) to 1 (f), even when the light transmissive substrate 10 is thin and has low rigidity, a load is applied to the electrons. The component 30 can be pressed against the coating film 40a.

なお、基板10が荷重に耐えられる場合は、支持材9を使用しないで製造する事も可能である。 If the substrate 10 can withstand a load, it can be manufactured without using the support material 9.

光透過性支持材9は、光束12を透過する材質であって、荷重に耐えられる剛性を有するものを用いる。 As the light transmissive support material 9, a material that transmits the light flux 12 and has rigidity that can withstand a load is used.

電極接続領域40の大きさは、例えば直径1mm以下、厚みは、1nm〜50μm程度に形成することが可能である。また、電極接続領域40の電気抵抗値は、10−4Ω・cm以下であることが望ましく、特に、10−6Ω・cmオーダーの低抵抗であることが望ましい。 The size of the electrode connection region 40 can be formed to be, for example, 1 mm or less in diameter and 1 nm to 50 μm in thickness. Further, the electric resistance value of the electrode connection region 40 is preferably 10 -4 Ω · cm or less, and particularly preferably a low resistance on the order of 10 -6 Ω · cm.

荷重の大きさは、例えば、1g/mm以上10000g/mm以下程度に設定することができる。 The size of the load, for example, can be set to about 1 g / mm 2 or more 10000 g / mm 2 or less.

また、図1(b)または図1(d)の工程で、塗膜11aまたは塗膜40aを形成する方法は、所望の膜厚の膜が形成できる方法であれば、どのような方法を用いてもよい。印刷により塗膜11a,40aを形成する場合、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷などを用いることができる。他にはインクジェット方式、転写方式等を用いる事が出来る。 Further, as the method for forming the coating film 11a or the coating film 40a in the step of FIG. 1B or FIG. 1D, any method can be used as long as a film having a desired film thickness can be formed. You may. When the coating films 11a and 40a are formed by printing, gravure printing, flexographic printing, screen printing and the like can be used. In addition, an inkjet method, a transfer method, or the like can be used.

なお、上記説明では、図1(a)〜(c)の工程により、導電性インクを用いて光透過性基板10上の配線パターン11を形成しているが、他の方法で形成してもよい。例えば、光透過性基板10の表面に銅箔等の金属物質を貼り付けた後にエッチング法等で所望の配線形状にし、必要に応じてめっき付けすることにより配線パターン11を形成してもよい。 In the above description, the wiring pattern 11 on the light transmissive substrate 10 is formed by using the conductive ink by the steps of FIGS. 1A to 1C, but it may be formed by another method. good. For example, the wiring pattern 11 may be formed by attaching a metal substance such as copper foil to the surface of the light transmissive substrate 10 and then forming a desired wiring shape by an etching method or the like and plating if necessary.

また、上記説明では、図1(a)〜(d)の工程により導電性インクを用いて光透過性基板10上に塗膜11aを形成した後、光束12を照射して導電性粒子を焼結し、配線パターン11を形成してから、電極接続領域40となる塗膜40aを塗布しているが、本実施形態はこの方法に限られるものではない。図1(a),(b)により塗膜11aを形成した後、必要に応じて乾燥工程を行い、図1(c)の光束12の照射を行うことなく、図1(d)〜(f)の工程を行って、図1(f)の工程で、塗膜11aへの光照射と塗膜40aへの光照射とを同時または連続して行って、配線パターン11と電極接続領域40を同じ工程で形成してもよい。 Further, in the above description, after forming the coating film 11a on the light transmissive substrate 10 using the conductive ink by the steps of FIGS. 1A to 1D, the conductive particles are baked by irradiating the light beam 12. After connecting and forming the wiring pattern 11, the coating film 40a to be the electrode connection region 40 is applied, but this embodiment is not limited to this method. After forming the coating film 11a according to FIGS. 1 (a) and 1 (b), a drying step is performed as necessary, and FIGS. 1 (d) to 1 (f) are performed without irradiating the light flux 12 of FIG. 1 (c). ), And in the step of FIG. 1 (f), the coating film 11a and the coating film 40a are simultaneously or continuously irradiated with light to obtain the wiring pattern 11 and the electrode connection region 40. It may be formed in the same process.

なお、照射する光束12の波長は、塗膜11a、40aに含まれる導電性粒子に吸収される波長を用いる。照射する光は、紫外、可視、赤外いずれの光であってもよいし、マイクロ波であってもよい。例えば導電性粒子として、Ag、Cu、Au、Pdなどを用いた場合、400〜600nmの可視光を用いることができる。 As the wavelength of the luminous flux 12 to be irradiated, the wavelength absorbed by the conductive particles contained in the coating films 11a and 40a is used. The light to be irradiated may be ultraviolet, visible, or infrared light, or may be microwave. For example, when Ag, Cu, Au, Pd or the like is used as the conductive particles, visible light having a diameter of 400 to 600 nm can be used.

導電性インクについてさらに説明する。このインクは、導電性粒子が分散された溶液である。導電性粒子は、例えば、Au、Ag、Cu、Pd、ITO、Ni、Pt、Feなどの導電性金属および導電性金属酸化物のうちの1つ以上を用いることができる。電磁波による焼結を効率的に行うため、導電性粒子を含むインクの電磁波吸収特性を高める事が望ましく、導電性粒子の一部または全部がナノサイズ形状となっていることが望ましい。含まれる粒子サイズは一例として10〜150nmである。さらに説明すると、導電性粒子の粒子径は、1μm未満のナノ粒子のみであってもよいし、1μm未満のナノ粒子と1μm以上のマイクロ粒子とが混合されていてもよい。 The conductive ink will be further described. This ink is a solution in which conductive particles are dispersed. As the conductive particles, for example, one or more of conductive metals such as Au, Ag, Cu, Pd, ITO, Ni, Pt, and Fe and conductive metal oxides can be used. In order to efficiently perform sintering by electromagnetic waves, it is desirable to enhance the electromagnetic wave absorption characteristics of the ink containing the conductive particles, and it is desirable that some or all of the conductive particles have a nano-sized shape. The particle size contained is, for example, 10 to 150 nm. Further, the particle size of the conductive particles may be only nanoparticles of less than 1 μm, or may be a mixture of nanoparticles of less than 1 μm and nanoparticles of 1 μm or more.

導電性インクの導電性粒子を分散させる溶液としては、有機溶媒や水を用いる事が好ましいが、エポキシやシリコーン、ウレタン樹脂に含有させても良い。溶媒には、分散性を向上させる添加剤(ポリマー成分等)を添加し、また固着力を向上させるために樹脂成分(エポキシやシリコーン、ウレタンなど)を添加しても良い。 As the solution for dispersing the conductive particles of the conductive ink, it is preferable to use an organic solvent or water, but it may be contained in epoxy, silicone, or urethane resin. An additive (polymer component, etc.) for improving dispersibility may be added to the solvent, and a resin component (epoxy, silicone, urethane, etc.) may be added for improving the fixing force.

導電性粒子の焼結に用いる電磁波としては、紫外光、可視光、赤外光、マイクロ波の波長域のものを含むものを用いることができる。電磁波は広げて照射しても良く、集束して照射しても良いが、例えば、電磁波を集束して、基板10上の塗膜40aに照射することにより、加熱領域が、集束された電磁波のスポット径程度と極めて局所的になり、局所的な熱を周囲の光透過性基板10に熱伝導させ、空気中に放熱することができる。この手法を実施することにより、光透過性基板10の温度上昇を抑制することができ、光透過性基板10にダメージを与えることなく、配線パターン11を形成することができる。したがって、光透過性基板10として樹脂等も用いることができる。 As the electromagnetic wave used for sintering the conductive particles, those including those in the wavelength range of ultraviolet light, visible light, infrared light, and microwave can be used. The electromagnetic wave may be spread and irradiated, or may be focused and irradiated. For example, by focusing the electromagnetic wave and irradiating the coating film 40a on the substrate 10, the heating region becomes the focused electromagnetic wave. It becomes extremely local with a spot diameter of about, and local heat can be conducted to the surrounding light-transmitting substrate 10 and dissipated into the air. By carrying out this method, it is possible to suppress the temperature rise of the light transmissive substrate 10, and it is possible to form the wiring pattern 11 without damaging the light transmissive substrate 10. Therefore, a resin or the like can also be used as the light transmissive substrate 10.

本実施形態において、光透過性基板10としては、例えば10〜1000μm厚さの薄い光透過性基板やフィルムを用いることができる。そのような薄い光透過性基板10であっても本実施形態のように電磁波焼結により電子部品30を実装できる。光透過性基板10の材質としては、例えば、ガラス、PS(ポリスチレン)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、ポリイミド、アクリル、エポキシ、シリコーンなどの有機成分を主体とした物などを用いることができる。光透過性基板10と配線パターン11との密着性を向上させるために、光透過性基板10に表面処理を施してもよい。例えば、プラズマ処理、UV(紫外線)処理、カップリング剤を塗布等する処理を行う。 In the present embodiment, as the light transmissive substrate 10, for example, a thin light transmissive substrate or film having a thickness of 10 to 1000 μm can be used. Even with such a thin light-transmitting substrate 10, the electronic component 30 can be mounted by electromagnetic wave sintering as in the present embodiment. Examples of the material of the light transmissive substrate 10 include glass, PS (polystyrene), PP (polypropylene), PC (polycarbonate), PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene terephthalate), polyimide, acrylic, epoxy, silicone and the like. It is possible to use a product mainly composed of the organic components of. In order to improve the adhesion between the light transmissive substrate 10 and the wiring pattern 11, the light transmissive substrate 10 may be surface-treated. For example, a plasma treatment, a UV (ultraviolet) treatment, a treatment of applying a coupling agent, or the like is performed.

また、図1(a)〜(c)の工程で形成される配線パターン11は、幅よりも厚さの方が大きいことが望ましい。特に、配線パターン11の幅に対する厚みの比率は、厚み/幅=1/100以上であることが望ましく、厚み/幅=5/100以上であるとより望ましく、厚み/幅=10/100以上である場合には特に望ましい。また、配線パターン11に大電流を供給する場合は、厚み/幅=20/100以上であることが望ましい。配線パターン11の大きさは、一例としては、幅1μm以上、厚み1nm〜50μm程度に形成する。また、配線パターン3の電気抵抗率は、10−4Ω・cm以下であることが望ましく、特に、10−6Ω・cmオーダーの低抵抗であることが望ましい。 Further, it is desirable that the wiring pattern 11 formed in the steps of FIGS. 1A to 1C has a thickness larger than a width. In particular, the ratio of the thickness to the width of the wiring pattern 11 is preferably thickness / width = 1/100 or more, more preferably thickness / width = 5/100 or more, and thickness / width = 10/100 or more. Especially desirable in some cases. Further, when a large current is supplied to the wiring pattern 11, it is desirable that the thickness / width = 20/100 or more. As an example, the wiring pattern 11 is formed to have a width of 1 μm or more and a thickness of about 1 nm to 50 μm. Further, the electrical resistivity of the wiring pattern 3 is preferably 10 -4 Ω · cm or less, and particularly preferably a low resistance on the order of 10 -6 Ω · cm.

図1(a)〜(c)の工程では、形成される配線パターン11は、多孔質(ポーラス)となるように形成することが望ましい。すなわち、隣接する導電性粒子同士は、全体が完全に溶融して混ざりあうのではなく、接触する界面で焼結され、焼結後の導電性粒子間の少なくとも一部に空孔を形成するような温度で電磁波焼結することが望ましい。例えば、光束12として、レーザー光を用い、透過する光透過性基板10を溶融させない程度の照射強度で塗膜11aに照射することにより、光束12が照射された塗膜11aの領域に短時間に比較的大きなエネルギーを投入でき、導電性粒子を加熱して溶融させ焼結できるとともに、レーザー光の光束12の照射を停止することにより、周囲の塗膜11aや光透過性基板10への熱伝導により速やかに冷却することができるため、多孔質の配線パターンを形成することができる。言い換えると、塗膜11aをレーザー光の光束12で焼結するときに、塗膜11aが適切な温度になるように、光束12の照射強度を調節することで、多孔質の配線パターン11を形成できる。具体例としては、光透過性基板10として、延伸されたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(融点250℃程度、耐熱温度150℃程度)を用い、光透過性基板10の形状が維持されるようにレーザー光の光束12の強度を調整して光透過性基板10の裏面から塗膜11aに照射し、塗膜11aの導電性粒子を焼結した場合、多孔質の配線パターン11を形成することができる。 In the steps of FIGS. 1 (a) to 1 (c), it is desirable that the wiring pattern 11 to be formed is formed so as to be porous. That is, the adjacent conductive particles are not completely melted and mixed with each other, but are sintered at the interface where they come into contact with each other to form pores at least a part between the sintered conductive particles. It is desirable to sinter electromagnetic waves at a high temperature. For example, by using laser light as the luminous flux 12 and irradiating the coating film 11a with an irradiation intensity that does not melt the transmitted light-transmitting substrate 10, the region of the coating film 11a irradiated with the luminous flux 12 can be irradiated in a short time. A relatively large amount of energy can be applied, the conductive particles can be heated to melt and sintered, and by stopping the irradiation of the luminous flux 12 of the laser light, heat conduction to the surrounding coating film 11a and the light transmissive substrate 10 can be achieved. Because it can be cooled more quickly, a porous wiring pattern can be formed. In other words, when the coating film 11a is sintered with the luminous flux 12 of the laser beam, the porous wiring pattern 11 is formed by adjusting the irradiation intensity of the luminous flux 12 so that the coating film 11a has an appropriate temperature. can. As a specific example, a stretched polyethylene terephthalate (PET) film (melting point of about 250 ° C., heat resistant temperature of about 150 ° C.) is used as the light transmissive substrate 10, and a laser is used so that the shape of the light transmissive substrate 10 is maintained. When the coating film 11a is irradiated from the back surface of the light transmissive substrate 10 by adjusting the intensity of the light flux 12 and the conductive particles of the coating film 11a are sintered, a porous wiring pattern 11 can be formed. ..

配線パターン11が多孔質である場合には、上述したように、配線パターン11自体が追随性(可撓性)を有するため、フレキシブルな光透過性基板10を変形させた場合にも、それに伴って配線パターン11が追随するため、配線パターン11が光透過性基板10からはがれにくく、ひび割れ等も生じにくい。よって、断線の生じにくい、フレキシブルな光透過性10を提供することができる。 When the wiring pattern 11 is porous, as described above, the wiring pattern 11 itself has followability (flexibility). Therefore, even when the flexible light transmissive substrate 10 is deformed, the wiring pattern 11 itself has followability (flexibility). Since the wiring pattern 11 follows, the wiring pattern 11 is unlikely to be peeled off from the light transmissive substrate 10, and cracks and the like are unlikely to occur. Therefore, it is possible to provide a flexible light transmissive 10 that is less likely to cause disconnection.

図1(c)の工程において、光束12を光透過性基板10の塗膜11aが設けられている側の面から照射することももちろん可能である。 In the step of FIG. 1C, it is of course possible to irradiate the light flux 12 from the surface of the light transmissive substrate 10 on the side where the coating film 11a is provided.

電子部品30としては、どのようなものを用いてもよいが、一例としては、発光素子(LED,LD)、受光素子、抵抗、コンデンサ、トランジスタ、IC、スイッチ、集積回路、表示素子(液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ELディスプレイ等)を用いることができる。また、図1では、光透過性基板10上に、電子部品30を一つのみ搭載しているが、2以上の電子部品30を搭載することももちろん可能である。 Any electronic component 30 may be used, but as an example, a light emitting element (LED, LD), a light receiving element, a resistor, a capacitor, a transistor, an IC, a switch, an integrated circuit, and a display element (liquid crystal display) can be used. , Plasma display, EL display, etc.) can be used. Further, in FIG. 1, only one electronic component 30 is mounted on the light transmissive substrate 10, but it is of course possible to mount two or more electronic components 30.

<第2の実施形態>
第2の実施形態について図2、図3を用いて説明する。
<Second embodiment>
The second embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

第1の実施形態では、光透過性支持材9により光透過性基板10を支持し、光透過性支持材9および光透過性基板10を透過させた光束12を導電性インクの塗膜40aに照射する構成であったが、第2の実施形態では、光透過性支持材9とは異なる支持機構により、光透過性基板10を支持する。これにより、電子部品30に荷重を掛けながら、塗膜40aを焼結することを可能にする。 In the first embodiment, the light transmissive substrate 10 is supported by the light transmissive support material 9, and the light flux 12 transmitted through the light transmissive support material 9 and the light transmissive substrate 10 is applied to the coating film 40a of the conductive ink. Although it was configured to irradiate, in the second embodiment, the light transmissive substrate 10 is supported by a support mechanism different from that of the light transmissive support material 9. This makes it possible to sinter the coating film 40a while applying a load to the electronic component 30.

具体的には、支持機構の具体例を図2および図3に示す。図2(a)は、光透過性基板10の、少なくとも一組の対向する縁部を面内方向の外向きにそれぞれ引っ張る機構54である。光透過性基板10のすべての対向する縁部をそれぞれ引っ張ることが望ましい。このように、光透過性基板10を引っ張ることにより、光透過性基板10が剛性の小さいシート状のものであっても、その張力により、荷重による変形を防ぎ、電子部品30を塗膜40aに押し付けながら光束12を照射できる。 Specifically, specific examples of the support mechanism are shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 2A is a mechanism 54 for pulling at least one set of opposing edges of the light transmissive substrate 10 outward in the in-plane direction. It is desirable to pull each of all the opposing edges of the light transmissive substrate 10. By pulling the light transmissive substrate 10 in this way, even if the light transmissive substrate 10 is in the form of a sheet having low rigidity, the tension prevents the electronic component 30 from being deformed by a load, and the electronic component 30 is formed into the coating film 40a. The light beam 12 can be irradiated while pressing.

図2(b−1)は、光透過性基板10を搭載する枠材50を示す。この枠材50を図2(b−2)に示すように、塗膜40aが形成された光透過性基板10の周囲を支えるように光透過性基板10の下に配置する。これにより、電子部品30に荷重を加えた際の光透過性基板10の変形を防ぎ、支持することができる。 FIG. 2B-1 shows a frame member 50 on which the light transmissive substrate 10 is mounted. As shown in FIG. 2B-2, the frame member 50 is arranged under the light-transmitting substrate 10 so as to support the periphery of the light-transmitting substrate 10 on which the coating film 40a is formed. This makes it possible to prevent and support the deformation of the light-transmitting substrate 10 when a load is applied to the electronic component 30.

なお、枠材50には、上面に微小な径の開口50aを有する孔を複数設け、ポンプ50bで孔の内部を減圧する構成にしてもよい。これにより、光透過性基板10の裏面を枠材50の上面に吸着することができるため、光透過性基板10の枠材50に対する位置ずれを防ぐことができる。 The frame member 50 may be provided with a plurality of holes having openings 50a having a small diameter on the upper surface thereof, and the inside of the holes may be depressurized by the pump 50b. As a result, the back surface of the light transmissive substrate 10 can be adsorbed on the upper surface of the frame material 50, so that the position shift of the light transmissive substrate 10 with respect to the frame material 50 can be prevented.

図2(c)は、透明容器51の縁の上面の高さまで溶媒51aを満たし、溶媒51aの液面と透明容器51の縁の上面で光透過性基板10を支持する機構である。この構成は、溶媒の表面張力により光透過性基板10を吸着して保持することができる。光束12は、容器51および溶媒51aを透過し、さらに光透過性基板10を透過して塗膜40aに照射される。よって、溶媒51aは、光束12の照射によって加熱され、到達する温度よりも沸点が高いものを用いることが望ましい。 FIG. 2C is a mechanism in which the solvent 51a is filled up to the height of the upper surface of the edge of the transparent container 51, and the light transmissive substrate 10 is supported by the liquid surface of the solvent 51a and the upper surface of the edge of the transparent container 51. In this configuration, the light transmissive substrate 10 can be adsorbed and held by the surface tension of the solvent. The light flux 12 passes through the container 51 and the solvent 51a, and further passes through the light-transmitting substrate 10 to irradiate the coating film 40a. Therefore, it is desirable to use a solvent 51a that is heated by irradiation with the luminous flux 12 and has a boiling point higher than the temperature reached.

図3(a)は、光透過性基板10の少なくとも一対の対応する縁部を固定機構53で固定し、その状態では、光透過性基板10を下から、図3(b)の枠52で、図3(c)のように光透過性基板10を押し上げることにより、光透過性基板10を変形させて光透過性基板10に張力を与える構成である。これにより、図2(a)の構成と同様に、張力により、荷重による光透過性基板10の変形を防ぎ、電子部品30を塗膜40aに押し付けながら光束12を照射できる。 FIG. 3A shows that at least a pair of corresponding edges of the light-transmitting substrate 10 are fixed by the fixing mechanism 53, and in that state, the light-transmitting substrate 10 is fixed by the frame 52 of FIG. 3B from below. As shown in FIG. 3C, the light transmissive substrate 10 is pushed up to deform the light transmissive substrate 10 and apply tension to the light transmissive substrate 10. As a result, similarly to the configuration of FIG. 2A, the light transmissive substrate 10 can be prevented from being deformed by the load due to the tension, and the light flux 12 can be irradiated while pressing the electronic component 30 against the coating film 40a.

支持機構以外の構成及び工程は、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。 The configuration and process other than the support mechanism are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.

<第3の実施形態>
第3の実施形態について図4〜図7を用いて説明する。
<Third embodiment>
The third embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 7.

図4および図5に示した装置は、第1の実施形態の製造方法を実現する製造装置である。 The apparatus shown in FIGS. 4 and 5 is a manufacturing apparatus that realizes the manufacturing method of the first embodiment.

この製造装置は、配線パターン11が形成された光透過性基板10を支持する光透過性基板支持部(ステージ)101と、ディスペンサー102と、電子部品移動部103と、荷重部104と、電磁波(光束)照射部105とを備えている。ディスペンサー102は、導電性粒子が溶液に分散された導電性インクを光透過性基板10上に塗布して塗膜40aを形成する。電子部品移動部103は、電子部品30をもち上げて光透過性基板10の塗膜40aの位置まで移動させ、塗膜40a上に搭載する。荷重部104は、塗膜40a上に搭載された電子部品30を塗膜40aに押し付ける荷重を加える。電磁波(光束)照射部105は、電子部品30に対して荷重部104が荷重を加えている状態で、光透過性基板10の裏面側から塗膜40aに電磁波を照射して塗膜40a中の導電性粒子を焼結する。この装置により、第1の実施形態で説明した図1(c)〜(f)の工程を実行することにより、電子デバイスを製造する。 This manufacturing apparatus includes a light transmissive substrate support portion (stage) 101 that supports the light transmissive substrate 10 on which the wiring pattern 11 is formed, a dispenser 102, an electronic component moving portion 103, a load portion 104, and an electromagnetic wave ( A light beam) irradiation unit 105 is provided. The dispenser 102 forms a coating film 40a by applying a conductive ink in which conductive particles are dispersed in a solution onto a light-transmitting substrate 10. The electronic component moving unit 103 lifts the electronic component 30 and moves it to the position of the coating film 40a of the light transmissive substrate 10 and mounts it on the coating film 40a. The load unit 104 applies a load that presses the electronic component 30 mounted on the coating film 40a against the coating film 40a. The electromagnetic wave (luminous flux) irradiation unit 105 irradiates the coating film 40a with electromagnetic waves from the back surface side of the light transmissive substrate 10 in a state where the load unit 104 applies a load to the electronic component 30, and is contained in the coating film 40a. Sinter conductive particles. An electronic device is manufactured by performing the steps of FIGS. 1 (c) to 1 (f) described in the first embodiment by this device.

図4、図5の装置において、電子部品移動部103は、持ち上げた電子部品30を塗膜40aに対して押圧することにより荷重をかける構成である。これにより、電子部品移動部103は、荷重部104を兼用している。また、光透過性基板支持部101をディスペンサー102の位置から電子部品移動部103の位置まで移動させる光透過性基板支持部駆動機構106がさらに備えられている。 In the devices of FIGS. 4 and 5, the electronic component moving unit 103 is configured to apply a load by pressing the lifted electronic component 30 against the coating film 40a. As a result, the electronic component moving unit 103 also serves as the load unit 104. Further, a light transmitting substrate support drive mechanism 106 for moving the light transmitting substrate support 101 from the position of the dispenser 102 to the position of the electronic component moving portion 103 is further provided.

さらに詳しく説明する。光透過性基板支持部101には、光透過性基板10を搭載するための光透過性支持材9が備えられている。ディスペンサー102は、導電性インクを蓄え、指示された量を送り出すタンク102aと、タンク102aから送り出された導電性インクを吐出するノズル102bと、ノズル102bの高さを調節するz方向駆動部102cと、これら駆動部を制御する駆動制御部103fと、タンク102aを制御するディスペンス制御部102dとを有する。 This will be described in more detail. The light-transmitting substrate support portion 101 is provided with a light-transmitting support material 9 for mounting the light-transmitting substrate 10. The dispenser 102 includes a tank 102a that stores conductive ink and delivers an instructed amount, a nozzle 102b that discharges the conductive ink sent out from the tank 102a, and a z-direction drive unit 102c that adjusts the height of the nozzle 102b. , A drive control unit 103f that controls these drive units, and a discharge control unit 102d that controls the tank 102a.

また、タンク102aはノズル102bと一体になった構造になっていても良い。また、ディスペンサー102は、ノズル102bを光透過性基板10に対して移動させる駆動機構をさらに備えてもよい。駆動機構は、ノズル102bを光透過性基板10に対してx,y方向に移動可能な構造にする。これにより、ノズル102bを光透過性基板10に対して精密に移動させることが可能になるため、塗膜40aや塗膜11aをより微細に、かつ、精度よく形成することができる。 Further, the tank 102a may have a structure integrated with the nozzle 102b. Further, the dispenser 102 may further include a drive mechanism for moving the nozzle 102b with respect to the light transmissive substrate 10. The drive mechanism has a structure in which the nozzle 102b can move in the x and y directions with respect to the light transmissive substrate 10. As a result, the nozzle 102b can be precisely moved with respect to the light transmissive substrate 10, so that the coating film 40a and the coating film 11a can be formed more finely and accurately.

電子部品移動部103は、複数の電子部品30が予め配列されて配置されたテーブル103hと、吸着ヘッド103aと、吸着ヘッド103a内を減圧するポンプ103bと、吸着ヘッド103aをx,y,z方向に移動させる駆動部103c,103d,103eと、これら駆動部を制御する駆動制御部103fと、ポンプ103bを制御するポンプ制御部103gとを有する。z方向駆動部103eは、荷重部104を兼用している。電磁波(光束)照射部105は、光源105aと、光源105aを制御する光源制御部105bとを備えている。支持部駆動機構106は、支持部101をx、y方向にそれぞれ移動させる光透過性基板支持部駆動部106a,106bを含む。駆動制御部103fは、光透過性基板支持部駆動部106a,106bの動作も制御する。 The electronic component moving unit 103 uses the table 103h in which a plurality of electronic components 30 are arranged in advance, the suction head 103a, the pump 103b for depressurizing the inside of the suction head 103a, and the suction head 103a in the x, y, and z directions. It has a drive unit 103c, 103d, 103e to be moved to, a drive control unit 103f for controlling these drive units, and a pump control unit 103g for controlling the pump 103b. The z-direction drive unit 103e also serves as the load unit 104. The electromagnetic wave (luminous flux) irradiation unit 105 includes a light source 105a and a light source control unit 105b that controls the light source 105a. The support unit drive mechanism 106 includes light-transmitting substrate support unit drive units 106a and 106b that move the support unit 101 in the x and y directions, respectively. The drive control unit 103f also controls the operation of the light transmissive substrate support unit drive units 106a and 106b.

なお、支持部駆動部106が、支持部101をz方向にも駆動することができるように構成してもよい。これにより、支持部101の位置をより精密に制御することが可能になる。 The support unit driving unit 106 may be configured to be able to drive the support unit 101 in the z direction as well. This makes it possible to control the position of the support portion 101 more precisely.

ディスペンス制御部102d、ポンプ制御部103g、駆動制御部103fおよび光源制御部105bは、全体の動作を制御するシステム制御部107に接続されている。 The dispense control unit 102d, the pump control unit 103g, the drive control unit 103f, and the light source control unit 105b are connected to the system control unit 107 that controls the overall operation.

導電性インクを塗膜40a形成する方法として転写方式を用いる場合、ディスペンス機構部を転写機構部にする事で実現可能になる。 When a transfer method is used as a method for forming the coating film 40a of the conductive ink, it can be realized by using the discharge mechanism portion as the transfer mechanism portion.

本実施形態の製造装置を用いて、電子デバイスを製造する方法について説明する。図6は、システム制御107による制御動作を示すフローチャートであり、図7は、製造工程を示す工程図である。システム制御部107は、CPUとメモリを備えて構成され、メモリに予め格納されたプログラムをCPUが読み込んで実行することにより、図6のフローのように動作することによりシステム制御部107としての機能を実現する。 A method of manufacturing an electronic device using the manufacturing apparatus of this embodiment will be described. FIG. 6 is a flowchart showing a control operation by the system control 107, and FIG. 7 is a process chart showing a manufacturing process. The system control unit 107 is configured to include a CPU and a memory, and when the CPU reads and executes a program stored in the memory in advance, the system control unit 107 operates as shown in the flow of FIG. 6 to function as the system control unit 107. To realize.

まず、第1の実施形態の図1(a)、(b)の工程により、光透過性基板10上の導電性インクにより、配線パターン11の形状の塗膜11aを印刷し(工程701)、必要に応じて塗膜11aを加熱して溶媒を蒸発させて乾燥させる。この段階では、塗膜11aの光焼結は行わない。 First, according to the steps of FIGS. 1 (a) and 1 (b) of the first embodiment, the coating film 11a in the shape of the wiring pattern 11 is printed with the conductive ink on the light transmissive substrate 10 (step 701). If necessary, the coating film 11a is heated to evaporate the solvent and dry it. At this stage, the coating film 11a is not photosintered.

操作者は、塗膜11aを形成した光透過性基板10を、図4の製造装置の光透過性基板支持部101の光透過性支持材9上にセットする(工程702)。なお、支持材9は、工程701の時からセットしておく事も可能である。 The operator sets the light-transmitting substrate 10 on which the coating film 11a is formed on the light-transmitting support material 9 of the light-transmitting substrate support portion 101 of the manufacturing apparatus of FIG. 4 (step 702). The support member 9 can be set from the time of step 701.

以下の工程は、図4および図5の製造装置を用いて行う。システム制御部107は、駆動制御部103fに指示して、x、y方向の光透過性基板支持部駆動部106a、106bを動作させ、光透過性基板支持部101を移動させることにより、ディスペンサー102のノズル102bの滴下位置まで光透過性基板10を移動させる(ステップ61)。続けて、システム制御部107は、駆動制御部103fに指示して、ディスペンサー102のz方向駆動部102cを動作させ、ノズル102bを光透過性基板10に対して所定の距離まで接近させる。そして、システム制御部107は、ディスペンス制御部102dに指示して、タンク102aから所定量だけ導電性インクを送り出させる。これにより、ノズル102bの先端から導電性インクが吐出され、光透過性基板10の塗膜11a上の所定の位置に滴下される(ステップ62)。上記ステップ61、62により、光透過性基板10の塗膜11aの所定の位置に塗膜40aを形成する(工程703)。 The following steps are performed using the manufacturing apparatus of FIGS. 4 and 5. The system control unit 107 instructs the drive control unit 103f to operate the light transmissive substrate support unit drive units 106a and 106b in the x and y directions, and moves the light transmissive substrate support unit 101 to move the dispenser 102. The light transmissive substrate 10 is moved to the dropping position of the nozzle 102b (step 61). Subsequently, the system control unit 107 instructs the drive control unit 103f to operate the z-direction drive unit 102c of the dispenser 102 to bring the nozzle 102b closer to the light transmissive substrate 10 to a predetermined distance. Then, the system control unit 107 instructs the dispense control unit 102d to send out a predetermined amount of the conductive ink from the tank 102a. As a result, the conductive ink is ejected from the tip of the nozzle 102b and is dropped at a predetermined position on the coating film 11a of the light transmissive substrate 10 (step 62). By the steps 61 and 62 above, the coating film 40a is formed at a predetermined position of the coating film 11a of the light transmissive substrate 10 (step 703).

システム制御部107は、駆動制御部103fに指示して、x、y方向の光透過性基板支持部駆動部106a、106bを動作させて、光透過性基板支持部101を移動させることにより、図5のように、電子部品移動部103の位置まで光透過性基板10を移動させる(ステップ63)。つぎに、システム制御部107は、駆動制御部103fに指示して、駆動部103c,103d,103eを動作させ、吸着ヘッド103aをx,y,z方向に移動させることにより、吸着ヘッド103aをテーブル103h上の1つの電子部品30の座標まで移動させる(ステップ64)。そして、システム制御部107は、ポンプ制御部103gに指示してポンプ103bにより吸着ヘッド103a内を減圧させて、電子部品30を吸着ヘッド103aの先端に吸着させる(ステップ65)。さらに、システム制御部107は、駆動制御部103fに指示して、駆動部103c,103d,103eを動作させ、吸着ヘッド103aを光透過性基板支持部101上の光透過性基板10の塗膜40aの座標まで移動させ、電子部品30の電極と塗膜40aとを位置合わせし、塗膜40a上に電子部品30を配置する(ステップ66)。続けて駆動制御部103fはz方向の駆動部103eを動作させて、吸着ヘッド103aを下降させ、吸着ヘッド103aにより電子部品30を押圧して、所定の荷重をかけた状態を維持する(ステップ67)。この状態で、システム制御部107は、光源制御部105bに指示して光源105aから光を集束させて出射させる(ステップ68)。光は、光透過性支持材9および光透過性基板10を透過して膜11aと塗膜40aに所定時間照射され、塗膜40a内の導電性粒子が光焼結されて、電極接続領域40が形成される。電極接続領域40が形成されたならば、ポンプ制御部103gは、ポンプ103bの減圧を停止して、電子部品30の吸着をオフにするとともに、駆動制御部103fは、z方向の駆動部103eを動作させ、吸着ヘッド103aを上昇させることにより、電子部品30への荷重の印加を停止させる(ステップ69)。これらステップ63〜69により、電子部品をピックアップして光透過性基板10の上まで移動させ(工程704)、塗膜40a上に搭載し(工程705)、荷重を掛けながら光照射して焼結し(工程706)、電極接続領域40を形成して電極31と配線パターン11とを接合する(工程707)という各工程を実行することができる(図1(e)、(f))。 The system control unit 107 instructs the drive control unit 103f to operate the light transmissive substrate support unit drive units 106a and 106b in the x and y directions to move the light transmissive substrate support unit 101. As in step 5, the light transmissive substrate 10 is moved to the position of the electronic component moving unit 103 (step 63). Next, the system control unit 107 instructs the drive control unit 103f to operate the drive units 103c, 103d, 103e and move the suction head 103a in the x, y, z directions to move the suction head 103a into a table. It is moved to the coordinates of one electronic component 30 on 103h (step 64). Then, the system control unit 107 instructs the pump control unit 103g to reduce the pressure inside the suction head 103a by the pump 103b, and sucks the electronic component 30 to the tip of the suction head 103a (step 65). Further, the system control unit 107 instructs the drive control unit 103f to operate the drive units 103c, 103d, 103e, and makes the suction head 103a the coating film 40a of the light transmissive substrate 10 on the light transmissive substrate support portion 101. The electrode of the electronic component 30 and the coating film 40a are aligned with each other, and the electronic component 30 is placed on the coating film 40a (step 66). Subsequently, the drive control unit 103f operates the drive unit 103e in the z direction to lower the suction head 103a, press the electronic component 30 with the suction head 103a, and maintain a state in which a predetermined load is applied (step 67). ). In this state, the system control unit 107 instructs the light source control unit 105b to focus and emit light from the light source 105a (step 68). Light passes through the light transmissive support member 9 and the light transmissive substrate 10 and irradiates the film 11a and the coating film 40a for a predetermined time. Is formed. When the electrode connection region 40 is formed, the pump control unit 103g stops the depressurization of the pump 103b to turn off the adsorption of the electronic component 30, and the drive control unit 103f sets the drive unit 103e in the z direction. By operating and raising the suction head 103a, the application of the load to the electronic component 30 is stopped (step 69). In steps 63 to 69, the electronic components are picked up, moved onto the light transmissive substrate 10 (step 704), mounted on the coating film 40a (step 705), irradiated with light while applying a load, and sintered. (Step 706), each step of forming the electrode connection region 40 and joining the electrode 31 and the wiring pattern 11 (step 707) can be executed (FIGS. 1 (e) and 1 (f)).

この後、連続して塗膜11aにも光源105aからレーザー光を照射し、塗膜11a内の導電性粒子を光焼結して配線パターン11を形成する。このとき、配線パターン11の全体が焼結されるように、必要に応じて、駆動制御部103fが光透過性基板支持部駆動部106a,106bを動作させて、光透過性基板10を移動させ、塗膜11aの焼結すべき領域全体にレーザー光が照射されるようにする。 After that, the coating film 11a is continuously irradiated with laser light from the light source 105a, and the conductive particles in the coating film 11a are photosintered to form the wiring pattern 11. At this time, the drive control unit 103f operates the light transmissive substrate support unit drive units 106a and 106b to move the light transmissive substrate 10 so that the entire wiring pattern 11 is sintered. , The entire region of the coating film 11a to be sintered is irradiated with the laser beam.

以上のように、第3の実施形態の製造装置を用いることにより、第1の実施形態の製造方法によって電子デバイスを製造することができる。 As described above, by using the manufacturing apparatus of the third embodiment, the electronic device can be manufactured by the manufacturing method of the first embodiment.

なお、荷重部104は、吸着ヘッド103aに下向きの荷重を加えることができる構造であればどのようなものでもよく、重りやばねを用いてもよい。 The load unit 104 may have any structure as long as it can apply a downward load to the suction head 103a, and a weight or a spring may be used.

塗膜11aに光を照射して配線パターン11を形成するタイミングは、第3の実施形態のように電極接続領域40を形成した後でよいが、図7の工程702と703の間でもよい。 The timing of irradiating the coating film 11a with light to form the wiring pattern 11 may be after the electrode connection region 40 is formed as in the third embodiment, but may be between steps 702 and 703 of FIG.

なお、基板支持部101が動かない方式を取ることも可能である。この場合、ディスペンサー102にノズル102aをx,y,z方向に駆動する機構を設ける事で、光透過性基板10に電子部品30を高精度に実装することが可能になる。 It is also possible to adopt a method in which the substrate support portion 101 does not move. In this case, by providing the dispenser 102 with a mechanism for driving the nozzle 102a in the x, y, and z directions, the electronic component 30 can be mounted on the light transmissive substrate 10 with high accuracy.

なお、上述してきた第1〜第3の実施形態では、光透過性基板上の配線パターンと電子部品の電極とを光焼結により接合して電子デバイスを製造する方法について説明したが、本実施形態の方法で接合する対象は、電子部品の電極に限られない。例えば、図8のように光透過性基板10上にレンズ等の光学部品81を接合することも可能である。この場合の製造方法は、以下のようになる。まず、光透過性基板10上の、光学部品81を接合すべき部分に、導電性粒子が溶液に分散された導電性インクを塗布し、接合用塗膜40aを形成する。つぎに、接合用塗膜40a上に、光学部品81の接合すべき部位(図8では縁部)を搭載する。このとき、必要に応じて光透過性基板10を光透過性支持材9に搭載する。光学部品81に荷重をかけて、接合すべき部位(縁部)を接合用塗膜40aに押し付けながら、接合用塗膜40aに電磁波(光束)12を照射して接合用塗膜40a中の導電性粒子を焼結することにより、光学部品81の部位(縁部)と光透過性基板10とを接合する接合領域(40)を形成する。光束12は、例えば、図8のように、光透過性支持材9および光透過性基板10の裏面側から透過させて照射してもよいし、光透過性基板10の上方から照射してもよい。 In the first to third embodiments described above, a method of manufacturing an electronic device by joining a wiring pattern on a light transmissive substrate and an electrode of an electronic component by photosintering has been described. The object to be joined by the form method is not limited to the electrodes of electronic components. For example, as shown in FIG. 8, it is also possible to join an optical component 81 such as a lens on the light transmissive substrate 10. The manufacturing method in this case is as follows. First, a conductive ink in which conductive particles are dispersed in a solution is applied to a portion of the light transmissive substrate 10 to which the optical component 81 should be bonded to form a bonding coating film 40a. Next, the portion of the optical component 81 to be bonded (the edge portion in FIG. 8) is mounted on the bonding coating film 40a. At this time, the light transmissive substrate 10 is mounted on the light transmissive support material 9 as needed. While applying a load to the optical component 81 and pressing the portion (edge) to be bonded against the bonding coating film 40a, the bonding coating film 40a is irradiated with an electromagnetic wave (luminous flux) 12 to conduct conductivity in the bonding coating film 40a. By sintering the sex particles, a bonding region (40) for joining the portion (edge) of the optical component 81 and the light transmissive substrate 10 is formed. For example, as shown in FIG. 8, the light flux 12 may be transmitted from the back surface side of the light transmissive support member 9 and the light transmissive substrate 10 and irradiated, or may be irradiated from above the light transmissive substrate 10. good.

なお、第3の実施形態の製造装置において、図9のようにレーザー光源105aの出射したレーザー光を、例えば、所望の方向に反射する可動ミラー105dを配置してもよい。これにより、光透過性基板10の位置を変えることなく、複数の塗膜40aに順次光を照射することができる。これにより、複数の電子部品30を光透過性基板10上に接合することができる。特に、図9の可動ミラー105dを用いた構成は、光透過性基板10が、光源105aに対して凹面の湾曲した形状である場合には、複数個所の塗膜40aに同等の条件(照射角度、照射強度)で光束12を照射することができるというメリットがある。 In the manufacturing apparatus of the third embodiment, as shown in FIG. 9, a movable mirror 105d that reflects the laser light emitted by the laser light source 105a in a desired direction may be arranged. As a result, the plurality of coating films 40a can be sequentially irradiated with light without changing the position of the light transmissive substrate 10. As a result, a plurality of electronic components 30 can be bonded onto the light transmissive substrate 10. In particular, in the configuration using the movable mirror 105d of FIG. 9, when the light transmissive substrate 10 has a concave curved shape with respect to the light source 105a, the conditions (irradiation angles) equivalent to those of the coating films 40a at a plurality of locations. , Irradiation intensity), there is an advantage that the light beam 12 can be irradiated.

また、上述の実施形態では、光透過性基板10の片面にのみ、電子部品30を接合する構成について説明したが、図10(a)〜(c)のように、片面の接合が終了したならば、光透過性基板10を裏返すことにより、両面に電子部品を接合することができる。なお、図10(a)〜(c)の各構成は、図2(a)、(b−1)〜(b−2)、および(c)の構成と同じ符号のものは同じ構成であるので詳しい説明は省略する。 Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the electronic component 30 is bonded only to one side of the light transmissive substrate 10 has been described, but as shown in FIGS. For example, by turning over the light transmissive substrate 10, electronic components can be bonded to both sides. It should be noted that the configurations of FIGS. 10 (a) to 10 (c) have the same reference numerals as those of FIGS. 2 (a), (b-1) to (b-2), and (c). Therefore, detailed explanation is omitted.

本実施形態の電子デバイスは、電子部品を光透過性基板に搭載したデバイスであればどのようなものでも適用可能である。例えば、自動車のインストルメント・パネル(計器表示盤)やゲーム機の表示部等に適用できる。また、基板を湾曲させることができるため、ウエアラブル(体に装着可能な)な電子デバイス(メガネ、時計、ディスプレイ、医療機器等)や、湾曲したディスプレイに適用可能である。 The electronic device of the present embodiment can be applied to any device as long as the electronic component is mounted on a light transmissive substrate. For example, it can be applied to an instrument panel (instrument display panel) of an automobile, a display unit of a game machine, or the like. Further, since the substrate can be curved, it can be applied to wearable (wearable on the body) electronic devices (glasses, watches, displays, medical devices, etc.) and curved displays.

また、これら以外にも、照明機器(点発光/面発光照明、フレキシブル照明、自動車用照明(インテリア、エクステリア)など)、表示機器(シースルーディスプレイ、ウェアラブルディスプレイ、ヘッドアップディスプレイなど)、演出機器(遊技機器(パチンコ)用の演出照明・表示など)等に好適に用いることができる。 In addition to these, lighting equipment (point-emitting / surface-emitting lighting, flexible lighting, automobile lighting (interior, exterior), etc.), display equipment (see-through display, wearable display, head-up display, etc.), production equipment (game) It can be suitably used for production lighting, displays, etc. for equipment (pachinko).

9…光透過性支持材、10…光透過性基板、11a…塗膜、11…配線パターン、40a…塗膜、40…電極接続領域、101…光透過性基板支持部(ステージ)、102…ディスペンサー、103…電子部品移動部、104…荷重部、105…電磁波(光束)照射部、106…光透過性基板支持部駆動機構、107…システム制御部

9 ... Light-transmitting support material, 10 ... Light-transmitting substrate, 11a ... Coating, 11 ... Wiring pattern, 40a ... Coating, 40 ... Electromagnetic connection region, 101 ... Light-transmitting substrate support (stage), 102 ... Dispenser, 103 ... Electronic component moving part, 104 ... Load part, 105 ... Electromagnetic wave (luminous flux) irradiation part, 106 ... Light transmitting substrate support part Drive mechanism, 107 ... System control part

Claims (5)

光透過性基板上に導電性粒子が溶液に分散された導電性インクを塗布して配線パターンの形状を有する配線用塗膜を形成する配線用塗膜塗布工程と、
前記配線用塗膜に電磁波を照射して前記配線用塗膜中の導電性粒子を焼結し、多孔質である前記配線パターンを形成する配線パターン焼結工程と、
前記配線パターンの、電子部品の電極を接合すべき部分に、導電性粒子が溶液に分散された導電性インクを塗布し、接合用塗膜を形成する塗布工程と、
前記接合用塗膜上に前記電極が搭載されるように、前記電子部品を前記光透過性基板に搭載する搭載工程と、
前記電子部品に荷重をかけて前記電極を前記接合用塗膜に押し付けながら、前記接合用塗膜に電磁波を照射して前記接合用塗膜中の導電性粒子を焼結することにより、前記電極と前記配線パターンとを接合する電極接続領域を形成する焼結工程とを含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
A wiring coating coating step of applying conductive ink in which conductive particles are dispersed in a solution onto a light-transmitting substrate to form a wiring coating having the shape of a wiring pattern.
A wiring pattern sintering step of irradiating the wiring coating film with an electromagnetic wave to sinter the conductive particles in the wiring coating film to form the porous wiring pattern.
Of the wiring pattern, the portion to be bonded to electrodes of the electronic component, the conductive ink conductive particles are dispersed in a solution is applied, a coating step of forming a bonding coating,
The mounting process of mounting the electronic component on the light transmissive substrate so that the electrode is mounted on the bonding coating film, and
While applying a load to the electronic component and pressing the electrode against the bonding coating film, the bonding coating film is irradiated with an electromagnetic wave to sinter the conductive particles in the bonding coating film, thereby forming the electrode. A method for manufacturing an electronic device, which comprises a sintering step of forming an electrode connection region for joining the wiring pattern and the wiring pattern.
光透過性基板上に導電性粒子が溶液に分散された導電性インクを塗布して配線パターンの形状を有する配線用塗膜を形成する配線用塗膜塗布工程と、A wiring coating coating step of applying conductive ink in which conductive particles are dispersed in a solution onto a light-transmitting substrate to form a wiring coating having the shape of a wiring pattern.
前記配線用塗膜の、電子部品の電極を接合すべき部分に、導電性粒子が溶液に分散された導電性インクを塗布し、接合用塗膜を形成する塗布工程と、 A coating step of applying a conductive ink in which conductive particles are dispersed in a solution to a portion of the coating film for wiring to which an electrode of an electronic component should be bonded to form a coating film for bonding.
前記接合用塗膜上に前記電極が搭載されるように、前記電子部品を前記光透過性基板に搭載する搭載工程と、 The mounting process of mounting the electronic component on the light transmissive substrate so that the electrode is mounted on the bonding coating film, and
前記電子部品に荷重をかけて前記電極を前記接合用塗膜に押し付けながら、前記配線用塗膜と前記接合用塗膜に電磁波を照射して前記配線用塗膜と前記接合用塗膜中の導電性粒子を焼結し、多孔質である前記配線パターンを形成し、かつ、前記電極と前記配線パターンとを接合する電極接続領域を形成する焼結工程とを含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 While applying a load to the electronic component and pressing the electrode against the bonding coating film, the wiring coating film and the bonding coating film are irradiated with electromagnetic waves to form the wiring coating film and the bonding coating film. An electronic device comprising a sintering step of sintering conductive particles to form the porous wiring pattern and forming an electrode connection region for joining the electrode and the wiring pattern. Manufacturing method.
請求項1または2に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記焼結工程では、前記荷重に対して前記光透過性基板を支持機構により支持することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to claim 1 or 2 , wherein in the sintering step, the light transmissive substrate is supported by a support mechanism against the load. 請求項に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記支持機構として、前記光透過性基板を搭載する光透過性支持材、前記光透過性基板を搭載する枠材、前記光透過性基板の対向する縁部を面内方向の外向きにそれぞれ引っ張る機構、および、液面で前記光透過性基板を支持する溶媒が蓄えられた容器の少なくとも一つを用いることを特徴とする電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to claim 3 , wherein as the support mechanism, a light transmissive support material on which the light transmissive substrate is mounted, a frame material on which the light transmissive substrate is mounted, and the light transmissive substrate. An electronic device characterized by using at least one of a mechanism for pulling the opposite edges of the light-transmitting substrate outward in the in-plane direction and a container in which a solvent for supporting the light-transmitting substrate at the liquid surface is stored. Production method. 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記荷重は、1g/mm以上10000g/mm以下であることを特徴とする電子デバイスの製造方法。 A method of manufacturing an electronic device according to any one of claims 1 to 4, wherein the load is a method of manufacturing an electronic device, characterized in that 1 g / mm 2 or more 10000 g / mm 2 or less.
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JPH08235931A (en) * 1995-02-24 1996-09-13 Asahi Chem Ind Co Ltd Lsi chip connecting conductive composition and connected circuit board
JP2014013827A (en) * 2012-07-04 2014-01-23 Panasonic Corp Manufacturing system of electronic component mounting substrate and manufacturing method
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JP6710018B2 (en) * 2015-01-27 2020-06-17 大日本印刷株式会社 Method for manufacturing conductive pattern substrate

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